一种计算瞬态恢复电压波形参数的方法
【专利摘要】本发明中涉及到的一种计算瞬态恢复电压波形参数的方法，通过TRV波形旋转计算出标准中要求的多个切线，从而获得TRV波形的参数，减少了人为误差，且保证了数据的原始性，提高了试验数据分析的精确度；该方法不但具有图形法直观形象的优点，同时还兼备了方便高效的优点，提高了试验的效率。本发明方法所获得的准确的TRV参数，可以供试验人员参考，用于调整试验回路参数，可以更加精确地考核被试断路器的开断性能，为电力系统安全运行提供技术保障。
【专利说明】-种计算瞬态恢复电压波形参数的方法 【【技术领域】】
[0001] 本发明设及高压断路器试验【技术领域】，特别设及一种瞬态恢复电压波形参数的方 法。 【【背景技术】】
[0002] 电力系统发生短路故障时，断路器分闽，并开断短路电流。断路器触头分离后，触 头间产生电弧，当电弧电流过零电弧焰灭时，由于电路中电容、电感的存在，弧隙电压需要 经过一个恢复过程才能上升到电源电压，该个恢复过程中，首先产生的电压即是瞬态恢复 电压（Transient Recovery Voltage，TRV)。TRV的时间很短，只有几十微秒至几毫秒。大 量的研究和试验分析表明，TRV上升率和幅值是影响断路器开断的最重要因素，其主要参 数为峰值电压（参考电压）、到达峰值电压的时间。
[0003] 根据TRV波形的特点，国标GB1984《高压交流断路器》将TRV分为两参数扣C和 T3,其中，化为峰值电压，T3为达到峰值电压的时间）和四参数扣c，Tl，T2和U1，其中，Uc 为第二参考电压，即TRV的峰值电压，U1为第一参考电压，T1为达到第一参考电压的时间， T2为达到第二参考电压的时间）两种波形，电压上升率和电压峰值分别可W通过两参数和 四参数来表示。目前计算TRV两参数或四参数的方法有人工法和多项式拟合法，人工法是 技术人员在波形图上人工绘制TRV的各个切线从而获得相应的参数，不但耗时长，效率低， 更由于主观因素的渗入，得到的参数精度无法保证；多项式拟合法是通过将采集到的离散 数据进行多项式拟合得到F(x) =E apcS在F(x)的基础上解多项式方程组计算相应的参 数，但是经过验证发现该方法在对四参数法TRV波形拟合时，在多项式拟合阶数的选择上 存在矛盾，阶数低无法保证F(x)与TRV波形在整体上的重合性，阶数高会导致F(x)与TRV 波形在局部上出现"龙格"现象，影响参数计算的精度。 【
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的是提供一种计算瞬态恢复电压波形参数的方法，W提高试验数据分 析的精确度。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种计算瞬态恢复电压波形参数的方法，针对具有两参数法特征的TRV波形，包 括W下步骤：
[0007] ①采样TRV波形，将该TRV波形曲线进行旋转，使得旋转后波形曲线上的局部极大 值Tm"处的电压值为0,计算旋转的角度0，获得第一条切线Linel，该第一条切线的表达式 为yl = tan( 0 )*t ;其中，局部极值Tm"为旋转前波形曲线的峰值所在时刻与零时刻区间 内，在旋转后的波形曲线上的极大值；
[0008] ②计算旋转后波形曲线上局部最小值对应的时间Tmi。，W及TRV波形曲线在Tmi。时 刻的幅值^7-胃> 获得TRV波形图的内切点导到第二条切线Line2,第二条切 线Line2的表达式>'2=13〇(9)4^-7；,。）+ 7了。,。；其中，局部最小值为旋转前波形曲线的峰 值所在时刻与零时刻区间内，在旋转后的波形曲线上的极小值；
[0009] ⑨计算TRV波形曲线上的电压峰值化，获得第S条切线Line3的表达式y3 =化；
[0010] ④依据第一条切线和第S条切线的表达式计算出TRV参数T3，
[0011]
【权利要求】
1. 一种计算瞬态恢复电压波形参数的方法，其特征在于，针对具有两参数法特征的 TRV波形，包括以下步骤： ① 采样TRV波形，将该TRV波形曲线进行旋转，使得旋转后波形曲线上的局部极大值 Tmax处的值为0,计算旋转的角度0，获得第一条切线Linel，该第一条切线的表达式为yl =tan( 0)*t;其中，局部极大值Tmax为旋转前波形曲线的峰值所在时刻与零时刻区间内， 在旋转后的波形曲线上的极大值； ② 计算旋转后波形曲线上局部最小值对应的时间Tmin，以及旋转前TRV波形曲线在Tmin 时刻的幅值&_，获得TRV波形图的内切点（Imin，)，得到第二条切线Line2,第二条 切线Line2的表达式=tanWf(Z- 7;in) + &,,,;其中，局部最小值为旋转前波形曲线的 峰值所在时刻与零时刻区间内，在旋转后的波形曲线上的极小值； ③ 计算旋转前TRV波形曲线上的电压峰值Uc，获得第三条切线Line3的表达式y3 = Uc； ④ 依据第一条切线和第三条切线的表达式计算出TRV参数T3，
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤①中，曲线旋转按照以下公式 进行：
其中，xl，yl为TRV的坐标点；x2,y2为旋转后波形上的坐标点；0为旋转的角度。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤①中所述的旋转是以峰值与峰 值所在时刻的比值为步长采用逐渐逼近的方法进行旋转。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在进行曲线旋转之后首先对TRV波形进 行消除零线漂移和消除噪音预处理。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述消除零线漂移的方法为：以采样TRV 波形曲线开始平坦的一段的几何平均值为基线值，将TRV波形数据减去该基线值，得到以 零线为基线的TRV波形。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述消除噪音预处理是基于小波去噪的 原理，将TRV波形中包含的高频干扰信号进行过滤，使TRV波形趋于光滑。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤③中的电压峰值Uc是基于局部 抛物线拟合计算曲线1而得到的。
8. -种计算瞬态恢复电压波形参数的方法，其特征在于，针对具有四参数法特征的 TRV波形，包括以下步骤： ① 采用权利要求1至7中任意一项所述的方法计算第一条切线Linel、第二条切线 Line2 和第三条切线Line3 的表达式yl=tan( 0 丨）*t、>'2 =tan(6〇 * (/ - 7；jn) +K/nm 和 y3 =Uc; ② 将步骤I得到的TRV波形曲线进行旋转，使得旋转后波形上两个局部极大值相等，从 而获得TRV上的两个切点对应的时刻TmaxJPTmax2，进一步得到双切线与TRV的两个切点坐标 (4^1,)和(7雕2,^2)，咖(色)=(11-12)/(7_1-7麗2)，由此第四条切线11_ 的表达式为374 =tan02) ^ _Cm!) + \.:K1 .其中，所述两个切点是指第四条切线与旋转 ? 前TRV波形曲线双切点； ③ 依据Linel和第Line4的表达式计算出TRV参数Tl和Ul，见公式4,依据Linel和 Line2的表达式计算出TRV参数Td，见公式5,依据Line3和Line4计算出TRV参数T2,见 公式6 :
【文档编号】G01R31/327GK104502838SQ201410783387
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】阎对丰, 王安, 牛安, 张宝强 申请人:中国西电电气股份有限公司, 西安高压电器研究院有限责任公司