一种高效散热低压电流互感器检测方法与流程

    专利2025-05-20  15


    本技术涉及传感器检测,具体涉及一种高效散热低压电流互感器检测方法。


    背景技术:

    1、电流互感器(current transformer, ct)作为电力系统中重要的二次设备,在继电保护和监控系统感知系统运行状态中起着非常重要的作用。目前,铁磁式互感器是最广泛配置于电力系统中的电流互感器。由于铁芯的非线性励磁特性,现场中存在诸多因素可导致铁芯由线性工作区过渡至饱和区,电流互感器会因此达到饱和状态,从而使二次侧电流发生缺损和畸变,无法准确反映一次电流,这常常会引发保护装置对系统运行状态的错误判断。

    2、正因电流互感器在电力系统中的重要作用,故需要对电流互感器是否达到饱和状态进行检测,传统的检测电流互感器是否达到饱和状态的方法如小波变换,能够通过时频局部化及分频特性敏锐的识别出低压电流互感器的奇异点。而在电力系统中,电流互感器可能会由于一次侧幅值过大、存在非周期分量等原因导致其达到饱和状态,二次侧电流的波形发生畸变的特征不同,导致无法得到较准确的小波尺度,造成使用传统的小波变换算法难以检测电流互感器是否达到饱和状态。


    技术实现思路

    1、为了解决上述技术问题,本发明提供一种高效散热低压电流互感器检测方法,以解决现有的问题。

    2、本发明的一种高效散热低压电流互感器检测方法采用如下技术方案:

    3、本发明一个实施例提供了一种高效散热低压电流互感器检测方法,该方法包括以下步骤:

    4、采集电流互感器的二次侧电流数据;

    5、对于二次侧电流数据中各时间点,设置各时间点的质检区间;根据各时间点质检区间内的波峰、波谷获取各时间点质检区间内各区间时间点的二波近峰谷权重;根据各时间点质检区间内各区间时间点的电流数据差异以及二波近峰谷权重获取各时间点的一次侧幅值致饱指数;

    6、将以各时间点为中心的预设时长的时间段记为各时间点的局部检测时间窗;根据各时间点的局部检测时间窗内的峰谷趋势变化情况获取各时间点的局部峰谷绝对差分序列;根据各时间点的局部峰谷绝对差分序列内各元素的数值大小以及一次侧幅值致饱指数构建各时间点的分量致饱指数;根据各时间点的局部检测时间窗内的电流数据突变情况获取各时间点的二次侧电流畸变序列;结合各时间点的二次侧电流畸变序列内各元素的数值、分量致饱指数以及电流数据差异构建各时间点的铁芯磁生成致饱指数;

    7、根据各时间点的一次侧幅值致饱指数、分量致饱指数以及铁芯磁生成致饱指数构建各时间点的小波尺度;根据二次侧电流数据以及各时间点的小波尺度优化小波变换算法,实现对电流互感器饱和状态的检测。

    8、优选的,所述设置各时间点的质检区间,包括:

    9、获取距离各时间点最近的b个波峰和b个波谷;将所有波峰、波谷中所在时间点的最小值、最大值之间的时间范围记为各时间点的质检区间。

    10、优选的,所述根据各时间点质检区间内的波峰波谷获取各时间点质检区间内各区间时间点的二波近峰谷权重,包括:

    11、将各时间点质检区间内的各时间点记为各区间时间点;

    12、对于各时间点质检区间内各区间时间点,将距离各区间时间点最近的波峰、波谷分别记为各区间时间点的最近邻波峰、最近邻波谷;将各区间时间点的最近邻波峰与最近邻波谷对应时间点之间的距离记为各区间时间点的峰谷距离;将各区间时间点与其最近邻波峰、最近邻波谷对应时间点之间的距离分别记为各区间时间点的最近邻波峰距离、最近邻波谷距离; 对于各时间点质检区间内各区间时间点,获取各区间时间点的最近邻波峰距离、最近邻波谷距离以及峰谷距离;

    13、将各区间时间点的最近邻波峰距离与最近邻波谷距离中的最大值与各区间时间点的峰谷距离的比值作为各时间点质检区间内各区间时间点的二波近峰谷权重。

    14、优选的,所述根据各时间点质检区间内各区间时间点的电流数据差异以及二波近峰谷权重获取各时间点的一次侧幅值致饱指数,包括:

    15、对于各时间点质检区间内各区间时间点,计算各区间时间点与左相邻区间时间点的电流数据之间的差值绝对值,计算各区间时间点与右相邻区间时间点的电流数据之间的差值绝对值,计算两个差值绝对值的均值;

    16、计算各区间时间点的二波近峰谷权重与所述均值的乘积,将各时间点质检区间内所有的区间时间点的所述乘积的和值作为各时间点的一次侧幅值致饱指数。

    17、优选的,所述根据各时间点的局部检测时间窗内的峰谷趋势变化情况获取各时间点的局部峰谷绝对差分序列,包括:

    18、采用自动多尺度峰值查找算法获取各时间点的局部检测时间窗的波峰、波谷;

    19、按照时间升序将各时间点的局部检测时间窗内所有的波峰、所有的波谷分别组成局部波峰序列、局部波谷序列;采用趋势性检测算法获取局部波峰序列、局部波谷序列的p值;

    20、按照时间升序将各时间的局部检测时间窗内所有波峰和波谷共同组成局部峰谷序列;对局部峰谷序列采用一阶差分并取绝对值,得到局部峰谷绝对差分序列。

    21、优选的,所述根据各时间点的局部峰谷绝对差分序列内各元素的数值大小以及一次侧幅值致饱指数构建各时间点的分量致饱指数,包括:

    22、对于各时间点的局部峰谷绝对差分序列内各元素,计算各元素的局部波峰序列、局部波谷序列的p值的和值,记为第一和值;计算各元素的数值与预设协调因子的和值,记为第二和值;计算第一和值与第二和值的比值;

    23、计算各元素所在时间点的一次侧幅值致饱指数与所述比值的乘积,计算各时间点的局部峰谷绝对差分序列内所有元素的所述乘积的和值,记为第三和值;将第三和值与各时间点的局部峰谷绝对差分序列的标准差的乘积结果作为各时间点的分量致饱指数。

    24、优选的,所述根据各时间点的局部检测时间窗内的电流数据突变情况获取各时间点的二次侧电流畸变序列,包括:

    25、采用突变点检测算法获取各时间点的局部检测时间窗内发生突变的时间点,记为二次侧电流畸变点;将各时间点在局部检测时间窗内所有的二次侧电流畸变点按照时间顺序组成各时间点的二次侧电流畸变序列。

    26、优选的,所述结合各时间点的二次侧电流畸变序列内各元素的数值、分量致饱指数以及电流数据差异构建各时间点的铁芯磁生成致饱指数,包括:

    27、对于各时间点的二次侧电流畸变序列内各元素,计算各元素与左相邻元素的数值之间的差值,计算各元素的分量致饱指数与所述差值的乘积;

    28、计算各元素与左相邻元素对应电流数据的绝对值的和值,计算所述和值与预设协调因子的和值结果;

    29、计算所述乘积与所述和值结果的比值,将各时间点的二次侧电流畸变序列内所有元素的所述比值的和值作为各时间点的铁芯磁生成致饱指数。

    30、优选的,所述根据各时间点的一次侧幅值致饱指数、分量致饱指数以及铁芯磁生成致饱指数构建各时间点的小波尺度,包括:

    31、计算各时间点的一次侧幅值致饱指数、分量致饱指数以及铁芯磁生成致饱指数的和值的倒数;计算所述倒数与1的和值的四舍五入的取整值;将所述取整值与预设扩张因子的乘积作为各时间点的小波尺度。

    32、优选的,所述根据二次侧电流数据以及各时间点的小波尺度优化小波变换算法,实现对电流互感器饱和状态的检测,包括:

    33、将电流互感器的二次侧电流数据作为小波变换算法的输入,将各时间点的小波尺度作为小波变换算法的小波尺度,将morlet小波作为小波变换算法的小波基函数,小波变换算法的输出为电流互感器达到饱和状态时的饱和点。

    34、本发明至少具有如下有益效果:

    35、本发明通过分析电流互感器的二次侧电流波形受到一次侧电流幅值影响的特征,将各时间点质检区间内各区间时间点的近峰谷分布距离构建二波近峰谷权重,从而挖掘质检区间内部各区间数据点识别波峰、波谷变化的敏感性;同时结合相邻区间时间点的电流数据差异以及敏感的细节变化构建一次侧幅值致饱指数,深度分析由于一次侧电流幅值较大导致二次侧电流发生畸变而导致的斜率变大、峰谷形状越尖锐的情况,准确反映电流互感器受到一次侧电流幅值较大导致其达到饱和状态的可能性,便于及时发现由于一次侧通入电流过大导致的饱和情况,提高检测的敏感性;

    36、进而,本发明分析在电流互感器一次侧电流幅值过大、采取非周期分量避免抵消电流突变时的特征,通过将峰谷之间差异的稳定情况、数值大小以及局部波峰波谷序列的上升下降趋势情况构建分量致饱指数,用于准确反映电流互感器受到非周期分量产生的二次侧电流的影响规律,从而表征其达到饱和状态的可能性;在电流互感器的运行过程中,通过分析铁芯磁性的变化对电流互感器饱和的影响,对各时间点的局部检测时间窗内的相邻突变点之间的数值、距离差异进行分析,同时结合突变点的分量致饱指数,构建铁芯磁生成致饱指数,挖掘二次侧电流发生变化的时间规律性,用于表征铁芯磁性的影响程度大小,反映电流互感器收到铁芯磁性的变化导致其达到饱和状态的可能性;结合一次侧幅值致饱指数、分量致饱指数与铁芯磁生成致饱指数计算小波变换算法中各时间点的小波尺度,能够反映电流互感器二次侧电流是否达到饱和状态的特征,据此所得小波尺度能够清晰的捕捉二次侧电流波形的奇异点,即更准确的检测电流互感器的饱和点,可以准确发出电流互感器饱和报警,解决了传统小波变换算法难以检测电流互感器是否达到饱和状态的问题。


    技术特征:

    1.一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述设置各时间点的质检区间,包括:

    3.如权利要求2所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述根据各时间点质检区间内的波峰波谷获取各时间点质检区间内各区间时间点的二波近峰谷权重,包括:

    4.如权利要求3所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述根据各时间点质检区间内各区间时间点的电流数据差异以及二波近峰谷权重获取各时间点的一次侧幅值致饱指数,包括:

    5.如权利要求1所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述根据各时间点的局部检测时间窗内的峰谷趋势变化情况获取各时间点的局部峰谷绝对差分序列,包括:

    6.如权利要求5所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述根据各时间点的局部峰谷绝对差分序列内各元素的数值大小以及一次侧幅值致饱指数构建各时间点的分量致饱指数,包括:

    7.如权利要求1所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述根据各时间点的局部检测时间窗内的电流数据突变情况获取各时间点的二次侧电流畸变序列,包括:

    8.如权利要求7所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述结合各时间点的二次侧电流畸变序列内各元素的数值、分量致饱指数以及电流数据差异构建各时间点的铁芯磁生成致饱指数,包括:

    9.如权利要求1所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述根据各时间点的一次侧幅值致饱指数、分量致饱指数以及铁芯磁生成致饱指数构建各时间点的小波尺度,包括:

    10.如权利要求1所述的一种高效散热低压电流互感器检测方法,其特征在于,所述根据二次侧电流数据以及各时间点的小波尺度优化小波变换算法,实现对电流互感器饱和状态的检测,包括:


    技术总结
    本发明涉及传感器检测技术领域,具体涉及一种高效散热低压电流互感器检测方法,该方法包括:采集电流互感器的二次侧电流数据;根据二次侧电流数据中各时间点质检区间内各区间时间点与近邻峰谷之间的距离差异获取各时间点的一次侧幅值致饱指数;根据各时间点的局部检测时间窗内的峰谷趋势变化情况以及电流数据突变情况构建各时间点的铁芯磁生成致饱指数;根据各时间点的一次侧幅值致饱指数、分量致饱指数以及铁芯磁生成致饱指数构建各时间点的小波尺度,优化小波变换算法,实现对电流互感器饱和状态的检测。本发明旨在解决传统小波变换算法难以检测电流互感器是否达到饱和状态的问题,提高检测电流互感器饱和点的准确性。

    技术研发人员:戴建尧,支浩博,杨恩策,孙丽敏
    受保护的技术使用者:浙江厚能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-86988.html

    最新回复(0)