。
[0039] 如圖1所示，本實施例提供的一種用于變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測的電壓電流采樣 方法包括以下步驟：
[0040] S101，獲取由互感器采集的變壓器的電壓或電流信號，對所述電壓或電流信號進 行處理，獲得待采樣波形。
[0041] S102,設(shè)定采樣頻率fs和采樣點數(shù)N，對所述待采樣波形進行采樣，獲得N點時域序 列 x(n)〇
[0042] S103，對所述時域序列X (η)進行時域頻域變換，獲取時域序列X (η)的傅里葉系數(shù) 為：
[0043]
[0044] 對于每個分辨頻率k △ f處幅值譜矢量表達式為ak-jbk，即ak和bk分別對應(yīng)頻譜幅 值的實部和虛部，A f = fs/N，從而獲得對應(yīng)的頻域信號波形。
[0045] S104,根據(jù)所述頻域信號波形的第一幅值最大點設(shè)定目標頻率范圍。目標頻率范 圍可以以第一幅值最大點所對應(yīng)的頻率為中心設(shè)定。
[0046] S105，采用頻率細化算法對所述目標頻率范圍內(nèi)的頻率進行細化處理，獲得第二 幅值最大點，即為最終幅值最大點。
[0047]由采樣定理知，序列x(n)中包含著0~fs/2的頻段信息，所以如果用連續(xù)的傅里葉 變換對頻譜進行計算，把頻譜曲線看成是連續(xù)的，即把式(5)中的k看作區(qū)間（0<k<N/2)內(nèi) 連續(xù)變化的實變量f (〇 < f < fs/2)，則可將式(5)變成：
[0048] V. ▲， ?=<J
[0049] 利用式(6)便可得連續(xù)的頻譜曲線，從而使頻率分辨率不再受采樣點數(shù)N的限制，f 是一個連續(xù)的頻率。在定義域fe[fl，f2]內(nèi)，直接采用式(6)進行計算，然后根據(jù)所需的頻 率分辨率Δ f'來設(shè)定選頻帶內(nèi)的取樣點數(shù)M，頻率分辨率Δ f'滿足Δ f' = (f2_fl )/(M_l)， 獲得目標頻率范圍內(nèi)的連續(xù)頻譜曲線，根據(jù)所述連接頻譜曲線獲得第二幅值最大點。
[0050] 根據(jù)上述方法進行具體算例的計算：
[0051 ] 假設(shè)外)=^os(2?rx49Ji + f)，以采樣頻率fs = ikHz，采樣點數(shù)N=1000對其進行 采樣，計算頻域信號如附圖2，其幅值最大點的頻率為50Hz，幅值大小為0.934，幅值與原始 信號偏差6.6%，產(chǎn)生了較大的偏差，這部分偏差將對短路電抗的計算值產(chǎn)生很大的影響， 可以看到在頻率分辨率為1Hz的情況下，幅值的采樣值已不能反映其真實值。
[0052] 根據(jù)頻率細化方法，對48.8Hz到50.8Hz這一區(qū)間內(nèi)的頻率進行細化處理，取樣點 數(shù)M=21，則細化區(qū)間內(nèi)的頻率分辨率為0.1Hz，計算結(jié)果如附圖3。
[0053]經(jīng)過頻率細化后，幅值最大點為49.8Hz，幅值大小為1.0014，與真實值相差 〇. 14%，頻率值完全吻合，同細化前的結(jié)果相比，其準確度大大提高。同時根據(jù)a(f)、b(f)的 值可計算其相位，其反正切值為1.743,相應(yīng)的弧度為1.0499,與實際值相差0.25%，可見， 對目標頻率范圍進行細化，能較準確得出信號的實際值和相位，對短路電抗的計算準確性 有很大的提升。
【主權(quán)項】
1. 一種用于變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測的電壓電流采樣方法，該方法首先獲取由互感器 采集的變壓器的電壓或電流信號，對所述電壓或電流信號進行處理，獲得待采樣波形，其特 征在于，該方法還包括以下步驟： 1) 設(shè)定采樣頻率fs和采樣點數(shù)N，對所述待采樣波形進行采樣，獲得N點時域序列x(n); 2) 對所述時域序列x(n)進行時域頻域變換，獲得對應(yīng)的頻域信號波形； 3) 根據(jù)所述頻域信號波形的第一幅值最大點設(shè)定目標頻率范圍； 4) 采用頻率細化算法對所述目標頻率范圍內(nèi)的頻率進行細化處理，獲得第二幅值最大 點，即為最終幅值最大點。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測的電壓電流采樣方法，其特征 在于，所述步驟2)中，對時域序列x(n)進行時域頻域變換具體為： 獲取時域序列x(n)的傅里葉系數(shù)為對于每個分辨頻率k △ f處幅值譜矢量表達式為ak-jbk，即ak和bk分別對應(yīng)頻譜幅值的實 部和虛部，Af = fs/N。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測的電壓電流采樣方法，其特征 在于，所述步驟3)中，以第一幅值最大點所對應(yīng)的頻率為中心設(shè)定目標頻率范圍。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測的電壓電流采樣方法，其特征 在于，所述步驟4)中，頻率細化算法具體為： 在目標頻率范圍[fl，f2]內(nèi)，將ak和bk的表達式中的k看作連接變化的實變量f，則獲得：其中，Π 和f2分別為目標頻率范圍的兩個邊界，且fl〈f2,根據(jù)a(f)和b(f)的表達式，取 Μ個取樣點數(shù)，獲得目標頻率范圍內(nèi)的連續(xù)頻譜曲線，根據(jù)所述連接頻譜曲線獲得第二幅值 最大點。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測的電壓電流采樣方法，其特征 在于，所述頻率細化算法的頻率分辨率A f滿足Δ f = (f2-fl )/(Μ_1)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于變壓器繞組狀態(tài)在線監(jiān)測的電壓電流采樣方法，該方法首先獲取由互感器采集的變壓器的電壓或電流信號，對所述電壓或電流信號進行處理，獲得待采樣波形，該方法還包括以下步驟：1)設(shè)定采樣頻率fs和采樣點數(shù)N，對所述待采樣波形進行采樣，獲得N點時域序列x(n)；2)對所述時域序列x(n)進行時域頻域變換，獲得對應(yīng)的頻域信號波形；3)根據(jù)所述頻域信號波形的第一幅值最大點設(shè)定目標頻率范圍；4)采用頻率細化算法對所述目標頻率范圍內(nèi)的頻率進行細化處理，獲得第二幅值最大點，即為最終幅值最大點。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠有效提高數(shù)據(jù)采集和在線監(jiān)測準確性。
【IPC分類】G01R19/00, G01R31/02, G01R31/06
【公開號】CN105675962
【申請?zhí)枴緾N201610118046
【發(fā)明人】姚周飛, 魏本剛, 傅晨釗, 黃華
【申請人】國網(wǎng)上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月2日