CN113884967A - 一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置。通过分析待测电压互感器的输出信号相频特性曲线，得到低频分量是影响待测电压互感器的延时时间的主要因素，添加低通滤波器过滤低频分量。计算添加了低通滤波器的电压互感器的传递函数，采用阶跃激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行延时时间测试，分别采集待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃激励源的反馈时差，对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

Description

一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置

技术领域

本申请涉及直流电压互感器技术领域，尤其涉及一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置。

背景技术

在直流输电系统换流站中，直流电压互感器将一次电压量传递到测控设备、保护设备和计量设备等电力系统二次设备中。直流电压互感器测量性能越好，直流控保系统的可靠性越强。直流电压互感器测量性能下降，则容易导致直流闭锁等安全事故发生。因此经常需要对直流电压互感器进行性能检测。

生产中使用研制了一种阶跃响应试验装置对直流电压互感器进行测试，使用阶跃信号激励直流电压互感器，采集直流电压互感器的输出信号，对输出信号的波形进行暂态特性分析，判断直流电压互感器的测试性能。但这种阶跃响应试验装置在对阻容分压型的直流电压互感器进行测试时，由于阻容分压型的直流电压互感器一次低压分压臂的额定输出为几十伏，因此需要二次分压和驱动，形成多个可以同时被采集的远端模块，需要分别采集多个远端模块的输出信号并判断各个远端模块的性能。

分别采集多个远端模块的输出信号可以判断各个远端模块的性能，但忽略了各远端模块的一致性，若各远端模块的延迟时间不一致，直流电压互感器会产生不正确的保护动作，威胁直流输电系统安全。因此需要通过对各远端模块的延迟时间进行测试，判断各远端模块的一致性。

发明内容

本申请提供了一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置，以解决直流电压互感器因其各远端模块的延迟时间不一致产生不正确的保护动作的问题。

本申请提供了一种直流电压互感器的延时时间测试方法，其步骤包括：

根据电压互感器的电路结构特征建立电压互感器的等效电路。

所述电路结构特征具体表现为电压互感器的电路中电阻、电容等元器件的连接关系，各元器件之间均存在串联或者并联的连接方式，根据所述连接方式将电压互感器的电路简化，得到电压互感器的等效电路，便于计算电压互感器的传递函数、输出信号等必要参数。

设置所述等效电路中的电阻的电阻值和电容的电容值。根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数。

根据电压互感器生产工作中的工作特性为电压互感器的等效电路中的电阻和电容赋值，计算所述电压互感器的第一传递函数为了得到转折频率和截止频率。

由所述电压互感器的第一传递函数计算转折频率和截止频率，绘制电压互感器的相频特性响应曲线。

所述相频特性响应曲线反映所述电压互感器输出信号中的相关指标的相位在频域上的情况。

改变所述第一传递函数中的参数，对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素。

通过对比相频特性响应曲线上输出信号相位的变化，再结合延时时间的变化，得出影响延时时间的因素。

根据影响延时时间数值的因素，为电压互感器的远端模块添加低通滤波器。

选择低通滤波器是为了过滤低频分量，减小因低频分量的变化对延时时间造成的影响。

采集低通滤波器的输出电压和输入电压，计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数。

低通滤波器的滤波传递函数为低通滤波器的输出电压和输入电压的比值，所述电压互感器的第二传递函数为第一传递函数与所述滤波传递函数做乘法运算得到。

设置阶跃信号激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，计算所述第二传递函数在阶跃信号激励条件下产生的阶跃响应。

阶跃信号在激励待测电压互感器时，相当对代表所述阶跃信号的函数与所述第二传递函数之间产生运算，得到一个响应函数，即待测电压互感器的阶跃响应。

根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差。

所述反馈时差即待测电压互感器和标准电压互感器的输出响应到达延时时间测试阈值的时间。

对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

可选的，所述根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数的步骤包括：

设置所述等效电路中的电阻值和电容值，计算电阻值对应的电阻阻抗和电容值对应的电容容抗。

可选的，根据并联电路中等效阻抗计算公式，将所述电阻阻抗和电容容抗代入并联等效阻抗计算公式，得到电压互感器等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗。所述等效阻抗计算公式为：

Z＝R/(1+jRωC)；

其中，Z为等效阻抗；R为电阻值；ω为角频率；C为电容值。

可选的，对等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗做加法运算，得到电压互感器整体的等效阻抗。

得到所述高压臂的等效阻抗、所述低压臂的等效阻抗和所述电压互感器的等效阻抗便于描述等效电路中输出电压和输入电压，为计算电压互感器的第一传递函数提供参数。

根据电压互感器输出电压值、输入电压值、高压臂的等效阻抗、低压臂的等效阻抗和电压互感器整体的等效阻抗建立等式，分别对等式两端进行拉氏变换，整理得到电压互感器的第一传递函数。

所述电压互感器的第一传递函数等于所述电压互感器的输出信号与输入信号的比值，利用经过同一条电路支路或主路的电流相等或电路中总电压等于各部分电压的总和等电路基本原理建立等式。

可选的，通过对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素的步骤包括：

根据第一传递函数计算得到转折频率、截止频率，绘制相频特性响应曲线。

所述转折频率在相频特性响应曲线上表现为所述曲线斜率的变化，所述截止频率为曲线与坐标横轴的交点，因此所述转折频率和所述截止频率均为绘制所述相频特性响应曲线的必要指标。

计算高压乘积，所述高压乘积为高压臂的电阻值和电容值的乘积；计算第一低压乘积，所述第一低压乘积为低压臂的电阻值和电容值的乘积；比较高压乘积和第一低压乘积的大小，记录第一相频特性响应曲线。

因高频分量的改变对电压互感器输出信号的相位影响不大，所以保持高压臂参数不变即可。所述第一相频特性响应曲线作为基准参考曲线，因此在设置所述电阻值和电容值的时候可以考虑在符合生产工作的前提下，使高压乘积与低压乘积数值相等。

改变低压臂的电阻值得到第二低压乘积，保持高压臂的电阻值和电容值不变，比较高压乘积和第二低压乘积，记录第二相频特性响应曲线。

通过改变低压臂的电阻值，改变高压乘积和低压乘积的比值，得到新的相频特性响应曲线，改变若干次低压臂的电阻值得到若干个相频特性响应曲线，通过对相频特性响应曲线的对比，结合所述电阻值的改变规律，得到影响延时时间的因素。

比较第一相频特性响应曲线和第二相频特性响应曲线，得到影响延时时间数值的因素。

可选的，计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数的步骤包括：

采集低通滤波器的输入信号和输出信号。

对低通滤波器的输出电压和低通滤波器的输入电压做除法运算，得到所属低通滤波器的滤波传递函数。

对所述电压互感器的第一传递函数和所述低通滤波器的传递函数做乘法运算，得到电压互感器的第二传递函数。

可选的，根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差的步骤包括：

为所述阶跃响应设置延时时间测试阈值。

为采集标准电压互感器的反馈时差和待测电压互感器的反馈时差设置触发标准。

采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间。

采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间。

可选的，采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间的判定标准为：

若标准电压互感器的阶跃响应的数值大于或等于所述延时时间测试阈值，则采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间。

若标准电压互感器的阶跃响应的数值小于所述延时时间测试阈值，则不采集数据。

可选的，采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间的判定标准为：

若待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值大于或等于所述延时时间测试阈值，则采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值到达延时时间测试阈值的时间。

若待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值小于所述延时时间测试阈值，则不采集数据。

本申请还提供了一种直流电压互感器的延时时间测试装置，包括：仿真模块、数据处理模块和执行模块。

所述仿真模块用于根据电压互感器的电路结构特征建立电压互感器的等效电路。

所述仿真模块还用于设置所述等效电路中的电阻的电阻值和电容的电容值。

所述数据处理模块用于根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数。

所述数据处理模块还用于根据电压互感器的第一传递函数计算转折频率和截止频率，绘制电压互感器的相频特性响应曲线。

所述数据处理模块还用于改变所述第一传递函数中的参数，对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素。

所述仿真模块还用于根据影响延时时间数值的因素，为电压互感器的远端模块添加低通滤波器。

所述数据处理模块还用于采集低通滤波器的输出电压和输入电压，计算低通滤波器的传递函数。

所述数据处理模块还用于对第一传递函数和低通滤波器的传递函数做乘法运算，得到电压互感器的第二传递函数。

所述执行模块用于设置阶跃信号激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，计算所述第二传递函数在阶跃信号激励条件下产生的阶跃响应。

所述执行模块还用于根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差。

所述执行模块还用于对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

本申请通过建立电压互感器的等效电路，根据等效电路中的连接关系和元器件参数得到电压传感器的第一传递函数。绘制第一传递函数的相频特性响应曲线，通过改变第一传递函数中的参数，得到若干第一函数的相频特性响应曲线。对比相频特性响应曲线，得到低频分量为影响电压互感器延时时间的主要因素，设置低通滤波器过滤低频分量，减小低频分量对电压互感器延时时间的影响。

对第一传递函数和低通滤波器的滤波传递函数做加法运算得到电压互感器的第二传递函数。得到第二传递函数后设置阶跃信号对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，通过对采集到的待测电压互感器对阶跃信号的反馈时差和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。

图1为一种电压互感器的延时时间测试方法的流程图；

图2为计算电压互感器的第一传递函数的流程图；

图3为对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素的流程图；

图4为计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数的流程图；

图5为根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差的流程图；

图6为采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间的判定标准的流程图；

图7为采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间的判定标准的流程图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

本申请提供了一种直流电压互感器延时时间测试方法，对待测电压互感器的延时时间进行测试，下面结合图1、图2、图3、图4、图5和图6对本申请进行详细说明。图1为一种直流电压互感器延时时间测试方法的流程图，所述一种直流电压互感器延时时间测试方法的步骤包括：

S100：根据电压互感器的电路结构特征建立电压互感器的等效电路。

所述电路结构特征具体表现为电压互感器的电路中电阻、电容等元器件的连接关系，各元器件之间均存在串联或者并联的连接方式，根据所述连接方式将电压互感器的电路简化，得到电压互感器的等效电路，便于计算电压互感器的传递函数、输出信号等必要参数。

S101：设置所述等效电路中的电阻的电阻值和电容的电容值。根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数。

在符合所述电压互感器生产工作时的工作特性的条件下，设置电阻值和电容值，为计算电压互感器的第一传递函数提供准备条件。通过计算第一传递函数，求解绘制相频特性响应曲线的必要参数，绘制相频特性响应曲线。

S102：由所述电压互感器的第一传递函数计算转折频率和截止频率，绘制电压互感器的相频特性响应曲线。

所述转折频率为所述相频特性响应曲线的斜率产生变化的转折点对应的频率，所述截止频率为所述相频特性响应曲线与坐标横轴产生交点对应的频率。

S103：改变所述第一传递函数中的参数，对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素。

通过对比相频特性响应曲线的变化，得出影响延时时间数值的因素为低频分量，低频分量随低压臂的电阻值变化而变化，因此改变低压臂的电阻值即可。

S104：根据影响延时时间数值的因素，为电压互感器的远端模块添加低通滤波器。

所述低通滤波器可以过滤低频分量，降低低频分量对低频信号的影响，提高对延时时间测试的准确度。

S105：采集低通滤波器的输出电压和输入电压，计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数。

低通滤波器的滤波传递函数为低通滤波器的输出电压和输入电压的比值，对所述滤波传递函数和第一传递函数做乘法运算得到待测电压互感器的第二传递函数。

S106：设置阶跃信号激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，计算所述第二传递函数在阶跃信号激励条件下产生的阶跃响应。

所述阶跃响应为所述待测电压互感器和所述标准电压互感器的输出信号，所述阶跃信号作为激励源具有信号频率高的特点，可以充分激励待测电压互感器的工作模态。

S107：根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差。

所述反馈时差为所述待测电压互感器的输出信号和所述标准电压互感器的输出信号到达设置的延时时间测试阈值花费的时间。

S108：对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

采用阶跃信号激励待测电压互感器相当于，用可以代表阶跃信号的函数与所述待测电压互感器的第二传递函数做运算，得到阶跃响应函数，再对反馈时差进行采集。所述第二传递函数由第一传递函数和滤波传递函数做加法运算得到，下面结合图2对计算电压互感器的第一传递函数的步骤进行详细说明：

S200：设置所述等效电路中的电阻值和电容值，计算电阻值对应的电阻阻抗和电容值对应的电容容抗。

所述电阻值和所述电容值根据在生产工作中电压互感器使用的电阻值和电容值设置，可以提高后续计算的精准度，也与实际应用相符合。

S201：根据并联电路中等效阻抗计算公式，将所述电阻阻抗和电容容抗代入并联等效阻抗计算公式，得到电压互感器等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗。所述等效阻抗计算公式为：

Z＝R/(1+jRωC)；

其中，Z为等效阻抗；R为电阻值；ω为角频率；C为电容值；

所述高压臂的等效阻抗和所述低压臂的等效阻抗由等效电路中的电阻阻抗和电容容抗结合电阻与电容的连接方式计算得到。所述连接方式包括串联和并联。

S202：对等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗做加法运算，得到电压互感器整体的等效阻抗。

所述电压互感器整体的等效阻抗为求解电压互感器的第一传递函数的必要参数。所述电压互感器整体的等效阻抗描述了电压互感器整体的等效电路对电流的阻碍能力。

S203：根据电压互感器的输出电压值、输入电压值、高压臂的等效阻抗、低压臂的等效阻抗和电压互感器整体的等效阻抗建立等式，分别对等式两端进行拉氏变换，整理得到电压互感器的第一传递函数。

根据电压互感器的等效电路中各等效部分之间的电压关系或电流关系建立等式。所述电压关系为电压互感器的各等效部分的输入电压总和等于电压互感器的总输入电压。所述电流关系为通过同一回路的各等效部分的电流值相等，利用等效部分的输入电压和阻抗的比值可以表示通过所述等效部分的电流。

通过对所述第一传递函数的参数求取，可以绘制相频特性响应曲线，所述参数为转折频率和截止频率，下面结合图3对通过对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素的步骤进行详细说明：

S300：根据第一传递函数计算得到转折频率、截止频率，绘制相频特性响应曲线。

所述转折频率为相频特性响应曲线斜率发生变化对应的频率，所述截止频率为相频特性响应曲线与横坐标系产生交点对应的频率。

S301：计算高压乘积，所述高压乘积为高压臂的电阻值和电容值的乘积；计算第一低压乘积，所述第一低压乘积为低压臂的电阻值和电容值的乘积；比较高压乘积和第一低压乘积的大小，记录第一相频特性响应曲线。

因高频分量的改变对电压互感器输出信号的相位影响不大，所以保持高压臂参数不变即可。所述第一相频特性响应曲线作为基准参考曲线，因此在设置所述电阻值和电容值的时候可以考虑在符合生产工作的前提下，使高压乘积与低压乘积数值相等。

S302：改变低压臂的电阻值得到第二低压乘积，保持高压臂的电阻值和电容值不变，比较高压乘积和第二低压乘积，记录第二相频特性响应曲线。

通过改变低压臂的电阻值，改变高压乘积和低压乘积的比值，得到新的相频特性响应曲线，改变若干次低压臂的电阻值得到若干个相频特性响应曲线，通过对相频特性响应曲线的对比，结合所述电阻值的改变规律，得到影响延时时间的因素。

S303：比较第一相频特性响应曲线和第二相频特性响应曲线，得到影响延时时间数值的因素。

通过对比相频特性响应曲线，得出低频分量是影响延时时间的主要因素，因此设置低通滤波器过滤低频分量，降低低频分量对延时时间的影响，提高计算准确度。下面结合图4对计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数的步骤进行详细说明：

S400：采集低通滤波器的输入信号和输出信号。

所述输入信号和所述输出信号在等效电路中表现为输入电压信号和输出电压信号。

S401：对低通滤波器的输出电压和低通滤波器的输入电压做除法运算，得到所述低通滤波器的滤波传递函数。

S402：对所述电压互感器的第一传递函数和所述低通滤波器的传递函数做乘法运算，得到电压互感器的第二传递函数。

所述第二传递函数描述了添加了低通滤波器的电压互感器的工作特性，采用阶跃激励源对待测电压互感器进行激励等同于对可以代表阶跃信号的函数和所述第二传递函数进行运算，得到第二传递函数的阶跃响应。所述第二传递函数的阶跃响应描述的是所述待测电压互感器的输出信号。阶跃响应到达延时时间测试阈值，就可以采集相应的到达时间作为反馈时差，下面结合图5对根据阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差的步骤进行详细说明：

S500:为所述阶跃响应设置延时时间测试阈值。

所述延时时间测试阈值作为开始采集的判定标准，限制了采集动作的执行时刻。结合图6和图7对所述判定标准进行详细说明：

若标准电压互感器的阶跃响应的数值大于或等于所述延时时间测试阈值，则采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间。

若标准电压互感器的阶跃响应的数值小于所述延时时间测试阈值，则不采集数据。

若待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值大于或等于所述延时时间测试阈值，则采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值到达延时时间测试阈值的时间；

若待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值小于所述延时时间测试阈值，则不采集数据。

根据所述判定标准对反馈时差进行采集。

S501：采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间。

采集到的标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间即为所述标准电压互感器对阶跃信号激励的反馈时差。

S502：采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间。

采集到的待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间即为所述待测电压互感器对阶跃信号激励的反馈时差。

对所述标准电压互感器的反馈时差和所述待测电压互感器的反馈时差做减法运算即可得到所述待测电压互感器的延时时间。

本申请还提供了一种电压互感器的延时时间测试装置，包括：仿真模块、数据处理模块和执行模块。所述仿真模块用于根据电压互感器的电路结构特征建立电压互感器的等效电路。还用于设置所述等效电路中的电阻的电阻值和电容的电容值。还用于根据影响延时时间数值的因素，为电压互感器的远端模块添加低通滤波器。

所述数据处理模块用于根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数。还用于根据电压互感器的第一传递函数计算转折频率和截止频率，绘制电压互感器的相频特性响应曲线。还用于改变所述第一传递函数中的参数，对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素。还用于采集低通滤波器的输出电压和输入电压，计算低通滤波器的传递函数。还用于对第一传递函数和低通滤波器的传递函数做乘法运算，得到电压互感器的第二传递函数。

所述执行模块用于设置阶跃信号激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，计算所述第二传递函数在阶跃信号激励条件下产生的阶跃响应。还用于根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差。还用于对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

为了更详细的说明本申请的具体内容，下面结合实施例对本申请进行进一步的说明：

采用所述延时时间测试方法对四种安装模式下的电压互感器的延时时间进行测试时，采用50kV的阶跃电压源，所述阶跃电压源的阶跃下降时间小于10μs，标准电压互感器采用电阻分压式电压互感器，准确度等级为0.2级。

所述四种安装模式包括：待测电压互感器安装在极1高压直流母线上、待测电压互感器安装在极1中性母线上、待测电压互感器安装在极2高压直流母线上、待测电压互感器安装在极2中性母线上。

当阶跃电压为-20kV时，采集待测电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的反馈时差和标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的反馈时差。

所述延时时间测试阈值在本实施例中为待测电压互感器的阶跃响应到达其稳态值90％所对应的时刻。

对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。所述四装安装模式下的电压互感器的延时时间平均值为468μs，小于500μs，且四种安装模式下的电压互感器的延时时间均小于500μs。所述四种安装模式下的电压互感器均符合使用要求。

本申请提供了一种直流电压互感器延时时间测试方法。通过建立待测电压互感器的等效电路，根据电路结构特征、元件参数、输出电压、输入电压建立等式，计算出待测低压互感器的第一传递函数。又使用低通滤波器过滤低频分量，降低低频分量对延时时间数值的影响，同时根据低通滤波器的输出信号和输入信号计算低通滤波器的滤波传递函数。将第一传递函数和滤波传递函数做加法运算得到待测电压互感器的第二传递函数。

以标准电压互感器为参考，使用阶跃激励源同时对标准电压互感器和待测电压互感器进行阶跃激励，设置延时时间测试阈值，分别采集标准电压互感器和待测电压互感器对阶跃激励产生的阶跃响应，分别得到标准电压互感器和待测电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间，所述时间为标准电压互感器和待测电压互感器的反馈时差。最后对标准电压互感器的反馈时差和待测电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，包括：

根据电压互感器的电路结构特征建立电压互感器的等效电路；

设置所述等效电路中的电阻的电阻值和电容的电容值；根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数；

由所述电压互感器的第一传递函数计算转折频率和截止频率，绘制电压互感器的相频特性响应曲线；

改变所述第一传递函数中的参数，对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素；

根据影响延时时间数值的因素，为电压互感器的远端模块添加低通滤波器；

采集低通滤波器的输出电压和输入电压，计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数；

设置阶跃信号激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，计算所述第二传递函数在阶跃信号激励条件下产生的阶跃响应；

根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差；

对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

2.根据权利要求1所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，所述根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数的步骤包括：

设置所述等效电路中的电阻值和电容值，计算电阻值对应的电阻阻抗和电容值对应的电容容抗；

根据并联电路中等效阻抗计算公式，将所述电阻阻抗和电容容抗代入并联等效阻抗计算公式，得到电压互感器等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗，所述等效阻抗计算公式为：

Z＝R/(1+jRωC)；

其中，Z为等效阻抗；R为电阻值；ω为角频率；C为电容值；

对等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗做加法运算，得到电压互感器整体的等效阻抗；

根据电压互感器输出电压值、输入电压值、高压臂的等效阻抗、低压臂的等效阻抗和电压互感器整体的等效阻抗建立等式，分别对等式两端进行拉氏变换，整理得到电压互感器的第一传递函数。

3.根据权利要求1所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，通过对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素的步骤包括：

根据第一传递函数计算得到转折频率、截止频率，绘制相频特性响应曲线；

计算高压乘积，所述高压乘积为高压臂的电阻值和电容值的乘积；计算第一低压乘积，所述第一低压乘积为低压臂的电阻值和电容值的乘积；比较高压乘积和第一低压乘积的大小，记录第一相频特性响应曲线；

改变低压臂的电阻值得到第二低压乘积，保持高压臂的电阻值和电容值不变，比较高压乘积和第二低压乘积，记录第二相频特性响应曲线；

比较第一相频特性响应曲线和第二相频特性响应曲线，得到影响延时时间数值的因素。

4.根据权利要求1所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数的步骤包括：

采集低通滤波器的输入信号和输出信号；

对低通滤波器的输出信号和低通滤波器的输入信号做除法运算，得到所述低通滤波器的滤波传递函数；

对所述电压互感器的第一传递函数和所述低通滤波器的传递函数做乘法运算，得到电压互感器的第二传递函数。

5.根据权利要求1所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，根据阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差的步骤包括：

为所述阶跃响应设置延时时间测试阈值；

采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间；

采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间。

6.根据权利要求5所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间的判定标准为：

若标准电压互感器的阶跃响应的数值大于或等于所述延时时间测试阈值，则采集标准电压互感器的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间；

若标准电压互感器的阶跃响应的数值小于所述延时时间测试阈值，则不采集数据。

7.根据权利要求5所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应到达延时时间测试阈值的时间的判定标准为：

若待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值大于或等于所述延时时间测试阈值，则采集待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值到达延时时间测试阈值的时间；

若待测电压互感器的第二传递函数的阶跃响应的数值小于所述延时时间测试阈值，则不采集数据。

8.一种直流电压互感器的延时时间测试装置，其特征在于，包括：仿真模块、数据处理模块和执行模块；

所述仿真模块用于根据电压互感器的电路结构特征建立电压互感器的等效电路；

所述仿真模块还用于设置所述等效电路中的电阻的电阻值和电容的电容值；

所述数据处理模块用于根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数；

所述数据处理模块还用于根据电压互感器的第一传递函数计算转折频率和截止频率，绘制电压互感器的相频特性响应曲线；

所述数据处理模块还用于改变所述第一传递函数中的参数，对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素；

所述仿真模块还用于根据影响延时时间数值的因素，为电压互感器的远端模块添加低通滤波器；

所述数据处理模块还用于采集低通滤波器的输出电压和输入电压，计算低通滤波器的传递函数；

所述数据处理模块还用于对第一传递函数和低通滤波器的传递函数做乘法运算，得到电压互感器的第二传递函数；

所述执行模块用于设置阶跃信号激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，计算所述第二传递函数在阶跃信号激励条件下产生的阶跃响应；

所述执行模块还用于根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差；

所述执行模块还用于对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。

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