[发明专利]一种电流传感器相位特性的同步测试方法及装置

权利要求书

1.一种电流传感器相位特性的同步测试方法，其特征在于，

所述方法包括以下步骤：

(a)采用基波和谐波成分叠加的电流信号作为电流互感器的激励x(t)，将激励接入电流互感器的输入端，同时将原边电流侧的激励接入相应的调理电路，然后利用ADC模块的一个通道以一定采样频率采集一次侧大电流信号经过调理电路转化后的小电压信号x(n)；离散电压序列x(n)长度为N点，n＝0，1，2，…，N-1；

(b)对电流传感器的输出端信号y(t)进行采集，利用ADC模块的另一通道以相同采样频率同步采集电流互感器输出的小电压信号，经过相应调理电路后得到的信号y(n)，y(n)长度为N点，n＝0，1，2，…，N-1；将所采集的输出端信号作为电流传感器的响应；

(c)将长度均为N/4的矩形窗函数与汉宁窗函数进行卷积，并在卷积结果的末尾补零，得到长度为N/2的序列；再将此序列与长度为N/2的三角窗函数卷积，并在卷积结果的末尾补零，得到数据长度为N的综合卷积序列w(n)；

(d)利用w(n)对离散化激励信号x(n)和响应信号y(n)分别加权，得到加权后的激励信号x_w(n)和响应信号y_w(n)；

(e)对加权后的激励信号x_w(n)和响应信号y_w(n)进行离散傅里叶变换，得到激励频谱函数X(n)和响应频谱函数Y(n)；

(f)搜索激励频谱函数X(n)和响应频谱函数Y(n)的峰值谱线，得到激励频谱函数X(n)的幅度最大谱线的相位P_X1和次大谱线的相位P_X2、响应频谱函数Y(n)的幅度最大谱线的相位P_Y1和次大谱线的相位P_Y2，采用频谱泄漏对消处理得到激励和响应频谱的峰值谱线相位差P_XY。

2.根据权利要求1所述的一种电流传感器相位特性的同步测试方法，其特征在于，所述基波和谐波成分叠加的电流信号是仅包含基波的电流信号，或是同时包含基波和谐波的电流信号，其中谐波成分的频率为基波的整数倍。

3.根据权利要求2所述的一种电流传感器相位特性的同步测试方法，其特征在于，所述数据长度N是指提取的离散化激励与响应信号数据点数，为便于实现傅里叶变换，N设置为2的整数次幂，若N不为2的整数次幂，则通过在数据点末尾补零使提取的离散化激励与响应信号数据点数为2的整数次幂。

4.根据权利要求2所述的一种电流传感器相位特性的同步测试方法，其特征在于，所述电流互感器的激励x(t)和电流传感器的输出端信号y(t)的时域表达式分别为：

式中，H为信号中含有的最高次谐波；m为谐波次数；A_xm、A_ym分别为电压和电流的第m次谐波幅值；t为时间；f_m为第m次谐波频率；为第m次谐波的电压相位，为第m次谐波的电流相位，当m＝1时表示的是信号基波。

5.根据权利要求2所述的一种电流传感器相位特性的同步测试方法，其特征在于，所述离散化激励信号x(n)和响应信号y(n)为：

式中，n＝0，1，2，…，N-1；x(n)为一次侧大电流信号经过调理电路转化后的小电压信号；y(n)为电流互感器输出小电压信号经过相应调理电路后得到的信号；f_s为采样频率。

6.根据权利要求2所述的一种电流传感器相位特性的同步测试方法，其特征在于，所述激励和响应频谱的峰值谱线相位差计算公式为：