[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

说明书

本发明公开了一种基于数理统计的电子式互感器状态评估系统及方法，系统包括数字采集器、秒脉冲发生器以及上位机；数字采集器包括AD采样芯片及FPGA信号处理芯片，用于等时间间隔对信号进行采样、处理及转发；秒脉冲发生器用于触发数字采集器；上位机用于信号计算，得出评估结果。本发明评估电子式互感器测量状态时无需停电，且脱离了标准互感器，消除了电网一次信号的频率波动影响，仅依靠电子式互感器的采样值数据评估其测量状态，尤其可以识别测量状态的缓慢恶化。

技术领域

本发明涉及一种基于数理统计的电子式互感器状态评估系统及方法，属于电力设备测试技术领域。

背景技术

电力设备在线状态监测是采用传感器测量设备的关键参量，以评估设备运行状态，为“坚强智能电网”构筑另一道安全预控防线。电子式互感器是智能变电站的重要一次设备，用于测量电网电压和电流，为继电保护、测量控制以及电能计量提供数据源。一旦电子式互感器测量状态恶化，发生误差严重超差或失效，将引发继电保护装置误动作或闭锁，严重影响电网可靠运行。

评估电子式互感器的测量状态，一般需要依赖标准互感器。长期以来，为了确保在运电子式互感器处于良好的测量状态，一般采用周期停电校验方法，即每隔一定时间，线路停电，将被测设备从系统中退出后进行校验，这种校验方式只能配合检修计划进行，操作不灵活。为了克服停电缺陷，一些科研单位和高校研究了带电检测技术，即线路不停电，将标准互感器以带电的方式接入，但存在安全风险。目前还存在无标准器的评估电子式互感器测量状态的两种主要方法：一是基于信号处理的方法，即对电子式互感器的异常输出进行特征分类、提取和识别，但此种方法只能识别较大的状态突变，无法检测电子式互感器测量状态的渐变性变化，且电网一次性不稳定时易造成误判或漏判等问题；二是基于模型的方法，即对输变电元件进行建模，包括物理模型、数学解析模型等，再依据模型求解测量理论真值，通过比较理论真值与实际测量值，分析电子式互感器的测量状态，而此种方法需要对输电线路、变压器等建立精确的模型，对于工程条件下很难满足电子式互感器0.2级计量准确度的要求。因此，目前尚无有应用前景的电子式互感器测量状态评估方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于数理统计的电子式互感器状态评估系统及方法，在评估电子式互感器测量状态过程中，无需停电，且脱离了标准互感器，仅依靠电子式互感器的采样值数据评估其测量状态，尤其可以识别测量状态的缓慢恶化。

本发明采用以下技术方案来实现上述目的：

一种基于数理统计的电子式互感器状态评估系统，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被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。

前述的特征信息为：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：