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基于GPS授时的电流互感器在线校验技术研究

赵双  
【摘要】:电流互感器作为电力系统重要的测量元件,根据国家标准规定需要定期校验。目前电流互感器的校验方法多数采用的是离线校验方式,该方法不仅费时费力,还会影响电力系统正常运行。故本文提出一种基于GPS授时的电流互感器在线校验技术,构建了电流互感器在线校验系统,解决了在线校验中数据采集不同步的问题,提高了电流互感器校验的准确性和便捷性。首先,为了解决在线校验中数据采集不同步的问题,本文引入GPS授时。由于影响GPS授时精度的因素有传输时延和固有时延,分别针对二者进行分析并提出解决措施。针对传输时延,建立双频电离层模型,得到不同时间的时延数值;针对固有时延,采用接收机绝对校验的方法,设计全通滤波电路补偿,合理调整电路参数,解决了不同采集设备不同步的问题。其次,通过硬件和软件设计搭建了基于GPS授时电流互感器在线校验的高速同步采集系统。其中,硬件设计包括GPS授时模块、FPGA模块、信号放大模块、AD转换模块、温补模块、电压监视模块、传输环节等。利用LabVIEW开发信号采集程序和同步数据处理的程序,进行同步数据采集实验,结果验证了同步采集系统的精准同步性及准确性。再次,应用自适应卡尔曼滤波(Adapt Kalman Filter,AKF)算法,并结合卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)提出基于 CNN-AKF 的数据处理算法,提高了同步采集数据的滤波效果及校验精度,仿真验证了该算法的有效性。最后,应用本文所设计的高速同步采集系统以及标准电流互感器、数据采集系统、信号放大器等设备搭建实验平台,完成了电流互感器在线校验实验,验证了基于GPS授时的电流互感器在线校验技术的准确性与可行性。


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