CN114994388B - 一种磁超导微直流检测分析的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种磁超导微直流检测分析的方法及系统，方法包括：以设置的采样频率从磁超导微直流检测终端采样得到的直流采样数据，并存储在每个通道的数据缓冲区；从每个通道的所述数据缓存区获取第二预设数量单位时间的所述直流采样数据构建得到数据缓存矩阵；根据零初始值对数据缓存矩阵中每个所述直流采样数据进行校验得到标准数据缓存矩阵；对所述标准数据缓存矩阵进行傅里叶分解，得到电流基波数值；将所述电流基波数值除以所述比例系数得到直流电流有效值，并对直流电流有效值修正后输出。本申请具有通能够基于具有各种复杂的噪声信号的直流采样数据计算出绝缘直流流出的具体数值，为安全判定提供可靠数据源。

Description

一种磁超导微直流检测分析的方法及系统

技术领域

本申请涉及高压供配电技术的领域，尤其是涉及一种磁超导微直流检测分析的方法以及系统。

背景技术

在中高压供配电系统(6KV、10KV、35KV系统)中，供电设备及供电线路中常常有绝缘直流电流流出；由于这种大交流回路环境复杂，检测得到磁超导流出的为直流电存在的各种各样复杂难辨的信号，如电压、电流、频率(高频低频)、感抗、容抗、阻抗、谐振、晃电、声、光、辐射等，以至于无法得到准确的直流电流的流出量。

发明内容

为了从大交流回路中准确的得到直流电流的流出量，以用作中高压供配电系统绝缘健康状态判断依据，从而提前发现隐患，避免绝缘事故的发生，本申请提供了一种磁超导微直流检测分析的方法以及系统。

第一方面，本申请提供一种磁超导微直流检测分析的方法，采用如下的技术方案：

一种磁超导微直流检测分析的方法，包括：

以设置的采样频率从磁超导微直流检测终端采样得到的直流采样数据，并将采样得到的所述直流采样数据存储在每个通道的数据缓冲区；其中，每个通道的所述数据缓冲区能够存储第一预设数量单位时间采集的直流采样数据；

对每个通道的所述数据缓冲区的直流采样数据按照预设比例系数进行放大；

从每个通道的所述数据缓存区获取第二预设数量单位时间的放大后的所述直流采样数据，并由所述直流采样数据构建得到数据缓存矩阵；

读取所述数据缓存矩阵中每个直流采样数据和电压供配电系统的零初始值，并根据所述零初始值对所述数据缓存矩阵中每个所述直流采样数据进行校验得到标准数据缓存矩阵；

对所述标准数据缓存矩阵进行傅里叶分解，过滤得到电流基波数值；

读取比例系数，将所述电流基波数值除以所述比例系数得到直流电流有效值；

根据标准系数对直流电流有效值进行修正，得到标准直流电流值，并输出；其中，标准系数等于标准信号与以标准信号为输入测出的直流电流有效值之比。

可选的，所述将采样得到的所述直流采样数据存储在每个通道的数据缓冲区包括以下方式：

第一种方式：

将每个单位时间采集的所述直流采样数据按照采集顺序依次存储在每个通道的数据缓冲区，并不断循环；

第二种方式：

将每个采集的所述直流采样数据按照采集顺序依次存储在每个通道的数据缓冲区，并不断循环。

可选的，所述方法还包括对所述零初始值进行校正。

可选的，所述对所述零初始值进行校正包括：

启动供配电系统零点初值的校正；

计算直流采样数据的均方根加权值；

将直流采样数据的均方根加权值更新为电压供配电系统的零初始值；

结束本次对所述零初始值的校正。

可选的，所述方法还包括对所述标准系数进行校准。

可选的，所述对所述标准系数进行校准包括：

启动供配电系统标准系数的校准；

以一组标准信号为输入测出对应的所述直流电流有效值；

计算所述直流电流有效值的均方根加权值，并通过所述标准信号除以所述直流电流有效值的均方根加权值，得到所述标准系数；

更新电压供配电系统的所述标准系数；

结束本次对所述标准系数的校准。

第二方面，本申请提供一种磁超导微直流检测分析的系统，采用如下的技术方案：

一种磁超导微直流检测分析的系统，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程序时实现如第一方面所述一种磁超导微直流检测分析的方法

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过对多通道缓存的区直流采样数据构建数据缓存矩阵，并考虑到高压配电系统的零初始值，对数据缓存矩阵中的直流采样数据进行校准得到标准数据缓存矩阵，并通过傅里叶分解过滤、斜率校正基于具有各种复杂的噪声信号的直流采样数据计算出绝缘直流流出的具体数值，为安全判定提供可靠数据源；

2.考虑高压配电系统的复杂性，定期对计算缘直流流出的具体数值需要的中间参数零初始值和标准系数进行校正，保证计算结果准确性，提高监测分析系统的可靠性。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种磁超导微直流检测分析的方法的流程图；

图2是本申请实施例自动对零初始值进行校正的流程图；

图3是本申请实施例自动对标准系数进行校准的流程图；

图4是本申请实施例提供的一种磁超导微直流检测分析的系统的结构框图。

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1-4及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种磁超导微直流检测分析的方法。参照图1，该方法包括：

步骤S100、由磁超导微直流检测分析系统的输入端，以设置的采样频率(单位时间采样个数，如10000/秒)从磁超导微直流检测终端采样得到的直流采样数据(微安级的微直流模拟量数据)，并将采样得到的直流采样数据存储在每个通道的数据缓冲区；在本实施例中，每个通道的数据缓冲区能够存储第一预设数量单位时间(如20秒)采集的直流采样数据。其中，采样得到的缓冲数据存储在每个通道的数据缓冲区包括以下方式：

(1)将每个单位时间(如每秒)采集的直流采样数据按照采集顺序依次存储在每个通道的数据缓冲区，并不断循环；即N(如16)个通道的数据缓冲区，第1个单位时间的直流采样数据存储在第1个通道的数据缓冲区、第2个单位时间的直流采样数据存储在第2个通道的数据缓冲区、……、第N个单位时间的直流采样数据存储在第N个通道的数据缓冲区；下一个循环时，第N+1个单位时间的直流采样数据存储在第一个通道的数据缓冲区、第N+2个单位时间的直流采样数据存储在第二个通道的数据缓冲区、……、第2N个单位时间的直流采样数据存储在第2N个通道的数据缓冲区，以此类推。如果此时单位时间为1秒，预设数量单位时间为10个1秒，即10秒，此种方式10个循环后，每个通道的数据缓冲区存储完成。

(2)将每个采集的直流采样数据按照采集顺序依次存储在每个通道的数据缓冲区，并不断循环；即N(如16)个通道的数据缓冲区，采集的第1个直流采样数据存储在第1个通道的数据缓冲区、采集的第2个直流采样数据存储在第2个通道的数据缓冲区、……、采集的第N个直流采样数据存储在第N个通道的数据缓冲区；下一个循环时，采集的第N+1个直流采样数据存储在第一个通道的数据缓冲区、采集的第N+2个直流采样数据存储在第二个通道的数据缓冲区、……、采集的第2N个直流采样数据存储在第2N个通道的数据缓冲区，以此类推。如果此时单位时间为1秒，单位时间的采样个数为M，预设数量单位时间为10个1秒，即10秒，此种方式10M个循环后，每个通道的数据缓冲区存储完成。

步骤S200、对每个通道的数据缓冲区的直流采样数据按照预设比例系数(为了能检测到微直流电流或计算需求对直流采样数据放大的倍数)进行放大。

因为常规的供电设备及供电线路流出的绝缘直流电流为微直流，不可观察，为了实现微直流的可观察，本实施例对存储在每个通道数据缓存区的直流采样数据进行放大以及电压倍率的计算，以调节放大倍数，找到交流电压抵消和直流电压放大的平衡点，得到比例系数。本申请实施例通过在磁环中设置激励电压对直流采样数据进行放大，以抵消交流电压，放大直流电压。

虽然供电设备及供电线路流出的绝缘直流电流为直流电压，但还是存在一些微特征在里面，同时用于放大的激励信号中也会加特殊激励信号，如放大时采用3倍频的激励信号进行放大，那么放大后的信号也会存在3倍频激励信号的特征，所以会将放大后的直流采样数据与电压相角进行关联，并将得到的直流采样数据关联比例系数，使直流采样数据乘以比例系数，得到直流采样数据的信号样值。

步骤S300、从每个通道数据缓存区获取第二预设数量单位时间(如10秒)的放大后的直流采样数据，由从每个通道获取的直流采样数据构建得到数据缓存矩阵。即如果有N个通道，第二预设数量单位时间为10个，每个单位时间采样10000个直流采样数据，则数据缓存矩阵有N×10⁵个直流采样数据。

步骤S400、读取数据缓存矩阵中每个直流采样数据的初值和压供配电系统的零初始值(零态响应)，并根据压供配电系统的零初始值对数据缓存矩阵中每个直流采样数据的初值进行校验得到标准数据缓存矩阵；即在数据缓存矩阵中每个直流采样数据的初值中减去零初始值。

由于压供配电系统复杂，零初始值可能会发生改变，比如运行方式发生了变化，开始拉闸限电，使电网结构发生变化，为了保证压供配电系统的零初始值的准确性，在本实施例中，还包括采用手动或/和自动两种模式对零初始值进行校正，实现零初始值的调零，完成原点校准。手动对零初始值进行校正是手动选择启动开关或启动程序，触发开始对零初始值进行校正的程序；本实施例的自动模式为每隔第一预设时间(如24小时)对压供配电系统的零初始值进行一次校正，以及每次电压供配电系统或磁超导微直流检测分析的系统启动触发开始对零初始值进行校正的程序；本实施例每隔第一预设时间对压供配电系统的零初始值进行一次校正的实现程序与磁超导微直流检测分析的实现程序是并列执行的两个线程，进行零初始值校正不影响对磁超导微直流的检测分析。

步骤S500、对标准数据缓存矩阵进行傅里叶分解，过滤得到电流基波数值。

步骤S600、读取比例系数，将电流基波数值除以比例系数得到直流电流有效值。

步骤S700、由于磁超导微直流检测分析系统硬件结构可能导致测量结果存在误差，为了得到准确的直流电流，还会对直流电流有效值进行校准，读取标准系数(是磁超导微直流检测分析系统硬件结构对直流电流的放大倍数)，将直流电流有效值乘以标准系数得到标准直流电流值，并输出显示。

在本实施例中还包括对标准系数进行校准，实现斜率校准。本实施例对标准系数进行校准包括手动模式和自动模式。手动对标准系数进行校准是手动选择启动开关或启动程序，触发开始对标准系数进行校准的程序；本实施例的自动模式为每隔第二预设时间(如12小时)对压供配电系统的标准系数进行一次校准，以及每次电压供配电系统或磁超导微直流检测分析的系统启动触发开始对标准系数进行校正的程序。

在本实施例中，如图2所示，自动对零初始值进行校正包括以下步骤：

步骤S401、每隔第一预设时间或系统(电压供配电系统或磁超导微直流检测分析的系统)启动，判断是否已经调零，如果已经调零，执行步骤S405；如果未调零，触发启动调零程序，即开始执行步骤S402；

步骤S402、启动供配电系统零点初值的校正；

步骤S403、计算直流采样数据的均方根加权值(启动供配电系统零点初值的校正后预设时间单位的直流采样数据)；

步骤S404、将均方根加权值更新为电压供配电系统的零初始值；

步骤S405、结束本次对零初始值的校正。

在本实施例中，如图3所示，自动对标准系数进行校正包括以下步骤：

步骤S701、每隔第二预设时间或系统(电压供配电系统或磁超导微直流检测分析的系统)启动，判断是否已经进行本次标准系数校准，如果本次已经标准系数校准，执行步骤S706；如果未进行标准系数校准，触发启动标准系数校准程序，即开始执行步骤S702；

步骤S702、启动供配电系统标准系数的校准；

步骤S703、磁超导微直流检测分析系统的输入端输入一组标准信号，获取此时的直流电流有效值；

步骤S704、计算该组直流电流有效值的均方根加权值，并将标准信号除以该组直流电流有效值的均方根加权值，得到此时系统的标准系数；

步骤S705、更新电压供配电系统的标准系数；

步骤S706、结束本次对标准系数的校准。

另外，本申请实施例还公开了一种磁超导微直流检测分析的系统，部署于电压配电系统；具体地，该系统包括：一个或多个处理器和存储器，如图4所示，以一个处理器200及存储器100为例。处理器200和存储器100可以通过总线或者其他方式连接，如以通过总线连接为例。

存储器100作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序，如本申请实施例中的一种磁超导微直流检测分析的方法。处理器200通过运行存储在存储器100中的非暂态软件程序以及指令，从而实现上述本申请实施例中的一种磁超导微直流检测分析的方法。

存储器100可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储执行上述实施例中的一种磁超导微直流检测分析的方法所需的数据等。此外，存储器100可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实现上述实施例中的一种磁超导微直流检测分析的方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被一个或者多个处理器执行时，执行上述实施例中的一种磁超导微直流检测分析的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至步骤S700、图2中的方法步骤401至步骤S405以及图3中的方法步骤S701至步骤S706。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (7)

1.一种磁超导微直流检测分析的方法，其特征在于，包括：

以设置的采样频率从磁超导微直流检测终端采样得到的直流采样数据，并将采样得到的所述直流采样数据存储在每个通道的数据缓冲区；其中，每个通道的所述数据缓冲区能够存储第一预设数量单位时间采集的直流采样数据；

对每个通道的所述数据缓冲区的直流采样数据按照预设比例系数进行放大；

从每个通道的所述数据缓存区获取第二预设数量单位时间的放大后的所述直流采样数据，并由所述直流采样数据构建得到数据缓存矩阵；

读取所述数据缓存矩阵中每个直流采样数据和电压供配电系统的零初始值，并根据所述零初始值对所述数据缓存矩阵中每个所述直流采样数据进行校验得到标准数据缓存矩阵；

对所述标准数据缓存矩阵进行傅里叶分解，过滤得到电流基波数值；

读取比例系数，将所述电流基波数值除以所述比例系数得到直流电流有效值；

根据标准系数对直流电流有效值进行修正，得到标准直流电流值，并输出；其中，标准系数等于标准信号与以标准信号为输入测出的直流电流有效值之比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将采样得到的所述直流采样数据存储在每个通道的数据缓冲区包括以下方式：

第一种方式：

将每个单位时间采集的所述直流采样数据按照采集顺序依次存储在每个通道的数据缓冲区，并不断循环；

第二种方式：

将每个采集的所述直流采样数据按照采集顺序依次存储在每个通道的数据缓冲区，并不断循环。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述零初始值进行校正。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述零初始值进行校正包括：

启动供配电系统零点初值的校正；

计算直流采样数据的均方根加权值；

将直流采样数据的均方根加权值更新为电压供配电系统的零初始值；

结束本次对所述零初始值的校正。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述标准系数进行校准。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述标准系数进行校准包括：

启动供配电系统标准系数的校准；

以一组标准信号为输入测出对应的所述直流电流有效值；

计算所述直流电流有效值的均方根加权值，并通过所述标准信号除以所述直流电流有效值的均方根加权值，得到所述标准系数；

更新电压供配电系统的所述标准系数；

结束本次对所述标准系数的校准。

7.一种磁超导微直流检测分析的系统，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程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述一种磁超导微直流检测分析的方法。

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