摘要：本文针对柔性直流输电工程中电子式互感器交直流同步测量检测难的问题，以柔性直流电子式电流互感器为例，提出了基于交直流同步处理技术的电子式互感器交直流一体化测试方法，并对应用该方法所开发的电子式互感器测试仪进行了交直流叠加试验。试验结果表明，交直流一体化测试方法可以解决柔性直流电子式互感器交直流同步测量的检测问题，检测结果满足试验标准要求，为交直流电子式互感器的现场试验提供了一种简单便捷的解决方案。
关键词：电子式互感器；交直流一体化测试；同步测量；信号处理
一 交直流一体化测试方法
1 测试系统方案
电子式互感器交直流一体化测试装置以标准源模拟量与数字量同步采集为基础，采用18bit高精度A/D实现标准源的信号采集，利用高速串行光纤实现串行数据采集兼容10Kibit、50Kibit的采样数据。标准源信号调理和采集模块可以兼顾直流分量及工频分量的高精度传变，并能滤除掉所有带宽外谐波及噪声，实现交直流标准源信号的一体化获取，结构原理如图1所示。从图1可知道，标准源侧和试品侧的采集在同步模块提供的统一时序下进行，以避免采样不同步造成的时间和相位误差。
图1 交直流电子式互感器测试仪结构原理
2 交直流同步处理技术
标准源信号经过高精度A/D转换后形成离散化的数字量，被测互感器信号也为离散采样值，为了实现交直流一体化测试，采取交直流提取算法独立并行处理技术，从离散采样值中高精度提取出测试所需的交直流分量。
（1）交流分量的提取
由于信号中一般含有高次谐波，势必会对测量的精度产生很大的影响，因此在前面加一个带通滤波器。最后为消除测频结果的微小抖动，再通过一级IIR低通滤波器。测频后进行加Hanning窗处理，Hanning窗是3个sinc（t）型函数之和，主瓣加宽并降低，旁瓣则显著减小，从减小泄漏观点看要优于矩形窗，可消去高频干扰和漏能，适用于非周期性的连续信号，处理方法为
式中：M为时间窗内的样本总数；X′、X″分别为基波相量的实部和虚部，基于实部和虚部值计算出基波的幅值和相位，进而计算被测互感器幅值误差和相位误差。
（2）直流分量的提取
直流分量一般取200ms时间窗数据，采取广义多项式拟合法来计算直流分量幅值，消除掉谐波信号及噪声等影响。广义多项式拟合法使数据拟合为由下列等式表示的多项式函数
式中：g为最佳多项式拟合的输出序列；x为输入序列；a为多项式系数；m为多项式阶数。选择最小二乘法，依据下列等式最小化残差，查找多项式模型的多项式系数，以最佳拟合观测点（A，B）：
式中：K为B的长度；wi为权重的第i个元素；gi为最佳多项式拟合的第i个元素；bi为B的第i个元素。
二 一体化测试方法试验验证
选取1支额定电流为2000A的柔性直流换流站桥臂，用分流器原理的电子式电流互感器进行交直流一体化测试，试品采样率为50kHz，输出为自定义短帧协议。试验时在互感器一次侧施加直流分量并叠加含量约7%的3次谐波分量，测试界面如图3所示。
图3 柔性直流电子式电流互感器交直流一体化测试
交直流一体化测试采用绝对延时法，被试互感器已在西安高压电器研究院（以下简称“西高院”）进行过直流与频率响应校准试验，基波交流响应时间为0.1ms，测试结果与校准结果的比较见表1。其中，西高院校准值为室温20℃时的校准结果，相差为150Hz的校准值，直流校准值为直流100%额定电流的校准值。
论文作者:王永钢,
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签：互感器论文; 交直流论文; 多项式论文; 测试论文; 分量论文; 电子论文; 信号论文; 《基层建设》2018年第29期论文;