[发明专利]一种基于数理统计的电子式互感器状态评估系统及方法

权利要求书

1.一种基于数理统计的电子式互感器状态评估系统，其特征在于，包括数据采集器、秒脉冲发生器以及上位机；在线待评估电子式互感器的输出端与数据采集器的输入端相连接，数据采集器的输出端与上位机相连接，秒脉冲发生器与数据采集器相连接；

所述数据采集器包括AD采样芯片和FPGA信号处理芯片，AD采样芯片采样在线待评估电子式互感器的输出模拟信号，转化为数字信号并传输至FPGA信号处理芯片，FPGA信号处理芯片转发数字信号至上位机；

所述上位机接收在线待评估电子式互感器运行时的输出信号，所述上位机消除所接收到的输出信号由于电网频率波动引起的相位累积变化，所述上位机确定输出信号的特征信息及统计分布参数，所述上位机根据所述特征信息及统计分布参数得出所述在线待评估电子式互感器的评估结果；

所述特征信息为：取若干个相等时间间隔的电子式互感器的输出信号，相邻输出信号的初相位的相位差作为特征信息；所述统计分布参数为特征信息的均值和方差；

所述上位机的具体处理过程如下：

11)上位机截取n个周期长度的采样值数据，计算初相位

其中，T为周期，t为时间，

f(t)为电子式互感器的输出信号的傅里叶展开，表示如下：

其中，a₀为直流分量，ω₁为基波，k为谐波次数，a_k和b_k为k次谐波系数；

12)上位机对初相位消除频率波动引起的相位累积变化，得到修正后的初相位

其中，为频率波动对相位的累积影响；

13)上位机计算特征信息，具体为：上位机取若干个相等时间间隔的输出信号，依次计算每段时间间隔内的初相位然后对相邻初相位作差，得到相位差即为特征信息：

其中，z为选取的输出信号个数；

14)上位机计算统计分布参数：

均值：

方差：

15)上位机将计算的特征信息与计算的标准特征信息进行对比，评估电子式互感器的测量状态。

2.一种基于数理统计的电子式互感器状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)上位机接收在线待评估电子式互感器正常状态时的输出信号；

2)上位机消除所述步骤1)输出信号中的频率波动引起的相位累积变化后，计算输出信号的特征信息以及特征信息的统计分布参数，并将所计算的特征信息及统计分布参数作为标准特征信息及标准统计分布参数；

3)上位机接收在线待评估电子式互感器测量状态下的输出信号；

4)上位机消除所述步骤3)输出信号中的频率波动引起的相位累积变化后，计算输出信号的特征信息以及特征信息的统计分布参数；

5)所述上位机将所述步骤2)计算的标准特征信息及标准统计分布参数与所述步骤4)计算的特征信息及统计分布参数进行对比，得出所述在线待评估电子式互感器的评估结果；

所述步骤2)和步骤4)中，计算特征信息的过程如下：

21)截取n个周期长度的采样值数据，计算初相位

其中，T为周期，f(t)为电子式互感器的输出信号的傅里叶展开，ω₁为基波，t为时间；

22)对初相位消除频率波动引起的相位累积变化，得到修正后的初相位

其中，k为谐波次数，为频率波动对相位的累积影响；

23)取若干个相等时间间隔的输出信号，依次计算每段时间间隔内的初相位然后对相邻初相位作差，得到相位差即为特征信息：

其中，z为选取的输出信号个数；

统计分布参数计算如下：

均值为：

方差s²为：

3.根据权利要求2所述的一种基于数理统计的电子式互感器状态评估方法，其特征在于，所述电子式互感器的输出信号的傅里叶展开式为：

其中，a₀为直流分量，a_k和b_k为k次谐波系数。

4.根据权利要求2所述的一种基于数理统计的电子式互感器状态评估方法，其特征在于，在测量过程中，通过改变数据采集器的采样数据位数，模拟在线待评估电子式互感器测量状态的异常变化，具体操作过程为：首先正常输出情况下测试10分钟，然后将AD采样芯片的采样数据截断，再测试10分钟。