[发明专利]基于核独立分量分析的电流传感器角差在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电流信号高精度分离及角差测量技术领域，尤其涉及 一种基于核独立分量分析的电流传感器角差在线监测方法。

背景技术

在高压设备状态维修体制中，绝缘在线监测技术是最核心的技术 支撑。它是结合传感器技术、计算机技术、电子技术、信号处理以及 网络技术，在电力系统运行状态下，对其中的电气设备的绝缘状况进 行实时监测，其基本要求是：监测过程不改变系统的运行方式，并保 证测量精度等。

国内外开展的较多的在线监测工作是容性设备的在线监测，如氧 化锌避雷针。主要测量容性设备的介质损耗tanδ、电容、电容电流等 参数。其中要准确测量电力设备的绝缘介质损耗tanδ，需要高精度的 电流传感器。

目前应用于各种电力设备绝缘在线监测的电流传感器，都是用高 导磁材料作为磁芯绕制而成。在实验室环境下进行测试，这类电流传 感器对电流信号角差的监测能够达到较高的精度，同时其稳定性也能 满足测量的要求。但实际在线运行后，由于现场的强电磁干扰、环境 温度及湿度的大幅度变化、强冲击电流等对磁性材料的作用，使得电 流传感器磁芯的性能发降低。另一方面，电流传感器中的电子电路同 样会受电磁干扰、工作温度及湿度、器件老化等影响，使得输出信号 的幅度变比，特别是角差特性发生较大变化。因此，要对电流传感器 的角差进行实时监测，以保证绝缘在线监测系统在实际运行中能够获 得高精度、稳定可靠的测量结果。

一种在线监测电流传感器角差系统，是人为在传感器的输入端加 入已知频率和相位的单频正弦测试电流，在输出端得到的是正常工作 时的输出电流与测试电流的混合。采用软件实现的方法将测试信号和 电流传感器的原始输出电流分离，通过比较测试信号输入与输出前后 相位变化来确定电流传感器的相位差。这样就可以通过计算机软件的 方法，采用信号处理技术，在电流传感器监测电力设备正常工作的电 流的同时获得它的相位差，从而实现在线测量。在这套系统中，高精 度、易实现的信号分离算法对提高整个系统的测量精度起着至关重要 的作用。

对于从混合信号中分离出一个已知频率的信号，最常见的方法是 采用谐波分析，快速傅立叶变换实现。但是，在数据采集时，即使采 样频率满足了奈奎斯特采样定律，但如果不是同步采样都会带来频谱 泄露和栅栏效应，使得计算出的信号参数即频率、幅值和相位等不准 确，尤其是相位误差很大。插值算法能够提高计算精度，但该算法对 邻近的谐波缺乏抗干扰能力，且计算较为复杂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于核独立分量分析 的电流传感器角差在线监测方法，以实现对电流传感器角差的在线标 定和校验，并提高分离的精度及鲁棒性。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种基于核独立分量分析的电流 传感器角差在线监测方法，包括如下具体步骤：

将正弦电流测试信号和正常工作电流共同输入电流传感器，并对 电流传感器输出的混合信号进行采样，得到混合采样信号；

将该混合采样信号输入信号分离模块，信号分离模块对该混合采 样信号进行去均值和白化操作，并运用核独立分量分析从该混合采样 信号中提取测试信号；所述信号分离模块运用核独立分量分析技术从 该混合采样信号中提取测试信号，是信号分离模块运用核独立分量分 析技术，将混合信号中的工作信号和测试信号分离；

将原正弦电流测试信号与提取出的测试信号共同输入角差比较模 块，角差比较模块进行角差计算，并以计算结果来标定传感器的角差；