一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法，包括：获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn，其中，n不小于1；获取空心罗氏线圈电流互感器输出的二次侧信号，对二次侧信号进行频谱分析，得到二次侧信号中n次谐波的电流幅值Isn和电流相位αsn；根据Isn'＝Isn/(en％+1)以及αsn'＝αsn‑εn，得到补偿后n次谐波的电流幅值Isn'、以及补偿后的电流相位αsn'。利用空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn对不同二次侧信号进行谐波补偿，补偿精确度高，通用性强，大幅提升了空心罗氏线圈电流互感器在用于高精度电能计量时的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气
，特别是涉及一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法。
技术介绍
随着中国智能电网的发展，对变电站的智能化和数字化要求越来越高，规模不断加大。智能变电站技术应用，带来常规测量方式向数字式测量方式改变，理论上数字式测量方式能提高测量系统的准确性和可靠性，是智能变电站测量技术发展方向。电子式互感器是数字化变电站区别与常规变电站的重要标志，它的应用是智能变电站技术体系中重要的一个环节，是全站可靠运行的基础。电子式互感器的应用取得了一系列进展，特别是空心罗氏线圈电流互感器，由于其线性传递特性、电流可实时测量、响应速度快、不会饱和及几乎没有相位误差的特点，故其可应用于继电保护、可控硅整流、变频调速和电阻焊等信号严重畸变的场合，以及电炉、短路测试和雷电信号采集等大电流的场合。但是，在现场运行过程中，随着非线性负载大量应用，电力信号中谐波大量出现，使得空心罗氏线圈电流互感器在这些非正弦信号情况下存在传变误差，严重影响其在电能计量方面的应用和推广。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法，以解决现有技术中的空心罗氏线圈在谐波情况下电能计量误差问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：本专利技术实施例提供的一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法，包括：获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn，其中，所述n不小于1；获取所述空心罗氏线圈电流互感器输出的二次侧信号，对所述二次侧信号进行频谱分析，得到所述二次侧信号中n次谐波的电流幅值Isn和电流相位αsn；根据Isn'＝Isn/(en％+1)，以及αsn'＝αsn-εn，得到补偿后n次谐波的电流幅值Isn'、以及补偿后的电流相位αsn'。优选的，所述方法还包括：根据Psn＝UnIsn'cos(βn-αsn')，得到所述补偿后n次谐波的有功功率Psn；其中，Un为所述二次侧信号中n次谐波的电压幅值，βn为所述二次侧信号中n次谐波的电压相角βn。优选的，获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn，包括：将已知n次谐波信号输入所述空心罗氏线圈电流互感器，其中，所述n次谐波信号的电流幅值为Ian，电流相位为αan；获取所述空心罗氏线圈电流互感器输出信号的电流幅值Ibn，电流相位αbn；根据en％＝(kIbn-Ian)/Ian·100％，得到所述比差en％；根据εn＝αbn-αan，得到所述角差εn。优选的，对所述二次侧信号进行频谱分析，包括：对所述二次侧信号以10周波时间长度为单位进行截断；计算所述截断后的信号相邻周波间信号的绝对最大值的比值；判断所述比值是否大于预设阈值；如果所述比值大于所述预设阈值，则将所述截断后的信号采用滑动窗Esprit算法进行频谱分析；如果所述比值小于所述预设阈值，则将所述截断后的信号采用加汉宁窗插值FFT算法进行频谱分析。优选的，所述滑动窗Esprit算法的滑动窗口大小为所述截断后的信号的2个周波时间长度。优选的，所述加窗插值FFT算法为加汉宁窗插值FFT算法。由以上技术方案可见，本专利技术实施例提供的空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法通过获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差和角差，获取空心罗氏线圈电流互感器输出的二次侧信号的n次谐波的电流幅值和电流相角，然后利用获取到的比差和角差，分别对n次谐波的电流幅值和电流相角进行幅值校正和相位校正，从而实现了对空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿，提升了空心罗氏线圈电流互感器在用于高精度电能计量时的准确性和可靠性；由于空心罗氏线圈电流互感器的比差和角差与一次侧信号无关，因此，获取的空心罗氏线圈电流互感器的比差和角差可应用于不同一次侧信号对应的二次侧信号的谐波特性补偿，通用性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本专利技术实施例提供的一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法的流程示意图；图2为图1中获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn的方法的流程示意图；图3为图1中对空心罗氏线圈电流互感器的二次侧信号进行频谱分析的方法的流程示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。参见图1，为本专利技术实施例提供的一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法的流程示意图，具体包括如下步骤：S101：获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn，其中，n不小于1。空心罗氏线圈电流互感器为线性互感器，其不同谐波下的比差和角差为恒定值，可通过对已知n次谐波信号进行频率相应测试得到，如图2所示，为本专利技术实施例提供的获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn的方法的流程示意图，具体包括如下步骤：S1011：将n次谐波信号输入空心罗氏线圈电流互感器，其中，n次谐波信号的电流幅值为Ian，电流相位为αan；具体的，将已知电流幅值为Ian、电流相位为αan的n次谐波信号输入空心罗氏线圈电流互感器。在获得空心罗氏线圈电流互感器输出端信号之后，需重复该步骤，以获得空心罗氏线圈电流互感器在不同谐波下的比差和角差。S1012：获取空心罗氏线圈电流互感器输出信号的电流幅值Ibn和电流相位αbn；S1013：根据en％＝(kIbn-Ian)/Ian·100％，得到n次谐波对应的比差en％；其中，互感器的比差即为比值误差，即互感器的二次侧电流(电压)乘上额定变比与一次侧电流(电压)的差，对一次侧电流(电压)的百分数。式中，k为额定变比。在本专利技术实施例中，空心罗氏线圈电流互感器的一次侧的n次谐波信号和二次侧的n次谐波信号均为电流信号，因此可以得出空心罗氏线圈电流互感器的比差公式为en％＝(kIbn-Ian)/Ian·100％，式中，k为额定变比，然后将一次侧信号的电流幅值Ian以及步骤S1012中获得的二次侧信号的电流幅值Ibn代入上述比差公式中，便可以得出n次谐波的比差en％。S1014：根据εn＝αbn-αan，得到n次谐波对应的角差εn。其中，互感器的角差即为互感器一次侧信号与二次侧信号的相位之差。在本专利技术实施例中，可以得出空心罗氏线圈电流互感器的角差公式为εn＝αbn-αan，然后将一次侧电流相位αan以及步骤S1012中获得的二次侧电流相位αbn代入上述角差公式中，便可以得出n次谐波的角差εn。S102：获取空心罗氏线圈电流互感器输出的二次侧信号，对二次侧信号进行频谱分析，得到二次侧信号中n次谐波的电流幅值Isn和电流相位αsn。具体的，在空心罗氏线圈电流互感器的工作现场，获取空心罗氏线圈电流互感器输出的二次侧信号is，对二次侧信号is进行频谱分析，如图3所示，为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法，其特征在于，包括：获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn，其中，所述n不小于1；获取所述空心罗氏线圈电流互感器输出的二次侧信号，对所述二次侧信号进行频谱分析，得到所述二次侧信号中n次谐波的电流幅值Isn和电流相位αsn；根据Isn'＝Isn/(en％+1)以及αsn'＝αsn‑εn，得到补偿后n次谐波的电流幅值Isn'、以及补偿后的电流相位αsn'。

【技术特征摘要】
1.一种空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法，其特征在于，包括：获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn，其中，所述n不小于1；获取所述空心罗氏线圈电流互感器输出的二次侧信号，对所述二次侧信号进行频谱分析，得到所述二次侧信号中n次谐波的电流幅值Isn和电流相位αsn；根据Isn'＝Isn/(en％+1)以及αsn'＝αsn-εn，得到补偿后n次谐波的电流幅值Isn'、以及补偿后的电流相位αsn'。2.根据权利要求1所述的空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：根据Psn＝UnIsn'cos(βn-αsn')，得到所述补偿后n次谐波的有功功率Psn；其中，Un为所述二次侧信号中n次谐波的电压幅值，βn为所述二次侧信号中n次谐波的电压相角βn。3.根据权利要求1所述的空心罗氏线圈电流互感器的谐波特性补偿方法，其特征在于，获取空心罗氏线圈电流互感器在n次谐波下的比差en％和角差εn，包括：将n次谐波信号输入所述空心罗氏线圈电流互感器，其中，所述n次谐波信号的电流幅值为Ian，电流相位为...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟少磊，朱梦梦，曹敏，杨超，付志红，林聪，于辉，沈鑫，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53