[发明专利]一种用于空载变压器相控开关的剩磁测算交互平台及方法

权利要求书

1.一种用于空载变压器相控开关的剩磁测算交互平台，其特征在于，包括选相控制器、相控开关本体、电压采集模块、剩磁测算模块和波形显示模块；

电压采集模块、剩磁测算模块、选相控制器和相控开关本体依次连接，相控开关本体与电力空载变压器串联，用于控制电力空载变压器的接入；电压采集模块与电力空载变压器连接，采集电力空载变压器一次侧电压，将相控开关本体分闸前后的采集的电压值输送至剩磁测算模块；剩磁测算模块连接选相控制器控制相控开关本体的开合；剩磁测算模块与波形显示模块连接，波形显示模块显示剩磁测算模块接受到的原始采样电压波形、拟合后的电压波形和电压积分后的磁通波形；所述的剩磁测算模块通过读取电压采集模块的电压数据，并根据滤波系数和稳定精定进行数据处理和拟合，得到电压积分上限，进一步进行电压积分，输出剩磁值。

2.使用权利要求1所述的剩磁测算交互平台的测算方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：将电压采集模块采集到的电力空载变压器一次侧电压输送给剩磁测算模块，剩磁测算模块将电压数据绘制原始采样电压波形，在波形显示模块显示；

步骤2：剩磁测算模块将电压采集模块采集到的电压数据取绝对值，并将电压绝对值波形显示在波形显示模块的“拟合波形”处；剩磁测算模块根据剩磁测算交互平台输入的滤波系数对电压绝对值波形进行滤波，去除波形毛刺及干扰，得到经过滤波的电压绝对值波形；

步骤3：剩磁测算模块对经过滤波的电压绝对值波形取拟合起始时刻后每半波的峰值，得到数据点集合{(x_i,y_i)}(i＝0,1,2,...,m)，在经过滤波的电压绝对值波形中标注数据点；

利用最小二乘法将数据点集合{(x_i,y_i)}(i＝0,1,2,...,m)进行拟合，求解得到指数函数p(x_i)＝a·e^b·x中的未知量a和b，从而获得最小二乘解，即拟合函数p(x)；

其中，a和b是常数系数；x是数据点的横坐标，即峰值点对应的时间坐标；

步骤4：剩磁测算模块根据剩磁测算交互平台输入的稳定精度确定拟合函数p(x)拟合的终点，即电压达到稳定的时间，即为电压积分上限，剩磁测算模块将拟合曲线显示在波形显示模块的“拟合波形”处；

步骤5：剩磁测算模块将步骤4得到的电压积分上限进行电压积分得到的磁通值，积分过程显示在波形显示模块的“磁通波形”处，磁通值与磁通均值的差值即为剩磁；其中，磁通均值为稳态磁通最大值和最小值的平均值；

变压器空载运行时，一次侧绕组感应电动势的瞬时值e₁(t)为：

其中，N₁为一次绕组的线圈匝数；φ为磁通；t为时间；

设电压积分上限为t_final，

得到的磁通值为：

剩磁φ_r为：

φ_r＝φ_cal-φ_mid (3)

其中，磁通均值为φ_mid；

剩磁测算模块将剩磁φ_r输出给选相控制器，并在波形显示模块显示；

步骤6：选相控制器确定最佳合闸相位

选相控制器根据步骤5的剩磁φ_r，设电压零点对应的是α＝0，则空载变压器的最佳合闸相位为：

其中，φ_m为正常运行下的磁通最大值，α_a和α_b为剩磁值与稳态磁通波形的两个交点；

选相控制器以最佳合闸相位α_a和α_b控制相控开关本体的关合时刻。