基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别装置及识别方法与流程

1.本发明涉及互感器极性检测技术领域，特别涉及基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别装置及识别方法。

背景技术：

2.变电站工程现场中，互感器的极性检测是一项基础而重要的工作，直接关系到二次装置能否正确运行。现阶段极性测试需要人工识别二次侧指针表的偏转情况，以此确定互感器的极性。由于互感器的电磁响应迅速，二次侧指针表的第一个波峰或波谷的出现速度很快，人工识别困难，而指针表后续将频繁往返震荡，对极性测试无参考价值。这使得极性测试工作中，工人精神压力紧张，错误率和重复率很高。为了克服互感器极性测试中关键波形出现速度很快、人工识别困难、工人精神压力紧张、错误率和重复率高的现场问题，本专利开发了一种用于极性测试的非震荡过阻尼特性的高辨识度极性识别方法及装置。

技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于极性测试的非震荡过阻尼特性的高辨识度极性识别方法及装置，该方法将互感器极性测试时，二次侧的偏转波形只保留第一个波峰或波谷，去除震荡波形，从而便于人工识别；同时，延长第一个波峰或波谷出现的时间，进一步便于人工识别波形；本方法及装置克服了互感器极性测试中关键波形出现速度很快、人工识别困难、工人精神压力紧张、错误率和重复率高的现场问题。
4.为此，本发明技术方案如下：
5.基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别装置，包括：
6.两端口接线盒，所述两端口接线盒包括互感器侧和指针表侧两个接线端，每个接线端包括两根接线端子；
7.其中，所述指针表侧接线端的两根接线之间设置有可调节电容，所述互感器侧接线端的线路上设置有可调节电阻；
8.所述互感器侧的两根接线端子连接到互感器的二次侧，所述指针表侧的两根接线端子连接到电压表。
9.基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别方法，包括如下步骤：
10.去除极性测试时二次侧震荡波形；
11.延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间。
12.进一步的，所述去除极性测试时二次侧震荡波形时，具体包括：
13.调节所述互感器侧接线端线路上的可调节电阻，使得所述可调节电阻的电阻值逐渐增大，从而消除得二次侧震荡波形，实现过阻尼波形。
14.进一步的，所述延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间时，具体包括：
15.调节所述指针表侧接线端的两根接线之间的可调节的电容，使得所述可调节电容的电容值逐渐增大，从而减小阻尼振荡频率。
16.本发明的优点和积极效果是：
17.1)、本发明的方法依据互感器传递函数的数学特征，应用系统的过阻尼特性，去除了极性测试时二次侧震荡波形，为人工识别极性保留唯一关键波形，滤除了无意义波形，易于人工识别；
18.2)、本发明的方法依据互感器传递函数的数学特征，通过延长人工识别极性唯一关键波形的时间，进一步保证了人工识别极性测试结果的准确性。
附图说明
19.图1为本发明实施例提供的基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别装置的结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的互感器的rlc输入输出无源网络图；
21.图3为本发明实施例提供的互感器的rlc复数阻抗无源网络图；
22.图4为本发明实施例提供的传统极性测试波形图；
23.图5为本发明实施例提供的利用本发明的方法进行测试后的极性测试波形图。
具体实施方式
24.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
25.如图1-图5所示，基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别装置，包括：
26.两端口接线盒，所述两端口接线盒包括互感器侧a和指针表侧b两个接线端，每个接线端包括两根接线端子；
27.其中，所述指针表侧接线端的两根接线之间设置有可调节电容c2，所述互感器侧接线端的线路上设置有可调节电阻r
l
；
28.所述互感器侧的两根接线端子连接到互感器的二次侧，所述指针表侧的两根接线端子连接到电压表c。
29.基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别方法，包括如下步骤：
30.去除极性测试时二次侧震荡波形；
31.延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间。
32.具体的：
33.所述去除极性测试时二次侧震荡波形时，具体包括：
34.调节所述互感器侧接线端线路上的可调节电阻，使得所述可调节电阻的电阻值逐渐增大，从而消除得二次侧震荡波形，实现过阻尼波形。
35.所述延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间时，具体包括：
36.调节所述指针表侧接线端的两根接线之间的可调节的电容，使得所述可调节电容的电容值逐渐增大，从而减小阻尼振荡频率。
37.需要说明的是，在本实施例中，根据互感器传递函数的数学关系去除极性测试时二次侧震荡波形的原理如下：
38.互感器的rlc输入输出二端口无源网络如图2所示，其中，lh表示高压侧电感，rh表示高压侧电阻，l
l
表示低压侧折算后的电感，r
l
表示低压侧折算后的电阻；rlc输入输出无源
网络用复数阻抗表示后的电路图如图3所示：
39.其中：
[0040][0041]
z2＝(lh+l
l
)s+rh+r
l
；
[0042][0043]
式中s表示复频率，可得：
[0044][0045]
极性测试时，互感器一次侧搭接干电池正负极，为一次侧输入阶跃脉冲，按单位阶跃脉冲分析，即ui(t)＝u(t)：
[0046][0047]
根据拉普拉斯变换公式，上式变为：
[0048][0049]
根据拉氏变换对照表，上式形式满足
[0050]
阻尼比
[0051]
固有频率
[0052]
根据拉氏变换对照表，的拉氏反变换的时域表达式为：
[0053]
式中
[0054]
因此，
[0055][0056]
式中：
[0057][0058][0059][0060]
可得，极性测试时，二次侧输出的波形为衰减的震荡波形。为了去除波形的震荡特性，需将震荡回路设计为过阻尼系统，从而在二次侧出现第一个波峰或波谷后，就收敛。
[0061]
当系统为过阻尼时，
[0062]
整理得：
[0063][0064]
根据互感器变比关系：
[0065][0066]rl
＝n2r
l
'
[0067]
l
l
＝n2l
l
'
[0068]
由于：
[0069][0070][0071]
所以：
[0072][0073]
所以，当低压侧电阻时，即可出现过阻尼波形，因此，可在低压侧串联滑动变阻器，逐步增大滑动变阻器的方法实现。
[0074]
而根据互感器传递函数的数学关系延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间的原理如下：
[0075]
根据定义，为有阻尼振荡频率，为了延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间，便于人工观察波形，应尽量减小ωd。
[0076]
整理得：
[0077][0078]
根据公式可知，为了减小ωd，可以增大c2、增大lh+l
l
、增大rh+r
l
；由于lh+l
l
不便于测量和变化、rh+r
l
用于调节阻尼，因此本发明通过增大c2，来减小ωd。由于即通过增大c2'，来减小ωd[0079]
根据上述分析，增大r
l
'可实现过阻尼并消除震荡，增大c2'可减小ωd使二次侧波形易于观察，因此，在工程现场需使得r
l
'、c2'可调节。本实施例采用了串联二端口接线盒的方法，二端口接线盒内含有可调节电容c2、可调节电阻r
l
，从而使得用于极性测试的非震荡过阻尼特性的高辨识度极性识别方法及装置成为现实。
[0080]
经过试验可知，传统极性测试波形如图4，本实施例中极性测试波形如图5；可见，传统的极性测试波形频繁往返震荡，有效观测窗口如图4中虚框所示，且第一个半波后的波形对于极性测试无参考价值，本实施例的极性测试波形变化缓慢且无震荡，有效观测窗口如图5中虚框所示，便于人工识别。
[0081]
本发明的方法依据互感器传递函数的数学特征，应用系统的过阻尼特性，去除了极性测试时二次侧震荡波形，为人工识别极性保留唯一关键波形，滤除了无意义波形，易于人工识别；本发明的方法依据互感器传递函数的数学特征，通过延长人工识别极性唯一关键波形的时间，进一步保证了人工识别极性测试结果的准确性。

技术特征：

1.基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别装置，其特征在于，包括：两端口接线盒，所述两端口接线盒包括互感器侧和指针表侧两个接线端，每个接线端包括两根接线端子；其中，所述指针表侧接线端的两根接线之间设置有可调节电容，所述互感器侧接线端的线路上设置有可调节电阻；所述互感器侧的两根接线端子连接到互感器的二次侧，所述指针表侧的两根接线端子连接到电压表。2.基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别方法，其特征在于，包括如下步骤：去除极性测试时二次侧震荡波形；延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间。3.根据权利要求2所述的基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别方法，其特征在于，所述去除极性测试时二次侧震荡波形时，具体包括：调节所述互感器侧接线端线路上的可调节电阻，使得所述可调节电阻的电阻值逐渐增大，从而消除得二次侧震荡波形，实现过阻尼波形。4.根据权利要求2或3所述的基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别方法，其特征在于，所述延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间时，具体包括：调节所述指针表侧接线端的两根接线之间的可调节的电容，使得所述可调节电容的电容值逐渐增大，从而减小阻尼振荡频率。

技术总结

本发明公开了基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别装置，包括：两端口接线盒，所述两端口接线盒包括互感器侧和指针表侧两个接线端，每个接线端包括两根接线端子；其中，所述指针表侧接线端的两根接线之间设置有可调节电容，所述互感器侧接线端的线路上设置有可调节电阻；所述互感器侧的两根接线端子连接到互感器的二次侧，所述指针表侧的两根接线端子连接到电压表；基于非震荡过阻尼特性的互感器极性识别方法，包括如下步骤：去除极性测试时二次侧震荡波形；延长极性测试时二次侧过阻尼波形的时间；本发明保证了人工识别极性测试结果的准确性。准确性。准确性。