CN116106616A - 计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统 - Google Patents

计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统 Download PDF

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CN116106616A CN202210890766.6A CN202210890766A CN116106616A CN 116106616 A CN116106616 A CN 116106616A CN 202210890766 A CN202210890766 A CN 202210890766A CN 116106616 A CN116106616 A CN 116106616A
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杜砚
陈晓明
徐思恩
邱进
毛安澜
刘坤雄
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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Abstract

本发明公开了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统。该方法，包括：计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC‑h和等效阻抗值ZC‑h；测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC‑h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1‑h；测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2‑h；根据所述电容修正系数K1‑h和所述电磁修正系数K2‑h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh；傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd。

Description

计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统
技术领域
本发明涉及高电压绝缘设备技术领域，并且更具体地，涉及一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统。
背景技术
对电能质量进行准确的监测是全面了解和掌控电网电能质量各指标，开展电压、谐波等超标指标的治理，量化设备对电能质量影响的耐受程度的基础。目前，大多数国家地区多通过电磁式互感器进行电能质量测量。这一做法对于低压和中压系统是可行的，但对于高压和超高压系统，由于大多使用电容式电压互感器(Capacitor voltagetransformer，CVT)且CVT是基于工频条件来设计的，因此当采用其进行电网中谐波、暂态等非工频信号测量时，往往会产生较大误差。因此，基于CVT在谐波频段内仍为线性电路这一前提，有必要对CVT的谐波测量电压进行校正，提高其测量准确度以满足电能质量监测系统对数据来源的准确度要求。
目前，普遍的做法是通过离线分析并结合实测来获得CVT的频响特性曲线，进而计算出各次谐波下的谐波电压修正系数，在现场测试时采用该修正系数对CVT二次电压进行校正。CVT的宽频传递特性测试方法主要有扫频法、脉冲测量法、散射参数法和高压谐波法。由于设备条件的限制，前三种方法对CVT施加的都是低电压、弱信号，虽然测量频带宽，但测试结果易受外界干扰，波动较大，不能真实反映高电压下CVT的宽频传递特性。高压谐波法通过高压谐波源对CVT的一次侧施加一系列谐波，通过测量一次侧和二次侧电压，得到CVT的宽频传递特性。这种方法尽管能准确的测试CVT的宽频传递特性，但对谐波源的容量要求极大：对于高压产品，施加高频率、高幅值的一次电源，即使是单一频率的谐波源，实现起来也是极其困难的。并且随着产品电压等级的提高，谐波源的研制难度和费用将更巨大。而且不同厂家、不同型号CVT的频率特性曲线可能各不相同或者存在差异，必需逐一进行测试，致使测量工作量巨大且不经济。
发明内容
根据本发明，提供了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统，以解决现有的CVT谐波电压校正技术还存在一定不足的问题。
根据本发明的第一个方面，提供了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法，包括：
计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h；
测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h；
测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h；
根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh；
傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd。
可选地，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h，包括:
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC：
Figure BDA0003767436410000031
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效容抗XC-h：
Figure BDA0003767436410000032
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效阻抗值ZC-h：
ZC-h＝RC-jXC-h
式中，h为谐波次数；ωh＝2πhfN为h次谐波角频率，fN为工频频率，角频率ωN；CN为分压器的额定电容；KCN为分压器的额定分压比；tanδC为分压器损耗角正切值。
可选地，测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h，包括：
根据以下公式，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h：
Figure BDA0003767436410000033
式中，ZT-h为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗测量值。
可选地，测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h，包括：
根据以下公式，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h：
Figure BDA0003767436410000034
式中，KMN为中间变压器的额定电压比；HT(jωh)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。
可选地，根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，包括；
根据以下公式，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，Kh＝K1-hK2-h。
可选地，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd，包括：
根据以下公式，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H：
Figure BDA0003767436410000041
根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd：
Figure BDA0003767436410000042
式中，U2-h和θ2-h分别为信号U2第h次谐波分量的有效值和相位角；n为所关注的最高谐波次数。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的系统，包括：
计算等效参数模块，用于计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h；
计算电容修正系数模块，用于测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h；
计算电磁修正系数模块，用于测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h；
计算电压修正系数模块，用于根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh；
确定修正谐波电压信号模块，用于傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd。
可选地，计算等效参数模块，包括：
计算等效电阻子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC：
Figure BDA0003767436410000051
计算等效容抗子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效容抗XC-h：
Figure BDA0003767436410000052
计算等效阻抗值子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效阻抗值ZC-h：
ZC-h＝RC-jXC-h
式中，h为谐波次数；ωh＝2πhfN为h次谐波角频率，fN为工频频率，角频率ωN；CN为分压器的额定电容；KCN为分压器的额定分压比；tanδC为分压器损耗角正切值。
可选地，计算电容修正系数模块，包括：
计算电容修正系数子模块，根据以下公式，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h：
Figure BDA0003767436410000053
式中，ZT-h为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗值测量值。
可选地，计算电磁修正系数模块，包括：
计算电磁修正系数子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h：
Figure BDA0003767436410000061
式中，KMN为中间变压器的额定电压比；HT(jωh)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。
可选地，计算电压修正系数模块，包括：
计算电压修正系数子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，
Kh＝K1-hK2-h
可选地，确定修正谐波电压信号模块，包括：
得到谐波分量子模块，用于根据以下公式，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H：
Figure BDA0003767436410000062
确定修正谐波电压信号子模块，用于根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd：
Figure BDA0003767436410000063
式中，U2-h和θ2-h分别为信号U2第h次谐波分量的有效值和相位角；n为所关注的最高谐波次数。
从而，通过测量电磁单元的输入阻抗及频响特性，获取谐波电压修正系数，解决了现有技术中通过直接测量CVT频响特性来获取谐波电压修正系数时，试验操作难度大、测量误差较大的问题。该方法对产品本身无影响，具有操作简便、经济性好等优点，有利于推广应用。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本实施方式所述的一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法的示意图；
图2为本实施方式所述的CVT等效电路模型的示意图；
图3为本实施方式所述的一种电容式电压互感器的谐波电压修正系数计算方法的组成框图示意图；
图4为本实施方式所述的频响特性测量模块的组成框图示意图；
图5为本实施方式所述的计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的系统的示意图；
图中，1-阻抗测量模块；2-频响特性测量模块；3-阻抗数值库；4-频响数值库；5-谐波电压修正系数计算模块，6-任意信号发生器；7-功率放大器；8-电磁单元；9-电压比例标准；10-频响分析模块。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
根据本发明的第一个方面，提供了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法100，参考图1所示，该方法100包括：
S101:计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h；
S102:测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h；
S103:测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h；
S104:根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh；
S105:傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd。
具体地，CVT是一种由电容分压器和电磁单元组成的电压互感器，其中电容分压器首先对一次电压进行分压得到10～20kV左右电压，之后电磁单元将该电压进一步降压为100/√3V的电压供给保护和测量装置使用。电容分压器由高压电容C1与中压电容C2组成，电磁单元并接于电容C2两端，由中间变压器、补偿电抗器、阻尼装置等部分组成。分析CVT的结构特点可知，在整个谐波关注频段范围内，其等效电路可看成一个线性系统。采用戴维南定理可得到CVT的等效电路模型如图2所示，图中Zc为C1和C2并联等效阻抗，ZT为电磁单元的等效阻抗，U1为一次电压，U2为二次电压。
可以看出，CVT整体传变特性由各电容元件及电磁单元各组成元件的参数共同决定，定义电磁单元的传递函数为HT(s)，则CVT整体传递函数H(s)为：
Figure BDA0003767436410000091
式中，KCN＝(C1+C2)/C1为分压器的额定分压比。按照CVT产品设计方法，当电压等级和中间变压器的一次侧额定电压确定后，分压器的高、中压电容额定值基本是确定的，即KCN为一固定值。因此，CVT谐波传变特性及谐振点位置主要取决于电磁单元的相关参数，通过掌握电磁单元的谐波传递特性就可以知道CVT整体的谐波传变特性。而在谐波条件下，由于电磁单元杂散电容与线圈电感参数共同作用，回路存在多种串并联谐振模式，造成电磁单元的频响特性呈现严重的非线性。为获得准确的谐波测量信号，就需要获得谐波测量电压修正系数，对二次绕组测量电压进行修正。
定义
Figure BDA0003767436410000092
则上式可简化为：
Figure BDA0003767436410000093
式中，KMN为中间变压器的额定电压比，KN＝KCNKMN为CVT的额定电压比。则可得谐波测量电压修正系数K为：
K＝K1K2
技术思路：对电磁单元的输入阻抗特性进行测量，结合高压电容C1、中压电容C2的阻抗值，计算得到各次谐波频率下的修正系数K1。对电磁单元的频响特性进行测量，得到各次谐波频率下的修正系数K2。根据修正系数K1和K2计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数K，进而达到校正CVT谐波测量值的目的。具体计算过程如下：
第一步：计算各次谐波下电容C1和C2并联等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h。
Figure BDA0003767436410000101
Figure BDA0003767436410000102
ZC-h＝RC-jXC-h
式中，h为谐波次数；ωh＝2πhfN为h次谐波角频率，fN为工频频率(角频率ωN)；CN为分压器的额定电容；KCN为分压器的额定分压比；tanδC为分压器损耗角正切值。
第二步：计算各次谐波频率下的修正系数K1-h。
Figure BDA0003767436410000103
式中，ZT-h为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗测量值。
第三步：计算各次谐波频率下的修正系数K2-h。
Figure BDA0003767436410000104
式中，KMN为中间变压器的额定电压比；HT(jωh)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。
第四步：计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh。
Kh＝K1-hK2-h
第五步：傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd。
Figure BDA0003767436410000105
Figure BDA0003767436410000106
为实现上述过程，首先需要测量电磁单元在各次谐波频率下的输入阻抗值及频响值，然后结合CVT基本参数，根据上述计算流程即可计出算各次谐波下的电压修正系数。现场应用时，通过该修正系数对CVT的二次绕组谐波测量信号进行校正，以提升CVT谐波信号测量准确度。目前电磁单元的额定电压一般设计在10～20kV左右，按照谐波电压含量20％估计，频响特性试验所需的谐波电压不超过5kV，与直接通过互感器的一次侧进行试验相比，此时谐波电压源容量可大大减小。
参考图3和图4所示，本发明通过测量电磁单元的输入阻抗及频响特性，获取谐波电压修正系数，进而达到校正CVT谐波测量值的目的。其主要结构包括：阻抗测量模块1、频响特性测量模块2、阻抗数值库3、频响数值库4和谐波电压修正系数计算模块5。
阻抗测量模块1测量电磁单元在各次谐波频率下的输入阻抗值，并将其送入阻抗数据库3的电磁单元阻抗模块进行保存。
频响特性测量模块2包括任意信号发生器6、功率放大器7、电磁单元8、电压比例标准9和频响分析模块10。任意信号发生器6依次输出单次谐波电压，经功率放大器7提升至符合要求的电压幅值后接入电磁单元8和电压比例标准9的一次侧。频响分析模块10采集电磁单元的二次侧电压和电压比例标准9的二次侧电压进行频响特性分析，计算出各次谐波下电磁单元的频响测量值，并将其送入频响数值库4进行保存。
阻抗数据库3包括有CVT基本参数模块、分压器阻抗模块及电磁单元阻抗模块。CVT基本参数模块存放CVT基本参数，包括额定电容、分压器额定分压比、介质损耗角正切值和中间变压器的额定电压比等信息。分压器阻抗模块调用CVT基本参数模块，计算出各次谐波频率下电容C1和C2并联等效阻抗。
谐波电压修正系数计算模块5调用阻抗数值库3和频响数值库4，计算出各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数。通过该修正系数对CVT的二次绕组谐波测量信号进行校正，提升CVT谐波信号测量准确度，供电能质量监测终端使用。
可选地，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h，包括:
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC：
Figure BDA0003767436410000121
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效容抗XC-h：
Figure BDA0003767436410000122
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效阻抗值ZC-h：
ZC-h＝RC-jXC-h
式中，h为谐波次数；ωh＝2πhfN为h次谐波角频率，fN为工频频率，角频率ωN；CN为分压器的额定电容；KCN为分压器的额定分压比；tanδC为分压器损耗角正切值。
可选地，测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h，包括：
根据以下公式，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h：
Figure BDA0003767436410000123
式中，ZT-h为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗值测量值。
可选地，测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h，包括：
根据以下公式，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h：
Figure BDA0003767436410000131
式中，KMN为中间变压器的额定电压比；HT(jωh)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。
可选地，根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，包括；
根据以下公式，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，Kh＝K1-hK2-h。
可选地，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd，包括：
根据以下公式，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H：
Figure BDA0003767436410000132
根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd：
Figure BDA0003767436410000133
式中，U2-h和θ2-h分别为信号U2第h次谐波分量的有效值和相位角；n为所关注的最高谐波次数。
从而，通过测量电磁单元的输入阻抗及频响特性，获取谐波电压修正系数，解决了现有技术中通过直接测量CVT频响特性来获取谐波电压修正系数时，试验操作难度大、测量误差较大的问题。该方法对产品本身无影响，具有操作简便、经济性好等优点，有利于推广应用。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的系统500，参考图5所示，该系统500包括：
计算等效参数模块510，用于计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h；
计算电容修正系数模块520，用于测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h；
计算电磁修正系数模块530，用于测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h；
计算电压修正系数模块540，用于根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh；
确定修正谐波电压信号模块550，用于傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd。
可选地，计算等效参数模块，包括：
计算等效电阻子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC：
Figure BDA0003767436410000141
计算等效容抗子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效容抗XC-h：
Figure BDA0003767436410000142
计算等效阻抗值子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效阻抗值ZC-h：
ZC-h＝RC-jXC-h
式中，h为谐波次数；ωh＝2πhfN为h次谐波角频率，fN为工频频率，角频率ωN；CN为分压器的额定电容；KCN为分压器的额定分压比；tanδC为分压器损耗角正切值。
可选地，计算电容修正系数模块，包括：
计算电容修正系数子模块，根据以下公式，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h：
Figure BDA0003767436410000151
式中，ZT-h为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗值测量值。
可选地，计算电磁修正系数模块，包括：
计算电磁修正系数子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h：
Figure BDA0003767436410000152
式中，KMN为中间变压器的额定电压比；HT(jωh)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。
可选地，计算电压修正系数模块，包括：
计算电压修正系数子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，
Kh＝K1-hK2-h
可选地，确定修正谐波电压信号模块，包括：
得到谐波分量子模块，用于根据以下公式，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H：
Figure BDA0003767436410000161
确定修正谐波电压信号子模块，用于根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd：
Figure BDA0003767436410000162
式中，U2-h和θ2-h分别为信号U2第h次谐波分量的有效值和相位角；n为所关注的最高谐波次数。
本发明的实施例的一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的系统500与本发明的另一个实施例的一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法100相对应，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法，其特征在于，包括：
计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h；
测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h；
测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h；
根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh；
傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h，包括:
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC：
Figure FDA0003767436400000011
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效容抗XC-h：
Figure FDA0003767436400000021
根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效阻抗值ZC-h：
ZC-h＝RC-jXC-h
式中，h为谐波次数；ωh＝2πhfN为h次谐波角频率，fN为工频频率，角频率ωN；CN为分压器的额定电容；KCN为分压器的额定分压比；tanδC为分压器损耗角正切值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h，包括：
根据以下公式，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h：
Figure FDA0003767436400000022
式中，ZT-h为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗值测量值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h，包括：
根据以下公式，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h：
Figure FDA0003767436400000023
式中，KMN为中间变压器的额定电压比；HT(jωh)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，包括；
根据以下公式，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，
Kh＝K1-hK2-h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd，包括：
根据以下公式，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H：
Figure FDA0003767436400000031
根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd：
Figure FDA0003767436400000032
式中，U2-h和θ2-h分别为信号U2第h次谐波分量的有效值和相位角；n为所关注的最高谐波次数。
7.一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的系统，其特征在于，包括：
计算等效参数模块，用于计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC、等效容抗XC-h和等效阻抗值ZC-h；
计算电容修正系数模块，用于测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值ZC-h，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h；
计算电磁修正系数模块，用于测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h；
计算电压修正系数模块，用于根据所述电容修正系数K1-h和所述电磁修正系数K2-h，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh；
确定修正谐波电压信号模块，用于傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H，并根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，计算等效参数模块，包括：
计算等效电阻子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻RC：
Figure FDA0003767436400000041
计算等效容抗子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效容抗XC-h：
Figure FDA0003767436400000042
计算等效阻抗值子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效阻抗值ZC-h：
ZC-h＝RC-jXC-h
式中，h为谐波次数；ωh＝2πhfN为h次谐波角频率，fN为工频频率，角频率ωN；CN为分压器的额定电容；KCN为分压器的额定分压比；tanδC为分压器损耗角正切值。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，计算电容修正系数模块，包括：
计算电容修正系数子模块，根据以下公式，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1-h：
Figure FDA0003767436400000051
式中，ZT-h为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗值测量值。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，计算电磁修正系数模块，包括：
计算电磁修正系数子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2-h：
Figure FDA0003767436400000052
式中，KMN为中间变压器的额定电压比；HT(jωh)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，计算电压修正系数模块，包括：
计算电压修正系数子模块，用于根据以下公式，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数Kh，
Kh＝K1-hK2-h
12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，确定修正谐波电压信号模块，包括：
得到谐波分量子模块，用于根据以下公式，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U2H：
Figure FDA0003767436400000053
确定修正谐波电压信号子模块，用于根据所述电压修正系数Kh对所述谐波分量U2H进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U2Hd：
Figure FDA0003767436400000054
式中，U2-h和θ2-h分别为信号U2第h次谐波分量的有效值和相位角；n为所关注的最高谐波次数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118604712A (zh) * 2024-08-06 2024-09-06 安徽安大清能电气科技有限公司 电容式电压互感器的谐波传递特性的中压扫频试验方法

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