[发明专利]基于卡尔曼频率跟踪的容性设备介损在线监测系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于卡尔曼频率跟踪的容性设备介损在线监测系统及方法，通过采用电流互感器和隔离变压器获取容性设备的实时电流、电压数据，并将两者同时送入具有相同硬件参数的AD采集电路，实现电流、电压信号的并行同步采集，避免了传统的电流、电压信号采集非同步问题。本发明从两方面改进了介质损耗角的测量方法：数据采集单元部分提出基于卡尔曼滤波的基波频率跟踪算法，达到对A/D采样芯片的反馈控制，实现现场电流、电压的整周期信号采样；工控机结合相应的加窗FFT算法，降低信号FFT运算时频谱泄漏的影响。本发明显著提高了实际测量介质损耗角的精度，为高压容性设备的监测和早期预警提供了有力依据。

主权项

一种基于卡尔曼频率跟踪的容性设备介损在线监测系统,其特征在于：包括依次连接的现场数据采集单元，主控室信号处理单元，远程监控单元；所述现场数据采集单元包括用于获取容性设备的电流互感器、隔离变压器、信号调理电路、A/D采样单元、主控CPU单元、数据传输单元以及供电单元；电流互感器、隔离变压器分别与信号调理电路连接，信号调理电路与A/D采样单元连接，主控CPU单元分别与A/D采样单元、数据传输单元、供电单元连接；现场容性设备电流信号的获取选用0.1级的开合式电流互感器，通过直接套接到现场容性设备根部利用电磁感应获取容性设备的实时运行电流数据，容性设备的实时电压信号通过直接测量PT二次侧输出端获得，将二次侧电压信号送入高压隔离变压器输入端，再将高压隔离变压器的输出电压信号连同电流互感器测得的电流信号，送入到具有相同硬件参数的信号调理电路上进行滤波放大，之后共同接入并行同步A/D采样单元中，主控CPU单元负责现场电流、电压信号的卡尔曼频率跟踪，进而控制A/D实现信号的整周期采样和数据转发，数据传输单元负责将现场信号由高压侧传至低压侧主控室，供电单元采用工业级高压隔离PT为所述容性设备现场数据采集单元提供电能；所述主控室信号处理单元包括工控机以及与工控机连接的GPRS报警单元；所述远程监控单元是由局控制中心各单位的PC机构成，通过Web服务器与工控机连接，实现对变电站工控机的远程数据访问。