CN113484579B - 磁饱和特性确定方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种磁饱和特性确定方法、装置、计算机设备和存储介质。该方法包括：根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流信号、不同低频输入电流对应的低频信号回路的低频响应电流信号、不同低频输入电流对应的高频电流传感器的输出电压；根据各输出电压和各高频响应电流信号，确定各低频输入电流对应的高频电流传感器的灵敏度；根据各低频输入电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定高频电流传感器的磁饱和特性。不同低频响应电流对应不同磁饱和度，不同磁饱和度下，高频电流传感器的灵敏度不同。因此，各低频响应电流和灵敏度之间的对应关系即可反映高频电流传感器的磁饱和特性。
Description
技术领域
本申请涉及局部放电监测技术领域，特别是涉及一种磁饱和特性确定方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着国民经济的发展，社会对电力的需求量不断增加，大容量的电力供应，对设备安全稳定运行提出了更高的要求。为保障电力设备长期的稳定运行，电力设备在线监测必不可少。例如，通过局部放电监测可以有效的进行绝缘检测，使得在设备发生故障早期，判断并定位出设备存在的绝缘缺陷。
相关技术中，高频电流传感器(High Frequency CurrentTransformer，HFCT)因具有高灵敏度，大带宽的优点，常被作为局部放电传感器应用于局部放电监测中。高频电流传感器中的铁芯使高频电流传感器具有更高的灵敏度，但应用在大电流线路中监测局部放电时，大电流流经高频电流传感器会使铁芯产生磁饱和，导致高频电流传感器监测局部放电信号的灵敏度降低。
因此，亟需一种确定局部放电过程中高频电流传感器磁饱和特性的方法，以提高监测局部放电信号的灵敏度。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够确定局部放电过程中高频电流传感器磁饱和特性的磁饱和特性确定方法、装置、计算机设备和存储介质。
第一方面，提供了一种磁饱和特性确定方法，该方法包括：
根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、不同低频输入电流对应的低频信号回路的低频响应电流、不同低频输入电流对应的高频电流传感器的输出电压；不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度；
根据各输出电压和各高频响应电流，确定各低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度；
根据各低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定高频电流传感器的磁饱和特性。
在其中一个实施例中，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、低频信号回路的低频响应电流、高频电流传感器的输出电压，包括：
对于任一个目标低频输入电流；
在低频信号回路中输入目标低频输入电流时，获取高频信号回路中输入的不同高频输入电流对应的高频响应电流，低频信号回路中输入目标低频输入电流对应的低频响应电流，以及各高频输入电流对应高频电流传感器的输出电压；
相应地，获取低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度，包括：
根据各高频响应电流和各输出电压，确定低频响应电流对应的高频电流电压散点图；
对高频电流电压散点图进行拟合，获取拟合后直线的斜率；斜率表征低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度。
在其中一个实施例中，在低频信号回路中输入目标低频输入电流时，获取高频信号回路中输入的不同高频输入电流对应的高频响应电流，包括：
在低频信号回路中输入目标低频输入电流，且高频信号回路中输入的不同高频输入电流时，采集高频信号回路中第一电阻的电压，得到各高频输入电流对应的第一电压；
根据各第一电压和第一电阻，确定各高频输入电流对应的高频响应电流。
在其中一个实施例中，根据各高频响应电流和各输出电压，确定低频响应电流对应的高频电流电压散点图，包括：
对各输出电压进行傅里叶分析，提取各输出电压对应的高频电压分量；
根据各高频响应电流和各高频电压分量生成高频电流电压散点图。
在其中一个实施例中，根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的低频信号回路的低频响应电流，包括：
采集低频信号回路中输入不同低频输入电流时，低频信号回路中第二电阻的电压，得到各低频输入电流对应的第二电压；
根据各第二电压和第二电阻，确定各低频输入电流对应的低频响应电流。
在其中一个实施例中，该方法还包括：
根据磁饱和特性确定矫正策略；矫正策略用于增加高频电流传感器的饱和电流上限；其中，增加饱和电流上限表征提高高频电流传感器的灵敏度。
在其中一个实施例中，矫正策略包括：
通过连接在高频电流传感器输出端的高通滤波器，对高频电流传感器输出电压中的低频响应电流进行滤除，使得高频电流传感器的磁饱和度降低。
第二方面，提供了一种磁饱和特性确定装置，该装置包括：
获取模块，用于根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、低频信号回路的低频响应电流、高频电流传感器的输出电压；不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度；
第一确定模块，用于根据各输出电压和各高频响应电流，确定各低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度；
第二确定模块，用于根据各低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定高频电流传感器的磁饱和特性。
第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面提供的任一项磁饱和特性确定方法的步骤。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提供的任一项磁饱和特性确定方法的步骤。
上述磁饱和特性确定方法、装置、计算机设备和存储介质，根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、不同低频输入电流对应的低频信号回路的低频响应电流、不同低频输入电流对应的高频电流传感器的输出电压；根据各输出电压和各高频响应电流，确定各低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度；根据各低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定高频电流传感器的磁饱和特性。在本申请中，由于不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度，不同磁饱和度下，高频电流传感器监测高频输入电流的灵敏度不同。因此，确定不同低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度后，即可根据各低频响应电流和高频电流传感器灵敏度之间的对应关系，准确有效地确定高频电流传感器的磁饱和特性。
附图说明
图1为一个实施例中磁饱和特性测试系统的结构示意图；
图2为一个实施例中磁饱和特性确定方法的流程示意图；
图3为一个实施例中高频电流传感器的灵敏度获取方法的流程示意图；
图4为一个实施例中高频响应电流的获取方法的流程示意图；
图5为一个实施例中低频响应电流的获取方法的流程示意图；
图6为一个实施例中磁饱和特性确定装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在对本申请提供的磁饱和特性确定方法进行解释说明之前，先对本申请的背景和应用环境进行介绍。
高频电流传感器(High Frequency Current Transformer，HFCT)实质是罗氏线圈，罗氏线圈的原边为流过被测电流的导体，副边为多匝线圈。当有交变的电流流过线圈中心的导体时，会产生交变的磁场。副边线圈与被测电流产生的磁通相交链，HFCT副边产生的磁链正比于导体中流过电流的大小。变化的磁链产生电动势，且电动势的大小和磁链的变化率成正比。
作为一个示例，在对电缆进行绝缘检测时，可以在被测电缆上输入局部放电信号，通过HFCT监测局部放电信号来确定电缆的绝缘特性。
然而，HFCT在对电力设备进行的局部放电监测时，输入信号中包含工频大电流和高频的局部放电小信号，工频大电流易使HFCT产生磁饱和，HFCT监测局部放电信号的灵敏度降低，无法准确测量出幅值微小的局部放电脉冲电流，从而影响局部放电监测结果，影响设备绝缘状态的评估。
基于此，本申请提出了一种确定局部放电过程中高频电流传感器磁饱和特性的方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。
磁饱和特性测试系统100包括：低频信号回路、高频信号回路和监测终端。低频信号回路、高频信号回路分别与HFCT的原边连接，用于为HFCT提供不同的低频输入电流和高频输入电流。监测终端与低频信号回路连接，用于采集低频输入电流流过HFCT后的低频响应电流，不同低频响应电流对应HFCT不同的磁饱和度；监控终端与高频信号回路连接，用于采集高频输入电流流过HFCT后的高频响应电流，高频响应电流受HFCT灵敏度影响，当灵敏度低时，高频响应电流小，甚至无法采集到幅值微小的高频响应电流；监控终端与HFCT的副边连接，用于采集HFCT的输出电压，该输出电压是低频输入电流和高频输入电流共同作用下的感应电压。
参见图1，在一种可能的实现方式中，低频信号回路包括但不限于：调压器111、二极管整流电路112、电容器113和采样电阻114。
其中，220V的工频交流电经调压器111降压后，送入二极管整流电路112电路进行整流，整流后的直流电经过电容器113滤波后，流入HFCT的原边，之后经过采样电阻114回到整流二极管112。
需要说明的是，通过调压器111调节流过HFCT的电流，可以控制HFCT的饱和度。
参见图1，在一种可能的实现方式中，高频信号回路包括但不限于：信号发生器121和采样电阻122。信号发生器121用于产生幅值可调的正弦高频电流信号，产生的正弦高频电流信号流入HFCT的原边之后，经过采样电阻122回到信号发生器121。
具体地，通过信号发生器121可以调节HFCT监测局部放电时不同的高频输入电流的幅值。
参见图1，在一种可能的实现方式中，监测终端包括但不限于：数据采集卡131和主机132。数据采集卡131通过采样电阻114采集低频信号回路的低频响应电流，通过采样电阻122采集高频信号回路的高频响应电流，并测量HFCT的输出电压。
作为一个示例，数据采集卡131和主机132可以集成在一个电子设备中，作为一个监测终端整体存在，本申请实施例对此不做限制。后续解释本申请提供的磁饱和特性确定方法时，均以监测终端作为执行主体进行解释说明。
本申请提供的磁饱和特性测试系统100，基于局部放电过程中HFCT的原边输入电流包括工频大电流和高频的局部放电小信号的应用实况，将HFCT的输入电流分为低频输入电流和高频输入电流。具体地，分别通过低频信号回路提供低频输入电流，通过高频信号回路提供高频输入电流，在将低频输入电流和高频输入电流输入至HFCT原边的情况下，监测终端采集低频信号回路的低频响应电流、高频信号回路的高频响应电流和HFCT的输出电压，并对多组低频响应电流、高频响应电流和输出电压进行数据分析处理，以确定被测HFCT的磁饱和特性。
HFCT中铁芯不同，使得不同的HFCT的磁饱和特性不同，如此，通过本申请提供的磁饱和特性测试系统100，可以对HFCT的磁饱和特性进行测试，进一步地，可以根据磁饱和特性对HFCT的品质进行评估，便于根据不同的局部放电监测要求，选择合适的HFCT。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种磁饱和特性确定方法，以该方法应用于图1中的监测终端为例进行说明，包括以下步骤：
步骤210：根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、不同低频输入电流对应的低频信号回路的低频响应电流、不同低频输入电流对应的高频电流传感器的输出电压。
其中，高频电流传感器的输入电流包括低频输入电流和高频输入电流，且同时将低频输入电流和高频输入电流输入至高频电流传感器中。不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度，高频响应电流可以反映高频电流传感器监测高频输入电流的灵敏度。
需要说明的是，在低频信号回路中输入不同的低频输入电流，而在不同低频输入电流影响下，高频电流传感器中铁芯的磁饱和度不同。具体地，当低频输入电流流过高频电流传感器后，低频信号回路中低频响应电流表征高频电流传感器在低频输入电流作用下的磁饱和度。
在一种可能的实现方式中，步骤210的实现过程为：在输入目标低频输入电流的情况下，获取低频信号回路的低频响应电流、高频信号回路的高频响应电流，以及高频电流传感器的输出电压。
其中，目标低频输入电流为多个不同低频输入电流中的任一个低频输入电流。也即是，每调整一次低频输入电流值，就执行一次步骤210，监测终端获取一组监测数据：低频响应电流、高频响应电流和输出电压。
步骤220：根据各输出电压和各高频响应电流，确定各低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度。
由于高频电流传感器的输入包括低频输入电流和高频输入电流，因此，在对高频电流传感器的输出电压进行傅里叶分析后，可以得到低频电压分量和高频电压分量。
高频电流传感器的灵敏度可以通过输出电压中高频电压分量和高频响应电流的比值来表示，则上述步骤220的实现过程可以为：对于任一组监测数据，根据获取的输出电压和高频响应电流，先通过傅里叶分析从输出电压中提取高频电压分量，然后，将高频电压分量和高频响应电流的比值作为高频电流传感器监测高频输入电流的灵敏度。
由于测试高频电流传感器过程中，高频电流传感器会输入多个不同的低频输入电流和不同的高频输入电流，因此会获取到多个低频响应电流、多个高频响应电流和多个输出电压。如此，通过上述步骤220，可以得到多个灵敏度数据。
步骤230：根据各低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定高频电流传感器的磁饱和特性。
对于目标低频输入电流，获取一个低频响应电流，该低频响应电流可以表征高频电流传感器的磁饱和度。随着低频输入电流的增大，低频响应电流也会增大，高频电流传感器的磁饱和度也会逐渐增大，到达饱和点时，高频电流传感器中铁芯发生磁饱和，监测高频输入电流的灵敏度降低。
其中，磁饱和特性指的是高频电流传感器监测高频输入电流的灵敏度随铁芯磁饱和度增加而减小的情况。也即是，不同低频响应电流对应不同的磁饱和度，而不同磁饱和度下，高频电流传感器的灵敏度不同。
在一种可能的实现方式中，确定低频响应电流和该低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度之间的对应关系，该对应关系即为高频电流传感器的磁饱和特性。
作为一个示例，低频响应电流和灵敏度之间的对应关系可以通过列表表示，也可以通过曲线图表示，本申请对此不做限制。
在本申请实施例中，根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、低频信号回路的低频响应电流、高频电流传感器的输出电压；根据各输出电压和各高频响应电流，确定各低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度；根据各低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定高频电流传感器的磁饱和特性。由于不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度，而不同磁饱和度下，高频电流传感器监测高频输入电流的灵敏度不同。因此，确定不同低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度后，即可根据各低频响应电流和高频电流传感器的灵敏度的一一对应关系，确定高频电流传感器的磁饱和特性。
在一个实施例中，如图3所示，对于任一个目标低频输入电流，本申请还提出了一种获取高频电流传感器的灵敏度的方法，此方法可以替换上述实施例中的步骤210和步骤220。该方法包括以下步骤：
步骤310：在低频信号回路中输入目标低频输入电流时，获取高频信号回路中输入的不同高频输入电流对应的高频响应电流，低频信号回路中输入目标低频输入电流对应的低频响应电流，以及各高频输入电流对应高频电流传感器的输出电压。
作为一个示例，输入的低频输入电流包括：低频电流A、低频电流B和低频电流C；输入的高频输入电流包括：高频电流D、高频电流E和高频电流F。
参见下表1，下表1表示高频电流传感器在输入目标低频输入电流的情况下，需要获取的数据。其中，高频电流传感器的输出电压使用同时获取的低频响应电流和高频响应电流的标识进行表示。
表1
参照表1，目标低频输入电流可以为上述低频电流A、低频电流B和低频电流C中的任一低频电流。在任一目标低频电流作为高频电流传感器输入的情况下，可以通过高频信号回路输入不同的高频输入电流。基于目标低频输入电流和任一高频输入电流，可以获取一组数据：低频响应电流、高频响应电流和高频电流传感器的输出电压。
需要说明的是，一个低频输入电流和一个高频输入电流输入至高频电流传感器原边后，可以从低频信号回路中获取一个低频响应电流，从高频信号回路中获取一个高频响应电流，从高频电流传感器的副边采集一个输出电压。将频响应电流、高频响应电流和高频电流传感器的输出电压作为一组数据，可以用于确定一个低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度。
如此，在输入不同低频输入电流和不同高频输入电流的情况下，获取多组数据，用于确定多个低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度。
步骤320：根据各高频响应电流和各输出电压，确定低频响应电流对应的高频电流电压散点图。
其中，输出电压包括低频电压分量和高频电压分量，高频电流传感器应用于局部放电检测中，所以在此只关注高频电流传感器输出的高频电压分量，根据高频电压分量和高频响应电流，可以判断高频电流传感器监测局部放电信号(高频输入电流)的灵敏度。因此，在获取输出电压后，需要从输出电压中提取高频电压分量。
在一种可能的实现方式中，步骤320的实现过程可以为：对各输出电压进行傅里叶分析，提取各输出电压对应的高频电压分量，根据各高频响应电流和各高频电压分量生成高频电流电压散点图。
作为一个示例，参见表1，对各输出电压a1-输出电压c9分别进行傅里叶分析，提取输出电压a1中的高频电压分量，提取输出电压a2中的高频电压分量，以此类推，提取输出电压c9中的高频电压分量，得到9个与高频输入电流对应的高频电流传感器的高频电压分量。
在生成高频电流电压散点图时，可以以高频响应电流作为x轴，高频电压分量作为y轴，建立直角坐标系，在坐标系中标注每一个高频响应电流对应的高频电压分量值，得到高频电流电压散点图；或者，以高频电压分量作为x轴，高频响应电流作为y轴，建立直角坐标系，在坐标系中标注每一个高频电压分量对应的高频响应电流，从而得到高频电流电压散点图。本申请实施例对于坐标系的建立过程不做限制，在建立的坐标系中可以表示高频响应电流和高频电压分量的对应关系即可。
步骤330：对高频电流电压散点图进行拟合，获取拟合后直线的斜率，斜率表征低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度。
在一种可能的实现方式中，利用最小二乘法对高频电流电压散点图进行拟合，得到高频电流电压直线图。该直线的斜率即高频电压分量和高频响应电流的比值，斜率在此表征高频电流传感器的灵敏度。
在本申请实施例中，在低频信号回路中输入目标低频输入电流，且通过高频信号回路输入不同的高频输入电流的情况下，获取低频响应电流、高频响应电流和输出电压。通过从输出电压中提取高频电压分量，即可根据高频电压分量和高频响应电流之间的比值，确定目标低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度。
基于上述图2或图3所示的实施例，在一个实施例中，如图4所示，在低频信号回路中输入目标低频输入电流时，获取高频信号回路中输入的不同高频输入电流对应的高频响应电流，包括以下步骤：
步骤410：在低频信号回路中输入目标低频输入电流，且高频信号回路中输入的不同高频输入电流时，采集高频信号回路中第一电阻的电压，得到各高频输入电流对应的第一电压。
在将一个低频输入电流和一个高频输入电流输入至高频电流传感器原边的情况下，采集一次第一电阻两端的电压值，即执行一次步骤410。从而在输入目标低频输入电流，且高频信号回路中输入的不同高频输入电流时，通过第一电阻采集到多个第一电压，多个第一电压与多个高频输入电流相对应。
作为一个示例，第一电阻可以为图1中的采样电阻122。监测终端可以采集高频输入电流流经高频电流传感器后，流经第一电阻的电压值，第一电阻的电压值即为高频输入电流对应的第一电压。
步骤420：根据各第一电压和第一电阻，确定各高频输入电流对应的高频响应电流。
其中，第一电阻为采样电阻，其电阻值固定，且电阻值可以预先存储在监测终端中。第一电阻的电阻值还可以预先设定，本申请实施例对此不做限制。
在一种可能的实现方式中，第一电压和第一电阻的电阻值之间的比值，即为高频响应电流。
在本申请实施例中，由于第一电阻的阻值已知，因此，在向高频电流传感器输入低频输入电流和高频输入电流的情况下，根据采集的第一电阻两端的第一电压和第一电阻的电阻值，即可准确有效地计算出高频响应电流。
基于上述任一实施例，在一个实施例中，如图5所示，根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的低频信号回路的低频响应电流，包括以下步骤：
步骤510：采集低频信号回路中输入不同低频输入电流时，低频信号回路中第二电阻的电压，得到各低频输入电流对应的第二电压。
在将一个低频输入电流和一个高频输入电流输入至高频电流传感器原边的情况下，采集一次第二电阻两端的电压值，即执行一次步骤510。从而在输入不同低频输入电流时，通过第二电阻采集到多个第一电压，多个第一电压与多个低频输入电流相对应。
作为一个示例，第二电阻可以为图1中的采样电阻114。监测终端可以采集低频输入电流流经高频电流传感器后，流经第二电阻的电压值，第二电阻的电压值即为低频输入电流对应的第二电压。
步骤520：根据各第二电压和所述第二电阻，确定各低频输入电流对应的低频响应电流。
同理，第二电阻为采样电阻，其电阻值固定，且电阻值可以预先存储在监测终端中。且第二电阻的电阻值还可以预先设定，本申请实施例对此不做限制。
在一种可能的实现方式中，第二电压和第二电阻的电阻值之间的比值，即为低频响应电流。
在本申请实施例中，由于第二电阻的阻值已知，因此，在向高频电流传感器输入不同低频输入电流时，根据采集的第二电阻两端的第二电压和第二电阻的电阻值，即可准确有效地计算出低频响应电流。
基于上述任一实施例，确定高频电流传感器的磁饱和特性后，不仅可以根据磁饱和特性对高频电流传感器的品质进行评估，还可以根据高频电流传感器的磁饱和特性确定矫正策略，以提高高频电流传感器监测局部放电信号的灵敏度。
根据法拉第电磁感应定律：
式中：Vo为高频电流传感器的输出电压，B为高频电流传感器铁芯的磁通量密度，Sw为高频电流传感器副边线圈的面积，n为高频电流传感器副边线圈的匝数。
上述公式(1)经过数学变换，可转换为：
其中，S为高频电流传感器的灵敏度，
I为输入高频电流传感器原边的放电电流(即高频输入电流)，f为输入高频电流传感器的原边的放电电流的频率，n为高频电流传感器副边线圈的匝数。
根据上述公式(2)可知，高频电流传感器中铁芯内部的磁通量密度，不仅与高频输入电流I的大小有关，还与高频输入电流I的频率，以及高频电流传感器在该频率下的灵敏度S有关。
高频电流传感器在监测电力设备的局部放电时，输入电流中包含低频输入电流和高频输入电流，大量的低频输入电流易使高频电流传感器产生磁饱和，从而影响高频电流传感器对高频输入电流的监测。
因此，在确定高频电流传感器的磁饱和特性后，可以根据磁饱和特性对高频电流传感器的磁饱和度进行调整，使得高频电流传感器在实际监测局部放电信号(高频输入电流)时，对工频大电流(低频输入电流)的灵敏度降低，从而降低高频电流传感器铁芯上产生的磁通量密度，提高高频电流传感器的饱和电流上限。如此，可以对高频信号灵敏度保持不变，不影响高频电流传感器对局部放电信号的监测。
基于上述分析，在一个实施例中，本申请实施例提供的磁饱和特性确定方法还包括：根据磁饱和特性确定矫正策略，矫正策略用于增加高频电流传感器的饱和电流上限，增加饱和电流上限表征提高高频电流传感器的灵敏度。
需要说明的是，磁饱和特性可以准确反映铁心的磁饱和度和高频电流传感器的灵敏度之间的对应关系。因此，在确定矫正策略时，可以基于灵敏度下降的临界点所对应的磁饱和度，通过增加饱和电流上限来间接降低高频电流传感器的磁饱和度，使得实际的磁饱和度小于灵敏度下降的临界点所对应的磁饱和度。
在一种可能的实现方式中，矫正策略可以为：通过连接在高频电流传感器输出端的高通滤波器，对高频电流传感器输出电压中的低频响应电流进行滤除，使得高频电流传感器的磁饱和度降低。
作为一个示例，高通滤波器可以由串联的电感和电容组成。电感和电容串联后，并入高频电流传感器的副边，再连接至监测终端。
在本申请实施例中，通过在高频电流传感器的输出端并联一个高通滤波器，可以有效矫正高频电流传感器的磁饱特性对监测局部放电信号的影响，安装简单，无需对现有的高频电流传感器做改动，即可有效矫正高频电流传感器的磁饱和度，以提高监测局部放电信号的灵敏度。
应该理解的是，虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种磁饱和特性确定装置，该装置600包括：获取模块610、第一确定模块620和第二确定模块630，其中：
获取模块610，用于根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、不同低频输入电流对应的低频信号回路的低频响应电流、不同低频输入电流对应的高频电流传感器的输出电压；不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度；
第一确定模块620，用于根据各输出电压和各高频响应电流，确定各低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度；
第二确定模块630，用于根据各低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定高频电流传感器的磁饱和特性。
在其中一个实施例中，获取模块610，还用于：
对于任一个目标低频输入电流；
在低频信号回路中输入目标低频输入电流时，获取高频信号回路中输入的不同高频输入电流对应的高频响应电流，低频信号回路中输入目标低频输入电流对应的低频响应电流，以及各高频输入电流对应高频电流传感器的输出电压；
相应地，第一确定模块620，还用于：
第一确定子模块，用于根据各高频响应电流和各输出电压，确定低频响应电流对应的高频电流电压散点图；
第二确定子模块，用于对高频电流电压散点图进行拟合，获取拟合后直线的斜率；斜率表征低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度。
在其中一个实施例中，获取模块610，还用于：
在低频信号回路中输入目标低频输入电流，且高频信号回路中输入的不同高频输入电流时，采集高频信号回路中第一电阻的电压，得到各高频输入电流对应的第一电压；
根据各第一电压和第一电阻，确定各高频输入电流对应的高频响应电流。
在其中一个实施例中，第一确定子模块，还用于：
对各输出电压进行傅里叶分析，提取各输出电压对应的高频电压分量；
根据各高频响应电流和各高频电压分量生成高频电流电压散点图。
在其中一个实施例中，获取模块610，还用于：
采集低频信号回路中输入不同低频输入电流时，低频信号回路中第二电阻的电压，得到各低频输入电流对应的第二电压；
根据各第二电压和第二电阻，确定各低频输入电流对应的低频响应电流。
在其中一个实施例中，该装置还包括：
矫正模块，用于根据磁饱和特性确定矫正策略；矫正策略用于增加高频电流传感器的饱和电流上限；其中，增加饱和电流上限表征提高高频电流传感器的灵敏度。
在其中一个实施例中，矫正策略包括：
通过连接在高频电流传感器输出端的高通滤波器，对高频电流传感器输出电压中的低频响应电流进行滤除，使得高频电流传感器的磁饱和度降低。
在本申请实施例中，磁饱和特性确定装置600根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、不同低频输入电流对应的低频信号回路的低频响应电流、不同低频输入电流对应的高频电流传感器的输出电压；根据各输出电压和各高频响应电流，确定各低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度；根据各低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定高频电流传感器的磁饱和特性。由于不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度，不同磁饱和度下，高频电流传感器监测高频输入电流的灵敏度不同。因此，确定不同低频响应电流对应的高频电流传感器的灵敏度后，即可根据各低频响应电流和高频电流传感器的灵敏度之间的对应关系，确定高频电流传感器的磁饱和特性。
关于磁饱和特性确定装置的具体限定可以参见上文中对于磁饱和特性确定方法的限定，在此不再赘述。上述磁饱和特性确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种磁饱和特性确定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现本申请提供的一种磁饱和特性确定方法中的任一步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本申请提供的一种磁饱和特性确定方法中的任一步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种磁饱和特性确定方法，其特征在于，所述方法包括：
根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、不同低频输入电流对应的所述低频信号回路的低频响应电流、不同低频输入电流对应的高频电流传感器的输出电压；不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度；所述低频信号回路、所述高频信号回路分别与所述高频电流传感器的原边连接；
根据各所述输出电压和各所述高频响应电流，确定各所述低频响应电流对应的所述高频电流传感器的灵敏度；
根据各所述低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定所述高频电流传感器的磁饱和特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、所述低频信号回路的低频响应电流、高频电流传感器的输出电压，包括：
对于任一个目标低频输入电流；
在所述低频信号回路中输入所述目标低频输入电流时，获取所述高频信号回路中输入的不同高频输入电流对应的高频响应电流、所述低频信号回路中的低频响应电流以及各所述高频输入电流对应所述高频电流传感器的输出电压；
相应地，获取所述低频响应电流对应的所述高频电流传感器的灵敏度，包括：
根据各所述高频响应电流和各所述输出电压中的高频电压分量，确定所述低频响应电流对应的高频电流电压散点图；
对所述高频电流电压散点图进行拟合，获取拟合后直线的斜率；所述斜率表征所述低频响应电流对应的所述高频电流传感器的灵敏度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述低频信号回路中输入所述目标低频输入电流时，获取所述高频信号回路中输入的不同高频输入电流对应的高频响应电流，包括：
在所述低频信号回路中输入所述目标低频输入电流，且所述高频信号回路中输入的不同高频输入电流时，采集所述高频信号回路中第一电阻的电压，得到各所述高频输入电流对应的第一电压；
根据各所述第一电压和所述第一电阻，确定各所述高频输入电流对应的高频响应电流。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各所述高频响应电流和各所述输出电压中的高频电压分量，确定所述低频响应电流对应的高频电流电压散点图，包括：
对各所述输出电压进行傅里叶分析，提取各所述输出电压对应的高频电压分量；
根据各所述高频响应电流和各所述高频电压分量生成所述高频电流电压散点图。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的所述低频信号回路的低频响应电流，包括：
采集所述低频信号回路中输入不同低频输入电流时，所述低频信号回路中第二电阻的电压，得到各所述低频输入电流对应的第二电压；
根据各所述第二电压和所述第二电阻，确定各所述低频输入电流对应的低频响应电流。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述磁饱和特性确定矫正策略；所述矫正策略用于增加所述高频电流传感器的饱和电流上限；其中，增加饱和电流上限表征提高所述高频电流传感器的灵敏度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述矫正策略包括：
通过连接在所述高频电流传感器输出端的高通滤波器，对所述高频电流传感器输出电压中的低频响应电流进行滤除，使得所述高频电流传感器的磁饱和度降低。
8.一种磁饱和特性确定装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于根据低频信号回路中输入的不同低频输入电流，获取不同低频输入电流对应的高频信号回路的高频响应电流、不同低频输入电流对应的所述低频信号回路的低频响应电流、不同低频输入电流对应的高频电流传感器的输出电压；不同低频响应电流对应高频电流传感器不同的磁饱和度；所述低频信号回路、所述高频信号回路分别与所述高频电流传感器的原边连接；
第一确定模块，用于根据各所述输出电压和各所述高频响应电流，确定各所述低频响应电流对应的所述高频电流传感器的灵敏度；
第二确定模块，用于根据各所述低频响应电流和对应的高频电流传感器的灵敏度，确定所述高频电流传感器的磁饱和特性。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，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7中任一项所述的磁饱和特性确定方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的磁饱和特性确定方法的步骤。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104215925A (zh) * | 2014-09-09 | 2014-12-17 | 广州供电局有限公司 | 高频传感器及其灵敏度检测装置与检测方法 |
| CN106842092A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-06-13 | 国网北京市电力公司 | 局部放电带电检测装置中传感器频响特性标定方法和装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3502982B2 (ja) * | 2000-07-07 | 2004-03-02 | ジャパンシステムエンジニアリング株式会社 | 磁界制御形電流計測装置 |
| CN101539616A (zh) * | 2008-03-20 | 2009-09-23 | 上海市电力公司 | 测量用光电式电流互感器准确度检测方法 |
| CN101677232B (zh) * | 2008-09-17 | 2012-05-23 | 启碁科技股份有限公司 | 可消除谐波的带阻滤波器及其相关卫星信号接收机 |
| JP5680364B2 (ja) * | 2010-10-13 | 2015-03-04 | 日置電機株式会社 | 電流検出センサ |
| CN105223530B (zh) * | 2015-10-20 | 2017-03-22 | 国家电网公司 | 高频局部放电检测仪检定系统及其检定方法 |
| CN106018920B (zh) * | 2016-05-25 | 2018-09-18 | 河北工业大学 | 一种单磁芯复杂波形电流传感器 |
| CN107367705A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-11-21 | 华北电力大学 | 一种确定高频电流传感器最佳性能参数的方法 |
| CN107305241B (zh) * | 2017-06-26 | 2021-01-29 | 新纳传感系统有限公司 | 一种磁传感装置及其实时自检方法 |
| CN109358232A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-19 | 贵州大学 | 一种测量高频电流互感器频率响应的方法 |
| TWI684325B (zh) * | 2018-12-28 | 2020-02-01 | 陳建富 | 可抑制高頻比流器磁飽和之電路 |
| CN111880123B (zh) * | 2020-07-21 | 2022-10-25 | 华北电力大学 | 抗工频磁饱和的变压器绕组频响信号检测方法 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104215925A (zh) * | 2014-09-09 | 2014-12-17 | 广州供电局有限公司 | 高频传感器及其灵敏度检测装置与检测方法 |
| CN106842092A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-06-13 | 国网北京市电力公司 | 局部放电带电检测装置中传感器频响特性标定方法和装置 |
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