CN109682489A - 基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法及装置 - Google Patents
基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109682489A CN109682489A CN201811503744.XA CN201811503744A CN109682489A CN 109682489 A CN109682489 A CN 109682489A CN 201811503744 A CN201811503744 A CN 201811503744A CN 109682489 A CN109682489 A CN 109682489A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermistor
- compound
- energy meter
- temperature
- multiple models
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法及装置，该方法包括：获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线；构建电路仿真模型和热仿真模型；将元器件的多组电参数输入电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量元器件处的电压和电流，将其输入到热仿真模型中，获得多个虚拟热仿真模型；根据该虚拟热仿真模型和零功率阻值、电路仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；根据该温度矩阵和全温度范围温度曲线，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。本发明操作简单、成本低，选型精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能电能表优化技术，尤其涉及一种基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法及装置。
背景技术
电能表保护特性是指电能表电源回路中变压器与PTC(Positive TemperatureCoefficient，正温度系数)热敏电阻配合的特性。单相智能电能表电源回路保护电阻由压敏热敏电阻组成，起到过压、过流保护的作用，在没有达到过压、过流的情况时，由于元器件参数分散性、变压器损耗发热等原因，会使PTC热敏电阻处的温度超过其居里温度，从而使其阻值成指数函数增大，降低甚至切断变压器的输入电压，致使电能表发生无法计量的故障，电能表电源回路中包括复合型热敏电阻，复合型热敏电阻包括多种型号，不同型号的复合型热敏电阻对电能特性的保护程度也不同。
目前，基于电能表保护特性的热敏电阻选型，大多采用试验法，该方法操作繁琐、成本较高，且有些试验条件不能实现，由于电能表的元器件参数具有分散性、电网电压波动性等因素，试验数据精度不高。
发明内容
本发明实施例提出一种基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法，以实现基于电能表保护特性的热敏电阻选型，选型精度高，该方法包括：
获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线，所述复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线包括复合型热敏电阻的阻值与所处环境温度间的函数关系；
构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；
将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；
将多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流输入电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；
根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；
根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。
本发明实施例提出一种基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置，以实现基于电能表保护特性的热敏电阻选型，选型精度高，该装置包括：
数据获取模块，用于获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线，所述复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线包括复合型热敏电阻的阻值与所处环境温度间的函数关系；
仿真模型构建模块，用于构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；
电压和电流测量模块，用于将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；
虚拟热仿真模型，用于根据多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流，与电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；
温度矩阵获得模块，用于根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；
复合型热敏电阻的型号确定模块，用于根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误报护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。
本发明实施例还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法。
本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法的计算机程序。
在本发明实施例中，获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线；构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；将多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流输入电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。本发明实施例基于电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型，以电能表电源回路中的元器件的多组电参数为输入，可在不生产实物的情况下准确地获得误保护概率最小的复合型热敏电阻的型号，操作简单、成本低；根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，并获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率的方法，可以提高选型的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例的基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法的流程图；
图2为本发明实施例中某型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率的示意图；
图3为本发明实施例的基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1为本发明实施例的基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤101，获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线，所述复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线包括复合型热敏电阻的阻值与所处环境温度间的函数关系；
步骤102，构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；
步骤103，将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；
步骤104，将多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流输入电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；
步骤105，根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；
步骤106，根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。
本发明实施例基于电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型，以电能表电源回路中的元器件的多组电参数为输入，可在不生产实物的情况下准确地获得误保护概率最小的复合型热敏电阻的型号，操作简单、成本低；根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，并获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率的方法，可以提高选型的精度。
热敏电阻是敏感元件的一类，其电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化，具有半导体特性。热敏电阻按照温度系数的不同分为：正温度系数PositiveTemperature CoeffiCient，PTC)热敏电阻、负温度系数(Negative TemperatureCoeffiCient，NTC)热敏电阻(简称NTC热敏电阻)和临界温度热敏电阻(CritiCalTemperature Resistor，CTR)。
正温度系数热敏电阻是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料，可专门用作恒定温度传感器。
负温度系数热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。
临界温度热敏电阻具有负电阻突变特性，在某一温度下，电阻值随温度的增加激剧减小，具有很大的负温度系数.构成材料是钒、钡、锶、磷等元素氧化物的混合烧结体，是半玻璃状的半导体，也称CTR为玻璃态热敏电阻。
压敏电阻是指在一定电流电压范围内电阻值随电压而变的电阻。
复合型热敏电阻指的是压敏电阻和热敏电阻的复合电阻。
电能表回路主要由变压器、稳压电路及变压器前的复合型热敏电阻组成。
电能表保护特性是指电能表电源回路中变压器与复合型热敏电阻配合的特性，本发明实施例以使得电能表保护特性最优的复合型热敏电阻的型号为目标，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率。
具体实施时，获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，可以在电能表电源回路中的变压器等元器件电参数波动范围内随机抽样生成多组元器件的电参数的组合，例如100组电参数。
具体实施时，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线，可以在成本约束范围内初步选定多个型号的复合型热敏电阻，并分别测试所述多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线；
零功率电阻，是指在某一温度下测量复合型热敏电阻阻值时，加在复合型热敏电阻上的功耗极低,低到因其功耗引起的复合型热敏电阻的阻值变化可以忽略不计，此时计算的电阻为零功率电阻。
复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线包括复合型热敏电阻的阻值与所处环境温度间的函数关系。
在一实施例中，构建电能表电源回路的电路仿真模型可以采用以下步骤：
在电路仿真分析软件中搭建考虑变压器损耗的变压器等效电路模型和电能表电源回路的电路仿真模型；
根据电能表电源回路的电路仿真模型，测量变压器等元器件的电参数；
重复以下步骤，直至变压器各绕组的电压、电流及变压器损耗功率的仿真数据与实测数据的差值在设定范围，具体实施时，设定范围可以为小于10％：
将变压器等元器件的电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型中，进行电路仿真，得到变压器各绕组的电压、电流及变压器损耗功率的仿真数据；
实测电能表正常工作时，变压器各绕组的电压、电流及变压器损耗功率的实测数据，与所述仿真数据进行比较；
若比较结果的差值在设定范围，认为仿真模型正确；若比较结果的差值超过设定范围，则在电能表电源回路的电路仿真模型的稳压电路后并联负载调整模型。
在一实施例中，构建电能表电源回路的热仿真模型可以采用以下步骤：
添加电能表PCB的3D封装，并搭建电能表电源回路中元器件的3D模型，完成装配及简化处理后，将电能表整机3D模型导入热仿真软件；
重复以下步骤，直至电能表3D模型中元器件的仿真温度与实测温度差值在设定范围内，具体实施时，设定范围可以为小于10％：
在热仿真软件中对电能表3D模型合理分网，设置电能表3D模型中元器件的热参数，进行热仿真，获得电能表3D模型中元器件的仿真温度；
把电能表置于恒温箱中，设置环境温度及电能表负载，用热电偶测试电能表中元器件的温度，获得电能表3D模型中元器件的仿真温度的实测温度；
将电能表3D模型中元器件的仿真温度与实测温度进行对比，若仿真误差超过设定范围，修正电能表3D模型中元器件的参数。
具体实施时，将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流，例如，当电能表电源回路中的元器件的100组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，可以获得100个虚拟电能表电源回路，进而获得虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流的100组值。
具体实施时，将多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流输入电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，例如，虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流的100组值输入电能表电源回路的热仿真模型，可以得到100个电能表电源回路的虚拟热仿真模型。
在一实施例中，根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵，可以包括：
根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的发热功率；
根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率、多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线、多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型和电能表电源回路的电路仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵。
在一实施例中，根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率、多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线、多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型和电能表电源回路的电路仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵，可以包括：
重复执行如下步骤，直至复合型热敏电阻的温度矩阵中的温度在设定阈值内，具体实施时：
重复执行如下步骤，直至复合型热敏电阻的温度矩阵中的温度在设定阈值内：
根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的温度矩阵，例如，k个型号的复合型热敏电阻，100个电能表电源回路的虚拟热仿真模型得到的温度矩阵可以为：
其中，Ti,j为在第j个虚拟热仿真模型中，第i个型号的复合型热敏电阻的温度值；
将温度矩阵输入多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得温度矩阵对应的阻值矩阵，例如，可以将在第j个虚拟热仿真模型中，第i个型号的复合型热敏电阻的温度值输入第i个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线中，获得第i个型号的复合型热敏电阻的阻值；
将阻值矩阵输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的发热功率。
在一实施例中，根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，可以包括：
根据复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数；
根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数；
根据多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布分布概率密度函数，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率。
具体实施时，可以对复合型热敏电阻的温度矩阵的每一行进行拟合，得到每一型号的复合型热敏电阻对应的温度分布曲线，然后根据该温度分布曲线，获得该型号的复合型热敏电阻对应的概率密度函数；
然后，对每一型号的复合型热敏电阻，根据该型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，分析该型号复合型热敏电阻的居里温度分布特性，获得该型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数。
在一实施例中，采用如下公式，根据多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率：
Fi＝gi(TP)与fi(T)重叠部分的面积
其中，Fi为第i个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率；
gi(TP)为第i个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数；
fi(T)为第i个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数。
最后，从多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率中，确定误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号，即为电能表保护特性最优的复合型热敏电阻的型号。
下面给出一具体实施例，说明本发明的基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法的具体应用。
首先，在电能表电源回路中的变压器等元器件电参数波动范围内随机抽样生成100组电参数；
在成本约束范围内选定5个型号的复合型热敏电阻，并分别获取5个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线；
采用以下步骤构建电能表电源回路的电路仿真模型：
在电路仿真分析软件中搭建考虑变压器损耗的变压器等效电路模型和电能表电源回路的电路仿真模型；
根据电能表电源回路的电路仿真模型，测量变压器等元器件的电参数；
重复以下步骤，直至变压器各绕组的电压、电流及变压器损耗功率的仿真数据与实测数据的差值小于10％：
将变压器等元器件的电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型中，进行电路仿真，得到变压器各绕组的电压、电流及变压器损耗功率的仿真数据；
实测电能表正常工作时，变压器各绕组的电压、电流及变压器损耗功率的实测数据，与所述仿真数据进行比较；
若比较结果的差值小于10％，认为仿真模型正确；若比较结果的差值不小于10％，则在电能表电源回路的电路仿真模型的稳压电路后并联负载调整模型。
构建电能表电源回路的热仿真模型可以采用以下步骤：
添加电能表PCB的3D封装，并搭建电能表电源回路中元器件的3D模型，完成装配及简化处理后，将电能表整机3D模型导入热仿真软件；
重复以下步骤，直至电能表3D模型中元器件的仿真温度与实测温度差值小于10％：
在热仿真软件中对电能表3D模型合理分网，设置电能表3D模型中元器件的热参数，进行热仿真，获得电能表3D模型中元器件的仿真温度；
把电能表置于恒温箱中，设置环境温度及电能表负载，用热电偶测试电能表中元器件的温度，获得电能表3D模型中元器件的仿真温度的实测温度；
将电能表3D模型中元器件的仿真温度与实测温度进行对比，若仿真误差不小于10％，修正电能表3D模型中元器件的参数。
将电能表电源回路中的元器件的100组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得100个虚拟电能表电源回路，进而获得虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流的100组值。
将虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流的100组值输入电能表电源回路的热仿真模型，得到100个电能表电源回路的虚拟热仿真模型。
根据5个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和电能表电源回路的电路仿真模型，获得5个型号的复合型热敏电阻的发热功率。
重复执行如下步骤，直至复合型热敏电阻的温度矩阵中的温度在设定阈值内：
将5个型号的复合型热敏电阻的发热功率分别输入100个电能表电源回路的虚拟热仿真模型中，得到如下的5个型号的复合型热敏电阻的温度矩阵：
其中，Ti,j为在第j个虚拟热仿真模型中，第i个型号的复合型热敏电阻的温度值；
将以上温度矩阵输入5个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得温度矩阵对应的阻值矩阵；
将阻值矩阵输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得5个型号的复合型热敏电阻的发热功率。
对复合型热敏电阻的温度矩阵的每一行进行拟合，得到5个型号的复合型热敏电阻对应的温度分布曲线，然后根据5条温度分布曲线，获得5个型号的复合型热敏电阻对应的概率密度函数；
然后，对每一型号的复合型热敏电阻，根据该型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，分析该型号的复合型热敏电阻的居里温度分布特性，获得该型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数。
最后，采用如下公式，根据5个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和5个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数，分别计算5个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率：
Fi＝gi(TP)与fi(T)重叠部分的面积
其中，Fi为第i个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率；
gi(TP)为第i个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数；
fi(T)为第i个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数。
图2为本发明实施例中某型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率的示意图，由图2可知，椭圆圈内指出的面积即为某型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率。
从5个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率中，选择误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号，即为电能表保护特性最优的复合型热敏电阻的型号。
在本发明实施例中，获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线；构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；将多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流输入电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。本发明实施例基于电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型，以电能表电源回路中的元器件的多组电参数为输入，可在不生产实物的情况下准确地获得误保护概率最小的复合型热敏电阻的型号，操作简单、成本低；根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，并获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率的方法，可以提高选型的精度。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置，如下面的实施所述。由于这些解决问题的原理与基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不在赘述。
图3为本发明实施例的基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置的结构示意图，如图3所示，该装置包括：
数据获取模块301，用于获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线，所述复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线包括复合型热敏电阻的阻值与所处环境温度间的函数关系；
仿真模型构建模块302，用于构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；
电压和电流测量模块303，用于将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；
虚拟热仿真模型获得模块304，用于根据多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流，与电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；
温度矩阵获得模块305，用于根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；
复合型热敏电阻的型号确定模块306，用于根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误报护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。
在一实施例中，温度矩阵获得模块305，可以具体用于：
根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的发热功率；
根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率、多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线、多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型和电能表电源回路的电路仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵。
在一实施例中，温度矩阵获得模块305，可以具体用于：
重复执行如下步骤，直至复合型热敏电阻的温度矩阵中的温度在设定阈值内：
根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的温度矩阵；
将温度矩阵输入多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得温度矩阵对应的阻值矩阵；
将阻值矩阵输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的发热功率。
在一实施例中，复合型热敏电阻的型号确定模块306，可以具体用于：
根据复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数；
根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数；
根据多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布分布概率密度函数，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率。
在一实施例中，复合型热敏电阻的型号确定模块306，可以具体用于：
根据多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率：
Fi＝gi(TP)与fi(T)重叠部分的面积
其中，Fi为第i个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率；
gi(TP)为第i个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数的曲线；
fi(T)为第i个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数的曲线。
综上所述，在本发明实施例中，获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线；构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；将多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流输入电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。本发明实施例基于电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型，以电能表电源回路中的元器件的多组电参数为输入，可在不生产实物的情况下准确地获得误保护概率最小的复合型热敏电阻的型号，操作简单、成本低；根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，并获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率的方法，可以提高选型的精度。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，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例而已，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 (12)
1.一种基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法，其特征在于，包括：
获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线，所述复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线包括复合型热敏电阻的阻值与所处环境温度间的函数关系；
构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；
将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；
将多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流输入电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；
根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；
根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误保护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。
2.如权利要求1所述的基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法，其特征在于，根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵，包括：
根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的发热功率；
根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率、多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线、多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型和电能表电源回路的电路仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵。
3.如权利要求2所述的基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法，其特征在于，根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率、多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线、多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型和电能表电源回路的电路仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵，包括：
重复执行如下步骤，直至复合型热敏电阻的温度矩阵中的温度在设定阈值内：
根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的温度矩阵；
将温度矩阵输入多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得温度矩阵对应的阻值矩阵；
将阻值矩阵输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的发热功率。
4.如权利要求1所述的基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法，其特征在于，根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，包括：
根据复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数；
根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数；
根据多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布分布概率密度函数，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率。
5.如权利要求4所述的基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法，其特征在于，采用如下公式，根据多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率：
Fi＝gi(TP)与fi(T)重叠部分的面积
其中，Fi为第i个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率；
gi(TP)为第i个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数；
fi(T)为第i个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数。
6.一种基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取电能表电源回路中的元器件的多组电参数，获取多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和全温度范围温度曲线，所述复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线包括复合型热敏电阻的阻值与所处环境温度间的函数关系；
仿真模型构建模块，用于构建电能表电源回路的电路仿真模型和热仿真模型；
电压和电流测量模块，用于将电能表电源回路中的元器件的多组电参数输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个虚拟电能表电源回路，测量多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流；
虚拟热仿真模型获得模块，用于根据多个虚拟电能表电源回路中元器件处的电压和电流，与电能表电源回路的热仿真模型，获得多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型；
温度矩阵获得模块，用于根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值、电能表电源回路的电路仿真模型和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵；
复合型热敏电阻的型号确定模块，用于根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线和复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率，确定多个误报护概率的最小值对应的复合型热敏电阻的型号。
7.如权利要求6所述的基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置，其特征在于，温度矩阵获得模块，具体用于：
根据多个型号的复合型热敏电阻的零功率阻值和电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的发热功率；
根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率、多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线、多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型和电能表电源回路的电路仿真模型，获得复合型热敏电阻的温度矩阵。
8.如权利要求7所述的基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置，其特征在于，温度矩阵获得模块，具体用于：
重复执行如下步骤，直至复合型热敏电阻的温度矩阵中的温度在设定阈值内：
根据多个型号的复合型热敏电阻的发热功率和多个电能表电源回路的虚拟热仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的温度矩阵；
将温度矩阵输入多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得温度矩阵对应的阻值矩阵；
将阻值矩阵输入电能表电源回路的电路仿真模型，获得多个型号的复合型热敏电阻的发热功率。
9.如权利要求6所述的基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置，其特征在于，复合型热敏电阻的型号确定模块，具体用于：
根据复合型热敏电阻的温度矩阵，获得多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数；
根据多个型号的复合型热敏电阻的全温度范围温度曲线，获得多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数；
根据多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布分布概率密度函数，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率。
10.如权利要求9所述的基于电能表保护特性的热敏电阻选型装置，其特征在于，复合型热敏电阻的型号确定模块，具体用于：
根据多个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数和多个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数，计算多个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率：
Fi＝gi(TP)与fi(T)重叠部分的面积
其中，Fi为第i个型号的复合型热敏电阻对应的误保护概率；
gi(TP)为第i个型号的复合型热敏电阻对应的分布概率密度函数的曲线；
fi(T)为第i个型号的复合型热敏电阻的居里温度的分布概率密度函数的曲线。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一所述方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至5任一所述方法的计算机程序。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811503744.XA CN109682489B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811503744.XA CN109682489B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109682489A true CN109682489A (zh) | 2019-04-26 |
| CN109682489B CN109682489B (zh) | 2021-01-29 |
Family
ID=66187224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811503744.XA Active CN109682489B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109682489B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1452945A (zh) * | 2002-04-24 | 2003-11-05 | 董宝玮 | 智能化微波治疗仪 |
| US7853910B1 (en) * | 2007-12-21 | 2010-12-14 | Cadence Design Systems, Inc. | Parasitic effects analysis of circuit structures |
| CN105156092A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-12-16 | 季文海 | 测量油气成分的随钻光谱仪的测量方法与装置 |
| CN108254712A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-07-06 | 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 | 一种电能表电源回路保护特性仿真分析方法及装置 |
| CN108923860A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-30 | 电子科技大学 | 基于过门限修正的盲脉冲信号toa估计方法 |
-
2018
- 2018-12-10 CN CN201811503744.XA patent/CN109682489B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1452945A (zh) * | 2002-04-24 | 2003-11-05 | 董宝玮 | 智能化微波治疗仪 |
| US7853910B1 (en) * | 2007-12-21 | 2010-12-14 | Cadence Design Systems, Inc. | Parasitic effects analysis of circuit structures |
| CN105156092A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-12-16 | 季文海 | 测量油气成分的随钻光谱仪的测量方法与装置 |
| CN108254712A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-07-06 | 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 | 一种电能表电源回路保护特性仿真分析方法及装置 |
| CN108923860A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-30 | 电子科技大学 | 基于过门限修正的盲脉冲信号toa估计方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 袁瑞铭: "基于温度场仿真的智能电能表电源回路误保护特性的分析与优化", 《电测与仪表》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109682489B (zh) | 2021-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gold | A PSPICE macromodel for lithium-ion batteries | |
| CN105203969B (zh) | 基于修正的rc电池模型的荷电状态估计方法 | |
| CN108896803B (zh) | 基于温度补偿的电能表计量精度优化方法 | |
| CN104849675A (zh) | 锂离子电池电化学和热耦合模型的获取方法 | |
| CN111125947B (zh) | 一种压接型igbt热网络模型建模方法和相关装置 | |
| CN107229824A (zh) | 光伏电站发电单元功率曲线建模方法及装置 | |
| CN103970947A (zh) | 一种基于有限元分析的低压电器电磁系统实时温升测量方法 | |
| CN106066212A (zh) | 一种电缆导体温度间接测量方法 | |
| CN104933307A (zh) | 基于粒子群优化算法的太阳电池隐式方程参数辨识方法 | |
| CN106849011A (zh) | 一种伺服电机过热保护方法 | |
| CN110161329A (zh) | 一种二代高温超导带材的失超电阻仿真预测方法和系统 | |
| CN110390172A (zh) | 多场有限元仿真的密封电磁继电器温度场分析方法 | |
| CN108918026B (zh) | 一种热阴极电离真空计电参数校准装置及方法 | |
| CN108254712A (zh) | 一种电能表电源回路保护特性仿真分析方法及装置 | |
| CN111881611A (zh) | 电机物理场的仿真处理方法及装置 | |
| CN103970958B (zh) | 一种励磁系统自冷热管散热功率柜的设计方法 | |
| CN110174191A (zh) | 确定电池模组的发热功率的方法和装置、介质、电子设备 | |
| CN116359771A (zh) | 锂离子电池寿命预测方法、电子设备及可读存储介质 | |
| CN109752614A (zh) | 一种避雷器参数测量方法及系统 | |
| CN109682489A (zh) | 基于电能表保护特性的热敏电阻选型方法及装置 | |
| CN110333443A (zh) | 感应电机定子绕组温升测试方法 | |
| Amaro et al. | A fast algorithm for initial design of HTS coils for SMES applications | |
| CN105844026A (zh) | 基于田口方法确定永磁直线电机工作电流与时间的方法 | |
| CN110133348A (zh) | 一种电能表自热误差的补偿方法、系统及存储介质 | |
| CN115422808A (zh) | 一种基于Krylov子空间的变压器温度场模型降阶方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |