CN104849530B - 一种moa阻性电流基波的测量方法 - Google Patents
一种moa阻性电流基波的测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104849530B CN104849530B CN201510257527.7A CN201510257527A CN104849530B CN 104849530 B CN104849530 B CN 104849530B CN 201510257527 A CN201510257527 A CN 201510257527A CN 104849530 B CN104849530 B CN 104849530B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- moa
- formula
- leakage current
- phase angle
- fundamental wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 17
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 15
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 241001269238 Data Species 0.000 claims 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 241001515806 Stictis Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229960001296 zinc oxide Drugs 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本发明涉及一种MOA阻性电流基波的测量方法，阻性泄漏电流基波参数采用投影法来获得，具体过程为：同时采样电网电压和MOA泄漏电流信号；应用准同步DFT谐相角线性修正方法获取电网电压的基波初相角应用准同步DFT谐相角线性修正方法获取MOA泄漏电流的基波幅值I1和初相角按照投影法获取泄漏电流基波在电网电压基波上的投影角获取MOA阻性泄漏电流基波
Description
技术领域
本发明涉及MOA阻性电流测试的技术领域，具体是一种高精度的的MOA阻性电流基波测量方法。
背景技术
金属氧化物避雷器(以下简称MOA)因其优越的过电压保护特性在电力系统中得到广泛应用，但MOA电阻片老化以及经受热和冲击破坏会引起故障，严重可能会导致其爆炸，避雷器击穿还会导致变电站母线短路，影响系统安全运行，因此必须对运行中的MOA进行严格有效的检测和定期预防性试验。在氧化锌避雷器的检测和试验中，交流运行电压下的泄漏电流测量是一个重要的项目，泄漏电流中的阻性电流基波成分的大小能较准确的反映氧化锌避雷器受潮、阀片的老化和内部绝缘受损等缺陷。因此，对阻性泄漏电流基波等参量进行准确测量就可以较为准确地对MOA性能进行判别。
谐波分析技术在电能质量监控、电子产品生产检验、电器设备监控等众多领域应用广泛，是进行电网监控、质量检验、设备监控的重要技术手段。目前谐波分析应用最广泛的技术是离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)。准同步采样技术和DFT技术相结合的谐波分析技术能够提高谐波分析的精度，其算式为：
式中：k为需要获得的谐波的次数(如基波k＝1，3次谐波k＝3)；sin和cos分别为正弦和余弦函数；而ak和bk分别为k次谐波的实部和虚部；n为迭代次数；W由积分方法决定，采用复化梯形积分方法时，W＝nN；γi为一次加权系数；为所有加权系数之和；f(i)为分析波形的第i个采样值；N为周期内采样次数。
在工程应用中，谐波分析总是进行有限点的采样和难以做到严格意义的同步采样。这样，在应用准同步DFT进行谐波分析时，就会存在由于截断效应导致的长范围泄漏和由于栅栏效应导致的短范围泄漏，使得分析结果精度不高，甚至不可信。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种精度较高的MOA阻性电流基波的测量方法，以有效改进准同步DFT谐波分析技术的分析误差，获得高精度的谐波分析结果，从而提高基于谐波分析理论的MOA阻性电流测试的可靠性。
实现本发明目的的技术方案是提供一种MOA阻性电流基波的测量方法，包括以下步骤：
(1)等间隔同步采样电网电压信号V和MOA泄漏电流信号I的W+2个采样点数据：(fV(i)，fI(i)，i＝0，1，…，W+1}；
(2)从所述电网电压信号V的采样点i＝0开始应用准同步DFT公式：
从所述电网电压信号V的采样点i＝1应用准同步DFT公式：
应用公式：计算所述电网电压信号V的频率漂移μV；
应用公式计算所述电网电压信号V的基波初相角；
应用公式线性修正所述电网电压信号V的基波初相角。
(3)从所述MOA泄漏电流信号I的采样点i＝0开始应用准同步DFT公式：
从所述MOA泄漏电流信号I的采样点i＝1应用准同步DFT公式：
应用公式：计算所述MOA泄漏电流信号I的频率漂移μI；
应用公式计算所述MOA泄漏电流信号I的基波初相角；
应用公式线性修正所述MOA泄漏电流信号I的基波初相角。
应用公式计算所述MOA泄漏电流信号I的基波幅值；
(4)应用公式计算MOA泄漏电流基波在电网电压基波上的投影角；
(5)应用公式计算MOA阻性泄漏电流基波。
准同步DFT谐波分析可以有效地抑制长范围泄漏，其频谱泄漏的主要原因是信号频率漂移导致的短范围泄漏，本发明公开一种能够有效抑制短范围泄漏的谐相角线性修正方法，从而获得高精度的谐相角信息和介质损耗因数。
N为一个理想周期内的采样点数。所述的等间隔同步采样是根据进行谐波分析的理想信号的周期T和频率f(如工频信号频率f为50Hz，周期为20mS)，在一个周期内采样N点，即采样频率为fs＝Nf，且N≥64。
所述的采样W+2个采样点数据是根据所选择的积分方法而作相应选择，若采用复化梯形积分方法，则W＝nN；若采用复化矩形积分方法，则W＝n(N-1)；若采用复化辛普森积分方法，则W＝n(N-I)/2；然后根据采样频率fs＝Nf，获得采样点数据序列；n为迭代次数，一般n≥3。
一次迭代系数γi由积分方法、理想周期采样点N和迭代次数n决定，具体推导过程参见文献【戴先中.准同步采样应用中的若干问题[J].电测与仪表，1988，(2)：2-7.】。
为所有加权系数之和。
信号频率的漂移μV和μI是根据相邻采样点基波相角差与理想周期内采样点数N的固定关系而获得的，信号频率的漂移也可用于修正基波和高次谐波的频率f1和高次谐波的频率fk。
本发明具有积极的效果：(1)本发明的MOA阻性电流基波测量方法，用于改进和提高谐波分析的质量，获取高精度的电网电压和MOA泄漏电流的基波幅值、相角，进而获得高精度的MOA阻性电流基波信息，判断MOA的性能提供依据。
(2)本发明所述的方法从根本上解决了准同步DFT谐相角分析精度低的问题，而无需进行复杂的反演和修正，算法简单。
(3)相对于准同步DFT，本发明所述的谐波分析技术只需要增加一个采样点就解决了准同步DFT分析误差大的问题，易于实现。
(4)应用本发明来改进现有的仪器设备，技术上是可行，并且不需要增加任何的硬件开销就可使分析结果可以提高到10-8级。
(5)本方法也同样也适用于进行多次迭代而非一次迭代的谐波分析过程，此时只需要把一次迭代分解成多次迭代实现就可以了。一次迭代和多次迭代本质上是一样的，只是在计算时多次迭代进行分步计算，而一次迭代是把多次迭代的过程合并到迭代系数γi中一次计算完成，所以本发明同样适用于多次迭代过程。
具体实施方式
本发明的一种MOA阻性电流基波测量方法，包括以下步骤：
(1)等间隔同步采样电网电压信号V和MOA泄漏电流信号I的W+2个采样点数据：{fV(i)，fI(i)，i＝0，1，…，W+1}；
所述的采样W+2个采样点数据是根据所选择的积分方法而作相应选择，若采用复化梯形积分方法，则W＝nN；若采用复化矩形积分方法，则W＝n(N-1)；若采用复化辛普森积分方法，则W＝n(N-1)/2；然后根据采样频率fs＝Nf，获得采样点数据序列；n为迭代次数，一般n≥3。
(2)从所述电网电压信号V的采样点i＝0开始应用准同步DFT公式：
从所述电网电压信号V的采样点i＝1应用准同步DFT公式：
应用公式：计算所述电网电压信号V的频率漂移μV；
应用公式计算所述电网电压信号V的基波初相角；
应用公式线性修正所述电网电压信号V的基波初相角。
然后，从所述MOA泄漏电流信号I的采样点i＝0开始应用准同步DFT公式：
从所述MOA泄漏电流信号I的采样点i＝1应用准同步DFT公式：
应用公式：计算所述MOA泄漏电流信号I的频率漂移μI；
应用公式计算所述MOA泄漏电流信号I的基波初相角；
应用公式线性修正所述MOA泄漏电流信号I的基波初相角。
应用公式计算所述MOA泄漏电流信号I的基波幅值；
再次，应用公式计算MOA泄漏电流基波在电网电压基波上的投影角；
最后，应用公式计算MOA阻性泄漏电流基波。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，本发明还可以变化成更多的方式，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (6)
1.一种MOA阻性电流基波的测量方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)等间隔同步采样电网电压信号V和MOA泄漏电流信号I的W+2个采样点数据：{fV(i),fI(i),i＝0,1,…,W+1}；
(2)从所述电网电压信号V的采样点i＝0开始应用准同步DFT公式：
分析W+1个数据获得所述电网电压信号V的基波信息和
从所述电网电压信号V的采样点i＝1应用准同步DFT公式：
分析W+1个数据获得所述电网电压信号V的基波信息和
应用公式：计算所述电网电压信号V的频率漂移μv；
应用公式计算所述电网电压信号V的基波初相角；
应用公式线性修正所述电网电压信号V的基波初相角；
(3)从所述MOA泄漏电流信号I的采样点i＝0开始应用准同步DFT公式：
分析W+1个数据获得所述MOA泄漏电流信号I的基波信息和
从所述MOA泄漏电流信号I的采样点i＝1应用准同步DFT公式：
分析W+1个数据获得所述MOA泄漏电流信号I的基波信息和
应用公式：计算所述MOA泄漏电流信号I的频率漂移μI；
应用公式计算所述MOA泄漏电流信号I的基波初相角；
应用公式线性修正所述MOA泄漏电流信号I的基波初相角；
应用公式计算所述MOA泄漏电流信号I的基波幅值；
(4)应用公式计算MOA泄漏电流基波在电网电压基波上的投影角；
(5)应用公式计算MOA阻性泄漏电流基波；
式中：k为需要获得的谐波的次数；sin和cos分别为正弦和余弦函数；而ak和bk分别为k次谐波的实部和虚部；n为迭代次数；W由积分方法决定，采用复化梯形积分方法时，W＝nN；γi为一次加权系数；为所有加权系数之和；f(i)为分析波形的第i个采样值；N为周期内采样次数。
2.根据权利要求1所述的一种MOA阻性电流基波的测量方法，其特征在于：所述的等间隔同步采样是根据进行谐波分析的理想信号的周期T和频率f，在一个周期内采样N点，即采样频率为fs＝Nf，且N≥64。
3.根据权利要求1或2所述的一种MOA阻性电流基波的测量方法，其特征在于：所述的采样W+2个采样点数据是根据所选择的积分方法而作相应选择，然后根据采样频率fs＝Nf，获得采样点数据序列；n为迭代次数，n≥3。
4.根据权利要求3所述的一种MOA阻性电流基波的测量方法，其特征在于：所述的采样W+2个采样点数据是采用复化梯形积分方法，则W＝nN。
5.根据权利要求3所述的一种MOA阻性电流基波的测量方法，其特征在于：所述的采样W+2个采样点数据是采用复化矩形积分方法，则W＝n(N-1)。
6.根据权利要求3所述的一种MOA阻性电流基波的测量方法，其特征在于：所述的采样W+2个采样点数据是采用复化辛普森积分方法，则W＝n(N-1)/2。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810704840.4A CN109490603B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 阻性电流基波的测量方法 |
| CN201810704845.7A CN108957097B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 金属氧化物避雷器的阻性电流基波的测量方法 |
| CN201510257527.7A CN104849530B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 一种moa阻性电流基波的测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510257527.7A CN104849530B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 一种moa阻性电流基波的测量方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810704840.4A Division CN109490603B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 阻性电流基波的测量方法 |
| CN201810704845.7A Division CN108957097B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 金属氧化物避雷器的阻性电流基波的测量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104849530A CN104849530A (zh) | 2015-08-19 |
| CN104849530B true CN104849530B (zh) | 2018-06-08 |
Family
ID=53849323
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810704845.7A Active CN108957097B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 金属氧化物避雷器的阻性电流基波的测量方法 |
| CN201510257527.7A Active CN104849530B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 一种moa阻性电流基波的测量方法 |
| CN201810704840.4A Active CN109490603B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 阻性电流基波的测量方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810704845.7A Active CN108957097B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 金属氧化物避雷器的阻性电流基波的测量方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810704840.4A Active CN109490603B (zh) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 阻性电流基波的测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (3) | CN108957097B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105044524B (zh) * | 2015-08-10 | 2018-12-04 | 许继集团有限公司 | 一种适用于智能变电站的避雷器监测方法及系统 |
| CN110763930A (zh) * | 2019-09-28 | 2020-02-07 | 沈阳工程学院 | 基于布莱克曼双峰插值谐波分析法的避雷器阻性电流在线监测系统 |
| CN111323665B (zh) * | 2020-03-18 | 2022-06-28 | 合肥瀚度电力科技有限公司 | 基于gps授时比值校正的避雷器监测装置、方法及系统 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5832413A (en) * | 1995-12-18 | 1998-11-03 | Abb Power T&D Company Inc. | Generator protection system and method for phasor estimation and frequency tracking during frequency ramping |
| US5832414A (en) * | 1995-12-18 | 1998-11-03 | Abb Power T&D Company Inc. | Generator protection system and method of compensating for errors in phasor estimation due to oscillations in discrete Fourier transform |
| DE19637676C2 (de) * | 1996-09-05 | 2000-01-05 | Siemens Ag | Anordnung zum Bestimmen von Grund- und Oberschwingungen einer elektrischen Meßgröße |
| US6195328B1 (en) * | 1998-04-15 | 2001-02-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Block adjustment of synchronizing signal for phase-coded signal tracking |
| CN101430349B (zh) * | 2008-12-09 | 2012-04-18 | 东北电力科学研究院有限公司 | 一种测量无间隙金属氧化物避雷器阻性电流的新方法 |
| CN102393488B (zh) * | 2011-08-24 | 2013-12-11 | 江苏理工学院 | 一种谐波分析方法 |
| CN103439566B (zh) * | 2011-10-21 | 2014-12-24 | 常州顺创电气科技有限公司 | 一种moa阻性电流测试仪的工作方法 |
| CN102435816B (zh) * | 2011-10-21 | 2014-05-07 | 江苏理工学院 | 一种moa阻性电流测试仪的工作方法 |
| CN102435815B (zh) * | 2011-10-21 | 2014-02-19 | 江苏理工学院 | 一种moa阻性电流在线监测系统的工作方法 |
| CN103592512A (zh) * | 2011-10-21 | 2014-02-19 | 蒋春花 | 一种电能质量谐波分析仪的谐波分析方法 |
| CN102721850A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-10 | 上海市电力公司 | 一种氧化锌避雷器阻性电流的基波分量的测量方法 |
| CN102901856B (zh) * | 2012-09-17 | 2017-11-28 | 吉林省电力有限公司长春供电公司 | 基于相位搜索的电缆线路避雷器阻性电流检测方法 |
| CN103207307B (zh) * | 2013-03-13 | 2015-07-08 | 福建省电力有限公司 | 金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法 |
| CN203241464U (zh) * | 2013-05-07 | 2013-10-16 | 常州顺创电气科技有限公司 | 避雷器及容性设备用电流测量装置 |
| CN103267896B (zh) * | 2013-05-07 | 2016-04-20 | 江苏理工学院 | 周期信号初相角的测量方法 |
| CN103257273B (zh) * | 2013-05-07 | 2016-05-04 | 江苏理工学院 | 同频周期信号相位差的测量方法 |
| CN104062528A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-24 | 武汉大学 | 基于汉宁乘积窗的信号谐波分析方法及系统 |
-
2015
- 2015-05-19 CN CN201810704845.7A patent/CN108957097B/zh active Active
- 2015-05-19 CN CN201510257527.7A patent/CN104849530B/zh active Active
- 2015-05-19 CN CN201810704840.4A patent/CN109490603B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108957097B (zh) | 2020-10-09 |
| CN104849530A (zh) | 2015-08-19 |
| CN109490603A (zh) | 2019-03-19 |
| CN108957097A (zh) | 2018-12-07 |
| CN109490603B (zh) | 2020-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102435815B (zh) | 一种moa阻性电流在线监测系统的工作方法 | |
| CN103439566B (zh) | 一种moa阻性电流测试仪的工作方法 | |
| CN102508026B (zh) | 一种电能质量谐波分析仪的谐波分析方法 | |
| CN104849530B (zh) | 一种moa阻性电流基波的测量方法 | |
| CN110967658B (zh) | 一种基于数字微差法的模拟量输入合并单元校验仪溯源的方法 | |
| CN113366327A (zh) | 一种避雷器阻性泄露电流检测装置及其检测方法 | |
| Zhao et al. | Investigation on digital algorithm for on-line monitoring and diagnostics of metal oxide surge arrester based on an accurate model | |
| CN109239463B (zh) | 一种基于线性修正算法的介质损耗测量方法 | |
| Jin et al. | A novel power harmonic analysis method based on Nuttall-Kaiser combination window double spectrum interpolated FFT algorithm | |
| Li et al. | Dielectric loss factor measurement in power systems based on sampling sequence reconstruction approach | |
| CN112946515A (zh) | 一种用于换流变网侧套管的在线监测方法和装置 | |
| CN114002475B (zh) | 一种避雷器阻性电流在线监测方法 | |
| CN103983852B (zh) | 电能质量谐波分析仪的谐波分析方法 | |
| CN102435816B (zh) | 一种moa阻性电流测试仪的工作方法 | |
| CN104849551B (zh) | 一种谐相角分析方法 | |
| CN103969507B (zh) | 一种电能质量谐波分析方法 | |
| CN110007129B (zh) | 一种应用于动态电能计量的三相电压实时估计方法 | |
| CN103604989A (zh) | 一种电能质量谐波分析仪的谐波分析方法 | |
| CN110083891A (zh) | 一种准同步dft幅值线性修正系数的计算方法 | |
| Xingang et al. | Supraharmonics measurement algorithm based on CS-SAMP | |
| KR20160110772A (ko) | 전력요소 계측 알고리즘 | |
| CN116400158A (zh) | 一种消除避雷器泄漏电流相间电容干扰的方法及系统 | |
| Yi-Xiong et al. | Research on the simple interpolated FFT algorithm for harmonic power energy measurement | |
| Li et al. | Application of Triple-spectrum-Line Interpolation Method of High-order Hanning Self-multiplication Window to On-line Monitoring of Zinc Oxide Arrester | |
| CN113917226A (zh) | 一种基于阈值检测和加窗插值fft的电压暂降检测方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: No. 1801 Zhong Wu Avenue, Changzhou, Jiangsu Province, Jiangsu Patentee after: Jiangsu University of Technology Address before: 213001 1801 Zhong Wu Avenue, Zhong Lou District, Changzhou, Jiangsu Patentee before: Jiangsu University of Technology |