一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法及系统技术方案

本发明专利技术本发明专利技术提供一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法及系统,包括以下步骤：1)同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据；2)采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理；3)采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量；4)根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；5)根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。本发明专利技术在数据处理方面大大降低了突发干扰的影响，校验的准确性高,不存在延时现象,可以解决现有技术中校验的效果差、准确性低的技术问题。

Electronic mutual inductor checking method and system using improved digital filtering algorithm

The present invention provides an improved digital filtering algorithm of the electronic transformer calibration system and method, which comprises the following steps: 1) synchronous sampling data acquisition to be measured electronic transformer and analog to digital system; 2) using the improved digital filtering algorithm for digital filter processing to the sampled data; 3) using zero crossing detection method were used to extract the fundamental frequency component of the sampling data; 4) according to the phase difference method were obtained by the sampling frequency, phase and amplitude data; 5) according to the frequency, the phase and the amplitude calculation test of electronic transformer phase error and current error the voltage error and a type of uncertainty. The invention greatly reduces the influence of burst interference in data processing, has high accuracy of verification, and has no delay phenomenon, and solves the technical problems of poor verification and low accuracy in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法及系统
本专利技术属于电工仪器仪表电能校准领域，尤其是一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法及系统。
技术介绍
电子式互感器由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成，用以传输正比于被测量的量,供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。电子式互感器主要应用于电力系统的电参量测量及各类输入或输出变频电量的电器设备的检测试验和能效评测，是智能电网中数字化、智能化的关键设备之一。目前由于电子式互感器的可靠性和稳定性还有待完善，导致电子式互感器运行时故障率偏高,已经成为其在电力系统中应用的瓶颈。在国家标准GB/T20840.7-2007《电子式电压互感器》和GB/T20840.8-2007《电子式电流互感器》中规定，数字化变电站应用的电子式互感器是一种模拟量输入数字量输出的非传统互感器。但与传统互感器相同的是,电子式互感器也担负着电网的精确计量，以及故障监测等重要责任。因此对电子式互感器的校验，准确检定其误差范围，具有十分重要的意义。目前，电子式互感器的准确度校验主要以传统方法为基础，即以含铁芯的传统标准互感器作为标准源，通过对铁芯绕组抽头引线的方式实现对不同规格额定一次电压电流的测量，并通过电子式互感器校验仪内部的模数转换模块，将模拟信号转换为数字信号，再将其与被测电子式互感器输出的数字信号对比，最后采用差值法分析得出误差及相差数据。以上采用铁芯式标准互感器的校验方式存在铁磁谐振及铁磁饱和缺陷、增容困难、二次接线繁琐以及二次开路高压危险等问题，导致其对电子式互感器校验的效果差、准确性低。同时,传统校验方法主要基于差值法原理，即将标准互感器与被校电子式互感器的模拟输出做差，再对差值信号进行处理得到比差和角差。与标准互感器模拟输出相比，电子式互感器的数字输出是离散序列，因此，若将数字信号转换成模拟信号再用差值法将很难满足准确度要求。另外，由于数字输出电子式互感器的二次装置和一次侧存在延时现象，因此,直接将两路信号直接做差会引起较大偏差，进一步降低了校验的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法及系统，以解决现有技术中校验的效果差、准确性低的技术问题。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法，其特征在于：包括以下步骤：⑴同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据；⑵采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理,并输出所述数字滤波处理数据；⑶采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量；⑷根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；⑸根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。而且，所述步骤⑵中改进数字滤波算法，步骤为：①建立一个容纳N个数据的队列；②将所述采样数据输入所述队列,并判断所述队列是否已满；③若所述队列未满,则将所述采样数据输出,并重复判断所述队列是否已满的步骤；④若所述队列已满,则去除所述队列中的最大值和最小值,并求取剩余(N-2)个数据的算术平均值,将所述算术平均值输出,并重复判断所述队列是否已满的步骤。而且，所述步骤⑵改进数字滤波算法中④若所述队列已满，步骤包括：a对所述采样数据按照冒泡排序法排序；b存储所述队列中最大值和最小值。而且，所述步骤a的具体方法为：对于一个存有N个数据的数组，从第一个数开始从头到尾两两比较，当前一个数比后一个数大时，则交换它们的位置，直到最大的一个数被排在了数组的后尾；然后最后一个数固定，不再需要比较，只需要按照上述方法重复比较前面的N-1个数，直到排出顺序。一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验系统，其特征在于：包括：采样数据获取模块,所述采样数据获取模块用于同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据；数字滤波处理模块,所述数字滤波处理模块用于采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理；基频分量提取模块,所述基频分量提取模块用于采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量；频率、相位和幅值获取模块,所述频率、相位和幅值获取模块用于根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度计算模块,所述相位误差、电流误差、电压误差和类不确定度计算模块用于根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。而且，所述数字滤波处理模块包括依次顺序连接的队列建立子模块、队列输入子模块、采样数据输出子模块以及算术平均值输出子模块：队列建立子模块,所述队列建立子模块用于建立一个容纳N个数据的队列；队列输入子模块,所述队列输入子模块用于将所述采样数据输入所述队列,并判断所述队列是否已满；采样数据输出子模块,所述采样数据输出子模块用于当所述队列未满时,将所述采样数据输出,并重复判断所述队列是否已满的步骤；算术平均值输出子模块,所述算术平均值输出子模块用于当所述队列已满时,去除所述队列中的最大值和最小值,并求取剩余N-2个数据的算术平均值,将所述算术平均值输出,并重复判断所述队列是否已满的步骤。而且，所述数字滤波处理模块包括相互连接的采样数据排序子模块和存储子模块，所述采样数据排序模块用于对所述采样数据按照冒泡排序法排序；所述存储子模块用于存储所述队列中最大值和最小值。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术提供一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法，所述电子式互感器校验方法包括同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据；采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理；采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量；根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。2、本专利技术基于绝对测量法，首先同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据，即在同一时刻，分别获取模拟量转数字量系统和待测电了式互感器的数字输出信号，并对所述数字输出信号直接进行频率、幅值和相位的比对。不同于差值法,本方法直接对模拟信号进行数字化采样，无需将数字信号转换成模拟信号再进行比对，而且对采样数据进行数字滤波处理，大大降低了突发干扰的影响，校验的准确性高，实时性强，不存在延时现象。因此，本专利技术可以解决现有技术中校验的效果差、准确性低的技术问题。附图说明图1是本专利技术实施例中校验方法的流程图；图2是本专利技术实施例中提供的步骤S02的流程图；图3是本专利技术实施例中提供的步骤S204的流程图；图4是本专利技术实施例中校验系统的结构示意图；图5是本专利技术实施例中提供的数字滤波处理模块的结构示意图；图6是本专利技术实施例中提供的算术平均值输出子模块的结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。一种采用改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法，其特征在于：包括以下步骤：⑴同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据；⑵采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理,并输出所述数字滤波处理数据；⑶采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量；⑷根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；⑸根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。

【技术特征摘要】
1.一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法，其特征在于：包括以下步骤：⑴同步获取待测电子式互感器和模拟量转数字量系统的采样数据；⑵采用改进数字滤波算法对所述采样数据进行数字滤波处理,并输出所述数字滤波处理数据；⑶采用过零点检测法分别提取所述采样数据的基频分量；⑷根据相位差法分别获取所述采样数据的频率、相位和幅值；⑸根据所述频率、所述相位和所述幅值计算待测电子式互感器的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度。2.根据权利要求1所述的采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法，其特征在于：所述步骤⑵中改进数字滤波算法，步骤为：①建立一个容纳N个数据的队列；②将所述采样数据输入所述队列,并判断所述队列是否已满；③若所述队列未满,则将所述采样数据输出,并重复判断所述队列是否已满的步骤；④若所述队列已满,则去除所述队列中的最大值和最小值,并求取剩余(N-2)个数据的算术平均值,将所述算术平均值输出,并重复判断所述队列是否已满的步骤。3.根据权利要求2所述的采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法，其特征在于：所述步骤⑵改进数字滤波算法中④若所述队列已满，步骤包括：a对所述采样数据按照冒泡排序法排序；b存储所述队列中最大值和最小值。4.根据权利要求3所述的采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验方法，其特征在于：所述步骤a的具体方法为：对于一个存有N个数据的数组，从第一个数开始从头到尾两两比较，当前一个数比后一个数大时，则交换它们的位置，直到最大的一个数被排在了数组的后尾；然后最后一个数固定，不再需要比较，只需要按照上述方法重复比较前面的N-1个数，直到排出顺序。5.一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器校验系统，其特征在于：包括：采样数据获取模块,所述采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓辉，陈彬，葛磊蛟，顾强，刘伟东，刘小琛，刘一平，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：天津,12