CN103336255B - 一种高精度故障指示器的校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度故障指示器的校准方法，其包括以下步骤：1）搭建配电网模拟线路；2）将故障指示器卡接在模拟线路上，并计算每个负荷电流采样值I和实际电流值之间的一次校准系数M；3)对故障指示器进行二次校准，将输出电流值平均分成10组区间，由每个区间两端的端点电流值及对应的经一次校准后的负荷电流值分别计算出不同区间的二次校准系数k和b；4）对故障指示器采集到新的负荷电流值进行一次校准和二次校准。本发明对故障指示器采集的负荷电流值进行两次校准后，大大提高故障指示器采集的负荷电流值，将负荷电流值的误差精度从现有的5%降低至3%，使故障指示器采集的负荷电流值对于配电网线路运行状态具有很大的参考意义。
Description
技术领域
本发明涉及智能配电网中的故障指示器，尤其涉及一种高精度故障指示器的校准方法。
背景技术
国内最早的短路故障指示器是一个套在导线上的带开口的闭合铁心，当电流超过动作值时，铁心闭合，显示杆脱钩下落，指示短路电流由此通过。1990年以后国内引进了能够自动复位的指示器，经过消化吸收改进，已经在国内大面积推广应用。根据这二十多年故障指示器通信的发展情况，可以分为两个阶段。第一阶段主要是在线路上挂接故障指示器，该指示器不具备通信功能，实现电路相对简单，一般不具备微处理器，逻辑关系均由硬件电路实现，不具备遥测功能。
随着通信技术、低功耗CPU技术的发展，目前故障指示器配网系统发展到第二个阶段。这个阶段中，故障指示器可采集负荷电流，增加了通信及遥测功能，从而具备信息采集点联网的能力，形成了以故障指示器为核心的“简易型”配网自动化系统。但是由于故障指示器测量动态范围大（0～1000A），铁芯材料及电子元件的非线性导致故障指示器采集的负荷电流测量精度大于5%，因此，故障指示器采集的负荷电流值对于配电网线路运行状态参考意义不大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单的高精度故障指示器的校准方法。
为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：一种高精度故障指示器的校准方法，所述校准方法包括以下步骤：
1）搭建配电网模拟线路，模拟线路上设有电流源和用于检测实际电流大小的电流表，电流源的输出电流范围为0~1000A；
2）将故障指示器卡接在模拟线路上，并将电流源输出的电流从0依次递增到1000A，每次递增1A电流，分别记录故障指示器输出的负荷电流采样值I，得到1001个负荷电流采样值；
3）分析负荷电流采样值I与电流表检测的实际电流大小的关系，并计算得到每个负荷电流采样值I和实际电流值之间的系数M，每个负荷电流采样值I对应一个M值， M值为实际电流值与负荷电流采样值I的比值；
4) 将每个负荷电流采样值I对应的M值在烧录程序时直接烧录到故障指示器中；
5) 经过以上一次校准系数M校准后，对故障指示器进行二次校准，先将电流源的输出电流值0~1000A平均分成10组区间，对应输出每个区间两端的端点电流值，分别记录不同输出电流值时故障指示器采集到的负荷电流值，利用公式y=kx+b，其中y为电流表检测的实际电流值，x为故障指示器采集到的经一次校准系数M校准后得到的负荷电流值，由每个区间两端的端点电流值及对应的经一次校准后的负荷电流值分别计算出不同区间的k和b的数值，将每组区间对应的k和b的数值分别下装到故障指示器中；
6）故障指示器采集到新的负荷电流值后，先根据负荷电流值对应的一次校准系数M进行一次校准，然后再根据一次校准后的负荷电流值所在区间，用对应区间的二次校准公式y=kx+b，及对应的二次校准系数k和b计算出模拟线路二次校准的负荷电流值。
所述步骤5）的操作具体为：经过以上一次校准系数M校准后，对故障指示器进行二次校准，模拟线路的电流源分别输出0A、100A、200A、300A、400A、500A、600A、700A、800A、900A、1000A 11组电流值，分别记录不同输出电流值时故障指示器采集到的负荷电流值，利用公式y=kx+b，其中y为电流表检测的实际电流值，x为故障指示器采集到的经一次校准系数M校准后得到的负荷电流值，由每相邻两组输出电流值及对应的经一次校准后的负荷电流值分别计算出不同区间的k和b的数值，得到10组区间0~100A、100~200A、200~300A、300~400A、400~500A、500~600A、600~700A、700~800A、800~900A、900~1000A分别对应的10组k和b的值，将每组区间对应的k和b的数值分别下装到故障指示器中。
所述步骤2）中，负荷电流采样值I随输入电流的增大而增大。
本发明主要利用故障指示器采集负荷电流的功能，将采集的负荷电流值用于参考配电网线路运行状态。
本发明采用以上的校准方法，对应故障指示器采集的每个负荷电流值均设有对应的一次校准系数M，故障指示器采集的负荷电流值经一次校准系数M校准后，再根据一次校准后的负荷电流值所在区间，采用二次校准公式及对应二次校准系数k和b的值，进行二次校准，得到二次校准后的负荷电流值。
本发明对故障指示器采集的负荷电流值进行两次校准后，大大提高故障指示器采集的负荷电流值，将负荷电流值的误差精度从现有的5%降低至3%，使故障指示器采集的负荷电流值对于配电网线路运行状态具有很大的参考意义。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明一种高精度故障指示器的校准方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示，本发明一种高精度故障指示器的校准方法，所述校准方法包括以下步骤：
1）搭建配电网模拟线路，模拟线路上设有电流源和用于检测实际电流大小的电流表，电流源的输出电流范围为0~1000A；
2）将故障指示器卡接在模拟线路上，并将电流源输出的电流从0依次递增到1000A，每次递增1A电流，分别记录故障指示器输出的负荷电流采样值I，得到1001个负荷电流采样值；
3）分析负荷电流采样值I与电流表检测的实际电流大小的关系，并计算得到每个负荷电流采样值I和实际电流值之间的系数M，每个负荷电流采样值I对应一个M值， M值为实际电流值与负荷电流采样值I的比值；
4) 将每个负荷电流采样值I对应的M值在烧录程序时直接烧录到故障指示器中；
5) 经过以上一次校准系数M校准后，对故障指示器进行二次校准，先将电流源的输出电流值0~1000A平均分成10组区间，对应输出每个区间两端的端点电流值，分别记录不同输出电流值时故障指示器采集到的负荷电流值，利用公式y=kx+b，其中y为电流表检测的实际电流值，x为故障指示器采集到的经一次校准系数M校准后得到的负荷电流值，由每个区间两端的端点电流值及对应的经一次校准后的负荷电流值分别计算出不同区间的k和b的数值，将每组区间对应的k和b的数值分别下装到故障指示器中；
6）故障指示器采集到新的负荷电流值后，先根据负荷电流值对应的一次校准系数M进行一次校准，然后再根据一次校准后的负荷电流值所在区间，用对应区间的二次校准公式y=kx+b，及对应的二次校准系数k和b计算出模拟线路二次校准的负荷电流值。
其中，本发明所述步骤5）的操作具体为：经过以上一次校准系数M校准后，对故障指示器进行二次校准，模拟线路的电流源分别输出0A、100A、200A、300A、400A、500A、600A、700A、800A、900A、1000A 11组电流值，分别记录不同输出电流值时故障指示器采集到的负荷电流值，利用公式y=kx+b，其中y为电流表检测的实际电流值，x为故障指示器采集到的经一次校准系数M校准后得到的负荷电流值，由每相邻两组输出电流值及对应的经一次校准后的负荷电流值分别计算出不同区间的k和b的数值，得到10组区间0~100A、100~200A、200~300A、300~400A、400~500A、500~600A、600~700A、700~800A、800~900A、900~1000A分别对应的10组k和b的值，将每组区间对应的k和b的数值分别下装到故障指示器中。
所述步骤2）中，负荷电流采样值I随输入电流的增大而增大。
本发明的故障指示器在使用之前，先根据将每个负荷电流采样值I测定对应的一次校准系数M值，将一次校准系数M在烧录程序时直接烧录到故障指示器中；然后再对故障指示器进行二次校准，将电流源的输出电流值0~1000A平均分成10组区间，利用每组区间两个端点的电流值及对应的故障指示器采集的负荷电流值，经过换算，得到二次校准公式y=kx+b中的二次校准系数k、b的值，将每组区间对应的k和b的数值分别烧录到故障指示器中。
本发明的故障指示器应用时，先将采集的每个负荷电流值经一次校准系数M校准后，再根据一次校准后的负荷电流值所在区间，采用二次校准公式及对应二次校准系数k和b的值，进行二次校准，得到二次校准后的负荷电流值。本发明对故障指示器采集的负荷电流值进行两次校准后，大大提高故障指示器采集的负荷电流值，将负荷电流值的误差精度从现有的5%降低至3%，使故障指示器采集的负荷电流值对于配电网线路运行状态具有很大的参考意义。
Claims (3)
1.一种高精度故障指示器的校准方法，其特征在于：所述校准方法包括以下步骤：
1）搭建配电网模拟线路，模拟线路上设有电流源和用于检测实际电流大小的电流表，电流源的输出电流范围为0~1000A；
2）将故障指示器卡接在模拟线路上，并将电流源输出的电流从0依次递增到1000A，每次递增1A电流，分别记录故障指示器输出的负荷电流采样值I，得到1001个负荷电流采样值；
3）分析负荷电流采样值I与电流表检测的实际电流大小的关系，并计算得到每个负荷电流采样值I和实际电流值之间的系数M，每个负荷电流采样值I对应一个M值， M值为实际电流值与负荷电流采样值I的比值；
4) 将每个负荷电流采样值I对应的M值在烧录程序时直接烧录到故障指示器中；
5) 经过以上一次校准系数M校准后，对故障指示器进行二次校准，先将电流源的输出电流值0~1000A平均分成10组区间，对应输出每个区间两端的端点电流值，分别记录不同输出电流值时故障指示器采集到的负荷电流值，利用公式y=kx+b，其中y为电流表检测的实际电流值，x为故障指示器采集到的经一次校准系数M校准后得到的负荷电流值，由每个区间两端的端点电流值及对应的经一次校准后的负荷电流值分别计算出不同区间的k和b的数值，将每组区间对应的k和b的数值分别下装到故障指示器中；
6）故障指示器采集到新的负荷电流值后，先根据负荷电流值对应的一次校准系数M进行一次校准，然后再根据一次校准后的负荷电流值所在区间，用对应区间的二次校准公式y=kx+b，及对应的二次校准系数k和b计算出模拟线路二次校准的负荷电流值。
2.根据权利要求1所述的高精度故障指示器的校准方法，其特征在于：所述步骤5）的操作具体为：经过以上一次校准系数M校准后，对故障指示器进行二次校准，模拟线路的电流源分别输出0A、100A、200A、300A、400A、500A、600A、700A、800A、900A、1000A 11组电流值，分别记录不同输出电流值时故障指示器采集到的负荷电流值，利用公式y=kx+b，其中y为电流表检测的实际电流值，x为故障指示器采集到的经一次校准系数M校准后得到的负荷电流值，由每相邻两组输出电流值及对应的经一次校准后的负荷电流值分别计算出不同区间的k和b的数值，得到10组区间0~100A、100~200A、200~300A、300~400A、400~500A、500~600A、600~700A、700~800A、800~900A、900~1000A分别对应的10组k和b的值，将每组区间对应的k和b的数值分别下装到故障指示器中。
3.根据权利要求1所述的高精度故障指示器的校准方法，其特征在于：所述步骤2）中，负荷电流采样值I随输入电流的增大而增大。
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