[發明專利]一種Rogowski線圈電子式電流互感器故障的早期診斷方法

在審

• 申請號: 202110663016.0
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113406551A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 李振華;王中;李紅斌;黃悅華;成俊杰;張宇杰;程紫熠;陳興新;張磊;徐艷春;邾玢鑫;吳琳
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02;G06F17/15;G06F17/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種Rogowski線圈電子式電流互感器故障的早期診斷方法，其特征在于：首先，采集Rogowski線圈電子式電流互感器相位和頻率，構建相位差序建數據模型；然后，計算頻率波動對相位差的影響并進行補償，將補償后的相位差序列利用數值求解方法，求得樣本自相關函數；接著，借助樣本自相關函數曲線的變化趨勢，初步判斷相位差序列平穩特征，將初步判斷為平穩相位差序列用統計學的方法量化分析，并求得ADF單位根檢驗的統計臨界特征表；最后，綜合自相關函數曲線的歸零速度、震蕩幅度以及相位差時間序列ADF單位根檢驗的統計臨界特征表，完成電流互感器故障早期測量數據異常診斷。

2.一種Rogowski線圈電子式電流互感器故障的早期診斷方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：采集頻率和Rogowski線圈電子式電流互感器相位序列，再對獲取的數據進行分析處理后，截取相位差序列，建立比對標準；

步驟2：計算頻率波動對相位差的影響并進行補償，將補償后的相位差序列利用數值求解方法，求得樣本自相關函數，然后根據自相關函數曲線圖，對Rogowski線圈電子式電流互感器故障早期測量誤差進行初步診斷；

步驟3：根據步驟2中自相關函數曲線圖的初步診斷結果，判斷是否進行ADF單位根檢驗，并求得ADF單位根檢驗的統計臨界特征表；

步驟4：綜合自相關函數曲線的歸零速度、震蕩幅度以及相位差時間序列ADF單位根檢驗的統計臨界特征表，完成對Rogowski線圈電子式電流互感器故障早期表現出來的測量數據異常診斷。

3.根據權利要求2所述一種Rogowski線圈電子式電流互感器故障的早期診斷方法，其特征在于：所述步驟1中，截取的相位差序列為相同時間間隔的電流信號初始相位差序列，被截取信號的初始相位和起始截取時刻無關，以截取信號的初始相位之差相等為基準建立一個比對標準。

4.根據權利要求2所述一種Rogowski線圈電子式電流互感器故障的早期診斷方法，其特征在于：所述步驟2包括以下步驟：

步驟2.1：計算頻率波動對相位差的影響并進行補償：

設電網電流波形信號理想條件下的幅值歸一化解析式為：

f(t)＝cos(ω₀t+φ₀)；

式中，ω₀、φ₀分別為電流信號的頻率和初始相位，則t+Δt時刻的電流歸一化解析式則為：

f(t+△t)＝cos[ω₀(t+△t)+φ₀]；

因此，時間間隔為Δt的電流相位差為ω₀Δt，只與系統頻率和時間間隔有關，故修正頻率變化對相位的影響時可采用以下公式：

△ψ＝△ω*△t；

式中，Δω為系統頻率的偏移量；Δt為截取電流信號的時間間隔；Δψ為頻率波動引起的相位差變化；

步驟2.2：利用數值求解方法對補償后的相位差序列求得樣本自相關函數，記等時間間隔截取采樣數據并通過差分運算后的相位差序列Δφ₁，Δφ₂，…，Δφ_n-1為{Δφ_i}(i＝1，2…，n-1)，則相位差時間序列的樣本自相關函數為：

式中，i、j均表示樣本相位差序列的序號，n表示樣本相位差序列元素個數，表示樣本相位差序列的平均值；

當j不斷增大時，若該樣本自相關函數曲線快速下降并趨于0，則可初略判斷該相位差序列為平穩序列；若是該自相關函數曲線下降緩慢或有明顯的震蕩則為非平穩序列；

5.根據權利要求2所述一種Rogowski線圈電子式電流互感器故障的早期診斷方法，其特征在于：所述步驟3中，判斷是否繼續用ADF單位根檢驗求得統計臨界特征表做進一步相位差時間序列平穩性判定：若根據樣本自相關函數曲線圖初步判斷相位差序列為平穩序列，則調用python中的statsmodels工具進行ADF量化檢驗；若根據樣本自相關函數曲線圖初步判斷相位差序列為非平穩序列，則直接判定Rogowski線圈電流互感器測量數據異常，及時預警。

6.根據權利要求2所述一種Rogowski線圈電子式電流互感器故障的早期診斷方法，其特征在于：ADF單位根檢驗判斷相位差時間序列平穩性的量化評估參量，為統計臨界特征表中的p_value、τ統計量、方差；若p_value明顯小于0.05且τ統計量小于10％的臨界值說明該序列為平穩序列，反之即可預警Rogowski線圈電子式電流互感器故障早期的測量數據異常。