一种介质损耗角正切值测试方法及测试仪

摘要

本发明公开了一种介质损耗角正切值测试方法及测试仪，该测试方法包括步骤：一、电流与电压信号采集：对被测试电气设备的工作电流和工作电压分别进行实时检测，并通过信号采集电路进行采集；二、信号处理：按采样先后顺序对各采样时刻采集的电流值和电压值分别进行处理；对任一个采样时刻采集的电流值和电压值进行处理时，包括步骤：201、信号接收及同步存储；202、当前时刻介质损耗角正切值计算：数据组构建和下一采样时刻信号分析处理；该测试仪包括电流检测单元、电压检测单元、信号采集电路和数据处理器。本发明设计合理、实现方便且使用效果好，能简便、快速对被测试电气设备的介质损耗角正切值进行测试，并且实时性好，测试精度高。

主权项

一种介质损耗角正切值测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、电流与电压信号采集：采用电流检测单元(1)和电压检测单元(2)对被测试电气设备的工作电流和工作电压分别进行实时检测，并通过信号采集电路(3)且按照预先设定的采样频率f_s对电流检测单元(1)所检测的电流信号与所检测的电压信号分别进行采集，且将各采样时刻所采集到的电流值和电压值均同步传送至数据处理器(4)；步骤二、信号处理：所述数据处理器(4)按照采样先后顺序，对各采样时刻所述信号采集电路(3)采集的电流值和电压值分别进行处理；各采样时刻采集的电流值和电压值的处理方法均相同，对任一个采样时刻采集的电流值和电压值进行处理时，包括以下步骤：步骤201、信号接收及同步存储：所述数据处理器(4)接收到当前时刻所述信号采集电路(3)采集的电流值和电压值后，对接收到的电流值和电压值进行同步存储，并对当前时刻所述信号采集电路(3)的总采样次数进行判断：当当前时刻所述信号采集电路(3)的总采样次数＞N时，进入步骤202；否则，进入步骤203；其中，N为正整数且N＝f_s/f  (1‑22)，公式(1‑22)中f为被测试电气设备的供电频率，f_s为预先设计的采样频率；步骤202、当前时刻介质损耗角正切值计算：所述数据处理器(4)调用介质损耗角正切值计算模块对当前时刻被测试电气设备的介质损耗角正切值进行计算，过程如下：步骤2021、数据组构建：将当前时刻所述信号采集电路(3)采集的电流值和前N'个采样时刻所述信号采集电路(3)采集的电流值组成一个电流数据组，并按照采样先后顺序对所述电流数据组中的N'+1所述电流值由前至后进行排序；同时，将当前时刻所述信号采集电路(3)采集的电压值和前N'个采样时刻所述信号采集电路(3)采集的电压值组成一个电压数据组，并按照采样先后顺序对所述电压数据组中的N'+1所述电压值由前至后进行排序；其中，N'为正整数且N'＝N或N‑1；当N'＝N时，所述电流数据组中的N'+1所述电流值由前至后分别记作i(0)、i(1)、i(2)、…、i(N)，所述电压数据组中的N'+1所述电压值由前至后分别记作u(0)、u(1)、u(2)、…、u(N)；当N'＝N‑1时，所述电流数据组中的N'+1所述电流值由前至后分别记作i(1)、i(2)、…、i(N)，所述电压数据组中的N'+1所述电压值由前至后分别记作、u(1)、u(2)、…、u(N)；其中，i(N)和u(N)分别为当前时刻所述信号采集电路(3)采集的电流值和电压值；步骤2022、介质损耗角正切值计算：根据公式(1‑21)，并结合步骤2021中所述电流数据组和所述电压数据组，计算得出当前时刻被测试电气设备的介质损耗角正切值tanδ；其中，当N'＝N时，公式(1‑21)中a_i1和b_i1按照公式$\left\{\begin{array}{c}{a}_{i1}=\frac{2}{N}\underset{k^{\prime }=1}{\overset{N-1}{\Sigma }}i\left(k^{\prime }\right)\sin \frac{2k^{\prime }\pi ·f_s}{N}\\ b_{i1}=\frac{1}{N}\left[i\left(0\right)+2\underset{k^{\prime }=1}{\overset{N-1}{\Sigma }}i\left(k^{\prime }\right)\cos \frac{2k^{\prime }\pi ·f_s}{N}+i\left(N\right)\right]\end{array}\right.---\left(1-29\right),$进行计算；并且，a_u1和b_u1按照公式$\left\{\begin{array}{c}{a}_{u1}=\frac{2}{N}\underset{k^{\prime }=1}{\overset{N-1}{\Sigma }}u\left(k^{\prime }\right)\sin \frac{2k^{\prime }\pi ·f_s}{N}\\ b_{u1}=\frac{1}{N}\left[u\left(0\right)+2\underset{k^{\prime }=1}{\overset{N-1}{\Sigma }}u\left(k^{\prime }\right)\cos \frac{2k^{\prime }\pi ·f_s}{N}+u\left(N\right)\right]\end{array}\right.---\left(1-30\right),$进行计算；当N'＝N‑1时，a_i1和b_i1按照公式$\left\{\begin{array}{c}{a}_{i1}=\frac{2}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}i\left(k\right)\sin \frac{2k\pi ·f_s}{N}\\ b_{i1}=\frac{2}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}i\left(k\right)\cos \frac{2k\pi ·f_s}{N}\end{array}\right.---\left(1-27\right),$进行计算；并且，a_u1和b_u1按照公式$\left\{\begin{array}{c}{a}_{u1}=\frac{2}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}u\left(k\right)\sin \frac{2k\pi ·f_s}{N}\\ b_{u1}=\frac{2}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}u\left(k\right)\cos \frac{2k\pi ·f_s}{N}\end{array}\right.---\left(1-28\right),$进行计算；步骤203、下一采样时刻信号分析处理：按照步骤201至步骤202中所述的方法，所述数据处理器(4)对下一个采样时刻所述信号采集电路(3)采集的电流值和电压值进行处理。