本申請(qǐng)涉及計(jì)量用電壓互感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于對(duì)地電容電流的CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

CVT(Capacitor Voltage Transformer，電容式電壓互感器)是一種電壓轉(zhuǎn)換裝置，用于跨接在高壓與零線之間，將高電壓轉(zhuǎn)換成各類儀表的工作電壓。CVT的主要功能包括：為測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電，計(jì)量結(jié)算，在線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器，或者兼做耦合電容器用于高頻載波通信。其中，計(jì)量結(jié)算作為CVT的一項(xiàng)重要用途，用于計(jì)量線路的電能、電壓或功率。

在CVT計(jì)量結(jié)算過(guò)程中，不可避免的出現(xiàn)計(jì)量誤差，為了確保CVT的計(jì)量誤差在允許范圍內(nèi)，JJG1021-2007檢定規(guī)程要求，現(xiàn)場(chǎng)安裝CVT后，必須對(duì)其進(jìn)行計(jì)量誤差首次檢定，CVT的計(jì)量誤差在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)方可投入運(yùn)行。同時(shí)，該規(guī)程還規(guī)定，CVT的檢定周期不得超過(guò)4年，以確保CVT在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中的計(jì)量準(zhǔn)確性。

現(xiàn)有技術(shù)中，CVT檢定周期較長(zhǎng)(一般3-4年)，并且，隨著CVT使用年限的延長(zhǎng)，CVT易發(fā)生損壞或老化。在沒(méi)有對(duì)CVT進(jìn)行檢定的情況下，工作人員一般較難發(fā)現(xiàn)CVT計(jì)量誤差異常。若繼續(xù)使用損壞或老化的CVT，將影響計(jì)量結(jié)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響貿(mào)易結(jié)算中的公平性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝嘶趯?duì)地電容電流的CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估方法及系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)的CVT檢定方法不能實(shí)時(shí)檢定CVT計(jì)量誤差狀態(tài)，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)CVT計(jì)量誤差異常，從而影響計(jì)量準(zhǔn)確性與公平性的問(wèn)題。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于對(duì)地電容電流的CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估方法，該方法包括：

實(shí)時(shí)采集待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流，記作L(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))；

根據(jù)所述L(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))，計(jì)算所述三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量，記作L(i_DA，i_DB，i_DC)；

判斷在預(yù)設(shè)時(shí)間t內(nèi)，i_DA、i_DB與i_DC是否超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D；

若i_DA、i_DB與i_DC均未超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D，則判定CVT計(jì)量誤差正常；

若i_DA、i_DB或i_DC超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D，則分別計(jì)算i_DA、i_DB、i_DC與i_D的差值，將計(jì)算所得差值分別記作Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC；

判斷Δi_DA、Δi_DB、Δi_DC是否相等；

若Δi_DA、Δi_DB、Δi_DC相等，則判定CVT計(jì)量誤差正常；

若Δi_DA、Δi_DB、Δi_DC不相等，則判定CVT計(jì)量誤差異常。

優(yōu)選地，計(jì)算所述三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量的方法包括，采用快速傅里葉變換算法，計(jì)算三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量。

優(yōu)選地，根據(jù)CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)，繪制CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)隨時(shí)間變化的圖像。

第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種基于對(duì)地電容電流的CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估系統(tǒng)，所述裝置包括依次連接的對(duì)地電容電流采集模塊、工頻分量計(jì)算模塊第一判斷模塊、差值計(jì)算模塊及第二判斷模塊；

所述對(duì)地電容電流采集模塊用于實(shí)時(shí)采集待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流L(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))；

所述工頻分量計(jì)算模塊用于計(jì)算待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)；

所述第一判斷模塊用于判斷在預(yù)設(shè)時(shí)間t內(nèi)i_DA、i_DB與i_DC是否超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D；

所述差值計(jì)算模塊用于計(jì)算i_DA、i_DB、i_DC與i_D的差值計(jì)算所得差值分別記作Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC；

所述第二判斷模塊用于判斷Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC是否相等；

所述系統(tǒng)還包括誤差狀態(tài)輸出模塊，所述誤差狀態(tài)輸出模塊用于輸出CVT計(jì)量誤差異?；駽VT計(jì)量誤差正常。

優(yōu)選地，所述工頻分量計(jì)算模塊包括快速傅里葉變換算法子模塊，所述快速傅里葉變換算法子模塊采用快速傅里葉變換算法，計(jì)算待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括與工頻分量計(jì)算模塊連接的圖像繪制模塊，圖像繪制模塊用于根據(jù)CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)，繪制CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)隨時(shí)間變化的圖像。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為CVT結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)基于對(duì)地電容電流的CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖3為本申請(qǐng)基于對(duì)地電容電流的CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖1-3中的符號(hào)表示為：1-對(duì)地電容電流采集模塊，2-工頻分量計(jì)算模塊，21-快速傅里葉變換算法子模塊，3-第一判斷模塊，4-第二判斷模塊，5-差值計(jì)算模塊，6-誤差狀態(tài)輸出模塊，7-圖像繪制模塊。

具體實(shí)施方式

圖1為CVT結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，CVT包括電容分壓?jiǎn)卧c電磁單元，電容分壓?jiǎn)卧ù?lián)的高壓電容CH與中壓電容CM；電磁單元包括中間變壓器T、補(bǔ)償電抗器L、限壓裝置F及阻尼器D等。當(dāng)CVT接通電源后，CVT的輸電線與大地之間產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，輸電線通過(guò)大氣向大地放電，此時(shí)輸電線上的放電電流即為對(duì)地電容電流。

對(duì)地電容電流的小大僅與電容分壓?jiǎn)卧碾娙葜涤嘘P(guān)，因此，可通過(guò)對(duì)地電容電流的測(cè)量值評(píng)估CVT計(jì)量誤差的狀態(tài)。同時(shí)，在線監(jiān)測(cè)對(duì)地電容電流不會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此，可在線、實(shí)時(shí)測(cè)量對(duì)地電容電流，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)CVT計(jì)量誤差的狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

圖2為本申請(qǐng)基于對(duì)地電容電流的CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖，如圖2所示，該方法包括如下步驟：

S101，實(shí)時(shí)采集待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流，記作L(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))。

當(dāng)然，一個(gè)電力系統(tǒng)包括多個(gè)CVT，為了對(duì)多個(gè)CVT進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)，將采集每個(gè)CVT所在線路的三相CVT對(duì)地電容電流，記作L_n(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))，其中，n＝1，2，3……。以下將以一個(gè)CVT的監(jiān)測(cè)過(guò)程為例。

S102，根據(jù)L(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))，計(jì)算待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量，記作L(i_DA，i_DB，i_DC)。

為了降低諧波對(duì)CVT對(duì)地電容電流大小造成的波動(dòng)與干擾，本申請(qǐng)中，將根據(jù)采集的待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流L(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))，計(jì)算對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)。其中，在我國(guó)交流電參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，工頻是指50Hz的頻率，因此，工頻分量是指在交流電的電流(電壓)中含有50Hz成分的大小。

對(duì)地電容電流的工頻分量的計(jì)算方法有多種，例如最小二乘法等，其均屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。本申請(qǐng)中，采用快速傅里葉變換算法計(jì)算待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量。

為了便于查看CVT對(duì)地電容電流的變化趨勢(shì)，本申請(qǐng)CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估方法還包括S110，繪制CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)隨時(shí)間變化的圖像，該圖像以時(shí)間為橫軸，以CVT對(duì)地電容電流的電流工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)為縱軸。通過(guò)該圖像，可獲取CVT任意時(shí)刻的對(duì)地電容電流的大小，以及對(duì)地電容電流的變化趨勢(shì)與持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。

S103，判斷在預(yù)設(shè)時(shí)間t內(nèi)，i_DA、i_DB與i_DC是否超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D，其中電流閾值i_D為對(duì)地電容電流允許的最大波動(dòng)范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況，預(yù)設(shè)電流閾值i_D的大小，在此不對(duì)其具體數(shù)值進(jìn)行限定。

在CVT實(shí)際運(yùn)行過(guò)中，由于系統(tǒng)或外界干擾造成i_DA、i_DB或i_DC發(fā)生波動(dòng)，甚至造成i_DA、i_DB或i_DC在瞬間或短時(shí)間內(nèi)超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D。在干擾消除后，i_DA、i_DB或i_DC將回歸正常運(yùn)行的電流范圍內(nèi)。因此，為了避免因地電容電流短時(shí)超出i_D而錯(cuò)誤判斷CVT計(jì)量誤差異常的發(fā)生，本申請(qǐng)中，判斷i_DA、i_DB與i_DC是否在預(yù)設(shè)時(shí)間t內(nèi)持續(xù)超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D。在實(shí)際評(píng)估過(guò)程中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置預(yù)設(shè)時(shí)間t,例如30s、45s或60s等。

若在預(yù)設(shè)時(shí)間t內(nèi)，i_DA、i_DB與i_DC均未超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D，則判定CVT計(jì)量誤差正常狀態(tài)。

若在預(yù)設(shè)時(shí)間t內(nèi)，i_DA、i_DB或i_DC長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D，則需對(duì)i_DA、i_DB與i_DC進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算，以排除因系統(tǒng)波動(dòng)引起對(duì)地電容電流整體上升或下降的現(xiàn)象。

S104，分別計(jì)算i_DA、i_DB、i_DC與i_D的差值，計(jì)算所得差值分別記作Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC。

S105，判斷Δi_DA、Δi_DB、Δi_DC是否相等，若Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC相等，則判定CVT計(jì)量誤差正常狀態(tài)。其具體包括，若Δi_DA、Δi_DB、Δi_DC相等或近似，說(shuō)明三相對(duì)地電容電流i_DA、i_DB、i_DC出現(xiàn)了同等程度的增大或減少，此時(shí)，可認(rèn)為引起三相對(duì)地電容電流i_DA、i_DB、i_DC變化的原因?yàn)橄到y(tǒng)波動(dòng)或外界干擾，而非CVT造成，因此，判定CVT計(jì)量誤差正常。

若Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC不相等，則判定CVT計(jì)量誤差異常。

若Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC不相等，說(shuō)明三相對(duì)地電容電流i_DA、i_DB、i_DC發(fā)生不同程度的變化，且電流變化是持續(xù)的。此時(shí)，可判定造成三相對(duì)地電容電流i_DA、i_DB或i_DC變化的原因?yàn)镃VT，因此，判定CVT計(jì)量誤差異常。

本申請(qǐng)中，實(shí)時(shí)監(jiān)控待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流，可及時(shí)的發(fā)現(xiàn)CVT計(jì)量誤差異常，一旦判定CVT計(jì)量誤差異常，工作人員將停止CVT的計(jì)量工作，對(duì)其進(jìn)行全面檢查，以減少因計(jì)量誤差異常造成的損失。

圖3為本申請(qǐng)基于對(duì)地電容電流的CVT計(jì)量誤差異常評(píng)估系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，該系統(tǒng)包括依次連接的對(duì)地電容電流采集模塊1、工頻分量計(jì)算模塊2、第一判斷模塊3、差值計(jì)算模塊5及第二判斷模塊4。為了顯示評(píng)估結(jié)果，本系統(tǒng)還包括誤差狀態(tài)輸出模塊6。

對(duì)地電容電流采集模塊1連接工頻分量計(jì)算模塊2的輸入端，對(duì)地電容電流采集模塊實(shí)時(shí)采集待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流L(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))，并將采集的對(duì)地電容電流L(i_A(t)，i_B(t)，i_C(t))傳送至工頻分量計(jì)算模塊。

工頻分量計(jì)算模塊2的輸出端連接第一判斷模塊3的輸入端，工頻分量計(jì)算模塊計(jì)算待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)，并將計(jì)算的對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)傳送至第一判斷模塊3。本實(shí)施例中，工頻分量計(jì)算模塊2包括快速傅里葉變換算法子模塊21，所述快速傅里葉變換算法子模塊21用于利用快速傅里葉變換算法，計(jì)算待測(cè)線路中的三相CVT對(duì)地電容電流的工頻分量。

第一判斷模塊3的第一輸出端連接差值計(jì)算模塊5的輸入端，第一判斷模塊3的第二輸出端連接誤差狀態(tài)輸出模塊6。第一判斷模塊3判斷在預(yù)設(shè)時(shí)間t內(nèi)，i_DA、i_DB與i_DC是否超過(guò)預(yù)設(shè)的電流閾值i_D，并將判斷結(jié)果傳送至誤差狀態(tài)輸出模塊6，或?qū)?duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)傳送至差值計(jì)算模塊5。

差值計(jì)算模塊5的輸處端連接第二判斷模塊4的輸入端，差值計(jì)算模塊5計(jì)算i_DA、i_DB、i_DC與i_D的差值，計(jì)算所得差值分別記作Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC，并將計(jì)算的Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC傳送至第二判斷模塊4。

第二判斷模塊4的輸出端連接誤差狀態(tài)輸出模塊6，第二判斷模塊4根據(jù)差值計(jì)算模塊傳送的Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC，判斷Δi_DA、Δi_DB與Δi_DC是否相等，并將判斷結(jié)果傳送至誤差狀態(tài)輸出模塊6。

誤差狀態(tài)輸出模塊6根據(jù)第一判斷模塊3與第二判斷模塊4傳送的判斷結(jié)果，相應(yīng)輸出CVT計(jì)量誤差異?；駽VT計(jì)量誤差正常。

為了便于查看對(duì)地電容電流的變化趨勢(shì)，該系統(tǒng)還包括圖像繪制模塊7，圖像繪制模塊7與工頻分量計(jì)算模塊2連接，圖像繪制模塊7用于根據(jù)CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)，繪制CVT對(duì)地電容電流的工頻分量L(i_DA，i_DB，i_DC)隨時(shí)間變化的圖像。