CN108919166A - 基于反卷积原理的cvt一次信号恢复新方法 - Google Patents

基于反卷积原理的cvt一次信号恢复新方法 Download PDF

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徐方维
舒勤
董兴建
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/02—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of auxiliary devices, e.g. of instrument transformers according to prescribed transformation ratio, phase angle, or wattage rating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis

Abstract

本发明公开了一种基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法，包括以下步骤：在CVT的一次侧输入方波脉冲，并在二次侧检测相应的输出波形；对一次侧电压信号与二次侧电压信号进行反卷积得到CVT的单位冲激响应；根据单位冲激响应和二次侧电压信号实现一次侧电压信号的恢复。提供一种基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法，解决了以下问题：CVT暂态特性差，二次侧电压信号无法及时准确的反映一次侧电压信号的变化，给保护装置带来了很大的隐患，会造成保护动作的误动作或者拒动作。

Description

基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法
技术领域
本发明涉及CVT一次侧电压信号恢复技术领域，具体涉及一种基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法。
背景技术
目前电网内部无论是谐波频率还是谐波幅值不断提高。谐波将会对电力系统内部电机、变压器、导线、继电保护装置等造成重大影响。利用分布广泛的CVT进行谐波的监测和治理具有重要意义。
然而当有谐波时CVT无法像额定频率时准确稳定，CVT变比随着谐波频率的变化而变化，目前普遍认为无法利用CVT进行谐波测量。此外，CVT暂态特性差，二次侧电压信号无法及时准确的反映一次侧电压信号的变化，给保护装置带来了很大的隐患，会造成保护动作的误动作或者拒动作。无论是暂态还是稳态谐波，其共同点都是无法通过二次侧电压信号去分析一次侧电压信号的特点。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法。
本发明通过下述技术方案实现：
基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法，包括以下步骤：
A、在CVT的一次侧输入方波脉冲，并在二次侧检测相应的输出波形；
B、对一次侧电压信号与二次侧电压信号进行反卷积得到CVT的单位冲激响应；
C、根据单位冲激响应和二次侧电压信号实现一次侧电压信号的恢复。
CVT即电容式电压互感器。本方案依据CVT模型的特性，利用反卷积原理，通过向CVT一次侧注入方波脉冲获取单位冲激响应，在此基础上，当CVT处于稳态谐波和暂态下利用不同状态方程和算法进行一次侧电压信号的恢复。
单位冲激响应根据以下方法得到：
其中，x、y分别是CVT一次侧电压信号、二次侧电压信号；h为单位冲激响应；m和n均表示离散时间变量。
一次侧电压信号的恢复具体方法为：
当CVT处于稳态谐波状态下时，X＝(HTH)-1HTY，其中，X、Y分别是CVT一次侧信号、二次侧信号，H为状态矩阵，T表示矩阵转置运算；
当CVT处于暂态过程中时，X＝HT(HHT)-1Y。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过在CVT一次侧注入方波脉冲，进行计算获取CVT单位冲激响应，避免了通过CVT内部参数推导，避免了CVT内部参数随着工作时间发生变化的影响。
2、本发明基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法，解决了CVT暂态特性差的问题，从而避免了二次侧电压信号无法及时准确的反映一次侧电压信号的变化的问题，进而解决了保护装置带来的隐患，避免会造成保护动作的误动作或者拒动作。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1为实施例2中一CVT等效现象电路图。
图2是实施例2中的暂态短路电路图。
图3是实施例2中的暂态短路下一次侧电压信号恢复效果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法，包括以下步骤：
A、在CVT的一次侧输入方波脉冲，并在二次侧检测相应的输出波形；
B、对一次侧电压信号与二次侧电压信号进行反卷积得到CVT的单位冲激响应；
C、根据单位冲激响应和二次侧电压信号实现一次侧电压信号的恢复。
实施例2
基于上述实施例的原理，本实施例公开一具体实施方式。
在PSCAD中搭建如图1所示的CVT等效现象电路图，在一次侧注入方波脉冲，并采集二次侧的输出波形，采样频率可为50kHz。
在反卷积原理的基础上利用算法计算CVT的单位冲激响应h，具体的，
其中，x、y分别是CVT一次侧电压信号、二次侧电压信号；m和n均表示离散时间变量。
恢复一次侧电压信号，具体方法为：
当CVT处于稳态谐波状态下时，分别就不同频率谐波输入，进行一次侧电压信号的还原，
X＝(HTH)-1HTY，其中，X、Y分别是CVT一次侧电压信号、二次侧电压信号，H为状态矩阵，，T表示转置运算，其还原效果如表1所示，各次谐波恢复效果良好，可进行谐波测量。
表1
当CVT处于暂态过程中时，其暂态短路模型如图2所示，发生短路后，采用X＝HT(HHT)-1Y算法进行一次暂态信号还原，还原效果如图3所示，无论是时间还是幅值两者均高度一致，可为保护装置提供参考信号。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、在CVT的一次侧输入方波脉冲，并在二次侧检测相应的输出波形；
B、对CVT的一次侧电压信号与二次侧电压信号进行反卷积得到CVT的单位冲激响应；
C、根据单位冲激响应和二次侧电压信号实现一次侧电压信号的恢复。
2.根据权利要求1所述的基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法，其特征在于，单位冲激响应根据以下方法得到：
其中，x、y分别是CVT一次侧电压信号、二次侧电压信号；h为单位冲激响应；m和n表示离散时间变量。
3.根据权利要求1所述的基于反卷积原理的CVT一次信号恢复新方法，其特征在于，一次侧电压信号的恢复具体方法为：
当CVT处于稳态谐波状态下时，X＝(HTH)-1HTY，其中，X、Y分别是CVT的一次侧电压信号、二次侧电压信号，H为状态矩阵，T表示矩阵转置运算；
当CVT处于暂态过程中时，X＝HT(HHT)-1Y。
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