专利名称：基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置及工作方法
技术领域：
本发明属于电カ系统信号检测领域，尤其是一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置及工作方法。
(ニ)
背景技术：
随着大容量、长距离直流输电系统的建设与运行，当以大地为返回方式运行的直流输电系统的接地极电流会通过变压器中性点流入变压器励磁绕组，由于接地极电流的属于直流性质电流，其会变压器发生直流偏磁现象，导致变压器的励磁电流畸变，产生谐波，无功变化，影响继电保护的正确动作，威胁电カ系统的安全运行。因此如何在电カ变压器出现直流偏磁现象时仍然保证继电保护装置准确动作是目前关注的难点之一。
小波分析是ー种时域ー频域分析方法，和传统的频域分析方法相比较，更适用于对信号均值和方差不断变化的非平稳信号进行分析，根据小波多分辨率分析理论可以同时观测到时域和频域内的局部性质，而傅里叶变换的结果却会丢失时域上的信息。电カ变压器发生直流偏磁现象时其励磁电流会发生畸变，畸变的励磁电流信号就是ー种具有强非线性的非平稳信号，通过采样畸变励磁电流信号，对其进行小波低频逼近信号和高频细节信号的分解，得出了畸变励磁电流中直流分量的信息，并准确的确定了励磁电流波形发生畸变的时刻，确定了励磁电流波形中了发生畸变的时刻，提高了检测装置的准确性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置及工作方法，它针对现有继电保护装置中对发生畸变的励磁电流信号检测的不足，采用高频小波系数的变化作为判断励磁电流信号发生畸变的依据，具有实时性好，准确性高且适用范围广的励磁电流信号检测。本发明的技术方案一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，包括带有中性点接地的电カ变压器、上位机，其特征在于它包括电流传感器、模数转换�？椤SP控制单元、FLASH存储器、同步动态随机存储器、CPLD (Complex Programmable LogicDevice——复杂可编程逻辑器件)控制单元和USB接ロ；其中，所述电流传感器检测变压器励磁绕组中的励磁电流信号，其输出端连接模数转换�？榈氖淙攵耍凰鯠SP控制单元的输入端接收模数转换�？榉⒊龅氖中藕牛涫涑龆擞隒PLD控制单元的输入端连接，同时DSP控制单元还与FLASH存储器以及同步动态随机存储器分别呈双向连接；所述CPLD控制单元的输出端与USB接ロ连接，且与同步动态随机存储器呈双向连接；所述USB接ロ与上位机连接。所述电流传感器是额定频率为50Hz，额定一次电流要不小于75A，额定二次电流不小于5A，用于电カ变压器励磁绕组电流检测的电流互感器；所述CPLD控制单元与USB接ロ连接依串行总线连接；所述USB接ロ与上位机通过USB电缆连接。
所述模数转换�？槭怯赡Ｊ黄鱉AX1200及其外围电路组成；所述模数转换器的外围电路是由电压基准�？椤⒖嫉缪骨缏穮g元、输入信号转换电路单元、时钟产生电路单元组成；所述參考电压驱动电路単元的输入端连接电压基准�？椋涫涑龆肆幽Ｊ黄鱉AX1200 ;所述输入信号转换电路单元的输入端采集模拟量输入信号，将其转换为数字信号传送给模数转换器MAX1200;所述时钟产生电路单元的输入端采集时钟信号，其输出端与模数转换器MAX1200的输入端连接。所述參考电压驱动电路单元由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、2个5k Q电阻和3个运算放大器MAX410构成；其中，所述2个5kQ电阻相互串联，串联后的两端分别连接2个运算放大器MAX410的正向输入端，其分压点连接另ー个运算放大器MAX410的正向输入端；所述连接串联电阻一端的一个运算放大器MAX410的正向输入端接收电压基准模块的基准电压，其输出端经电阻Rl与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C2接地，其负向输入端经电阻R2与模数转换器MAX1200连接，其负向输入端和输出端之间并联有电容Cl ;所述连接串联电阻另一端的另ー个运算放 大器MAX410的正向输入端接收电压基准�？榈幕嫉缪梗涫涑龆司缱鑂3与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C4接地，其负向输入端经电阻R4与模数转换器MAX1200连接，其负向输入端和输出端之间并联有电容C3 ;所述连接串联电阻分压点的第三个运算放大器MAX410的输出端经电阻R5与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C5接地，其负向输入端和输出端之间短接。所述输入信号转换电路单元是由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和两个运算放大器MAX4108构成；其中，所述输入模拟信号转换单元(见图4)是由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和两个运算放大器MAX4108构成；其中，所述运算放大器MAX4108的正输入端连接电阻Rl和电阻R2，其供电端电源V+和V-分别经电容Cl和电容C2接地，其输出端经电阻R9与模数转换器MAX1200连接，其负输入端连接电阻R3和电阻R4，同时电阻R2的另一端连接模数转换器MAX1200，电阻R3另一端接地，电阻R4另一端连接其输出端；所述另ー个的正输入端连接电阻R7和电阻R8，其供电端电源V+和V-分别经电容C3和电容C4接地，其输出端经电阻RlO与模数转换器MAX1200连接，其负输入端连接电阻R5和电阻R6，同时电阻R5的另一端与电阻Rl连接，电阻R6另一端连接运算放大器MAX4108输出端，电阻R7的另一端接地，电阻R8的另一端连接模数转换器MAX1200，同时两个运算放大器MAX4108之间并联有电容C5。所述时钟产生电路单元由运算放大器MAX967以及2个0. I y F的电容C、2个Ik Q的电阻Rl和5kQ电阻R2器件组成；其中，所述运算放大器MAX967的负向输入端经电容C接收时钟信号，且经相互串联的电阻R2和电阻Rl接地，其正向输入端经电阻R2和电阻Rl的分压点以及另ー个电阻Rl接收电压信号，其输出端与模数转换器MAX1200的输入端连接，其电压采集端经ー个电容C接地；所述电阻R2和电阻Rl的分压点还经另ー个电容C接地。所述电压基准�？榈牡缪够贾滴�4. 096V ;所述时钟信号为2. 048MHz的时钟信号；所述模数转换器采用的是采样速率可达到lMsps、采样精度是10位以上的流水线型模数转换器。所述DSP控制单元采用高性能16位定点的DSP芯片。一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置的工作方法，其特征在于它包括如下步骤⑴电流传感器检测到变压器直流偏磁时的励磁电流信号后，将信号输送到模数转换�？榻心Ｊ唬虎颇Ｊ荒？槎圆街琚胖胁杉哪Ｄ庑藕沤胁裳⒔裳� 后得到的数据存储到DSP控制单元的存储器中； ⑶对存储在DSP控制单元的存储器中的采样点进行小波变换，采用Mallat算法，由Daubechie小波母函数对原始励磁电流信号进行7层小波分解，得到原始信号的高频细节信号小波系数；⑷在DSP控制单元完成对原始信号的7层小波变换后，对得到的高频细节信号小波系数进行局部模极大值的判断和分析；(5)在寻找到高频细节信号的第一个局部模极大值后，和设定的阀值进行比较；当局部模极大值大于阀值时，则寻找到第一个模极大值的时刻即为变压器发生直流偏磁，励磁电流出现畸变的时刻；(6) DSP控制单元通过对局部极值分析结果的统计得出该段原始励磁电流信号发生畸变持续时间；(7)上述⑴ (6)六个步骤反复运行5次以后，DSP控制单元对这积累的5个局部极值分析的统计结果取平均值，得出此段时间原始励磁电流信号发生畸变的程度系数；(8) DSP控制单元通过CPLD控制单元、USB接ロ把步骤(5)中处理后得到的原始励磁电流信号的第一个模极大值和步骤(7)中得到的畸变程度系数输入到上位机，为继电保护装置的正确动作提供依据。所述步骤⑶中的小波变换是采用离散ニ进小波变换。本发明的工作原理本发明涉及的基于小波变换的变压器直流偏磁时励磁电流检测装置的工作原理是通过电流传感器检测到畸变的励磁电流信号，并将畸变的励磁电流信号经过模数转换�？樽怀墒中藕牛淙氲紻SP控制单元中，DSP控制单元对原始信号进行小波变换，小波分解后得到高频细节信号经过并求取小波变换在尺度一下的模极大值，与设定好的阀值相比较，确定励磁电流信号发生畸变的时间，判断励磁电流的畸变程度，经过复杂可编程逻辑器件和USB接ロ，通过USB电缆输入到上位机，为继电保护装置的准确动作提供了依据。本发明涉及的软件程序�？榱鞒掏既缤�6所示。采用小波变换技术对检测到的变压器励磁电流信号进行数据处理。小波分析方法是ー种新的时域--频域分析方法，从频域角度讲是用不同尺度作小波变换就相当于用ー组带通滤波器对信号进行处理。本方法采用离散ニ进小波变换，利用励磁电流信号的小波变换在尺度一下的模极大值表征变压器发生直流偏磁现象时励磁电流的发生畸变的特征參量，依据该特征參量值来检测变压器励磁电流发生畸变的时刻和持续时间。本发明的エ作模式简单，显示、存储、处理、分析功能强，可方便地应用于现场实时检測。同步动态随机存储器为系统提供了更多的存储空间，当DSP处理的数据量比较大，可将数据暂时存储到同步动态随机存储器中，FLASH存储器中存储了 DSP程序，当检测装置�？樯系绯跏蓟螅珼SP自动从FLASH存储器中读取程序运行。离散ニ进小波变换，其定义如下若函数￥ (t) G L2 (R)满足容许性条件n )则称￥为小波函数。容许性条件又等价于IT1 グ(0力=0(2)将尺度因子记作a，则Va(t) = (l/a) V (t/a)称作小波基。小波变换就是将信号f (X)与小波基做卷积Wvf(a, t)=f* Va(t) (3)若将尺度因子按ニ进格点离散化，记作a=2^则有离散ニ进小波变换Wrf(2\t) = f*￥2l{t)(4)根据式(4)，求取尺度因子j=0，尺度a=l下励磁电流信号的小波变换，即可算出小·波变换的极值。此外，參考电压驱动単元由电阻、电容和运算放大器MAX410组成，利用运算放大器MAX410、电阻R1、电阻R2以及电容Cl、电容C2搭建成的电路输出端连接模数转换器MAX1200正參考电压的强制输入端RFPF和敏感输入端RFPS，利用运算放大器MAX410、电阻R3、电阻R4以及电容C3、电容C4搭建成的电路输出端连接模数转换器MAX1200负输入电压的强制输入端RFNF和负參考电压的敏感输入RFNS，;利用运算放大器MAX410、电阻R5以及电容C5搭建成的电路输出端连接模数转换器MAX1200的模拟输入端CM，用来驱动介于正负參考电压的中间值。输入模拟信号转换单元利用低噪声、宽带的运算放大器MAX4108以及电阻、电容器件组成，所搭建的电路输出端连接模数转换器MAX1200的正输入端INP和负输入端INN。本发明的优越性在干①硬件设备与软件程序控制相结合，硬件设备安装简单，软件编程通俗易懂；②采用了最高采样率超过IMsps的高速模数转换器以及DSP控制单元搭建的嵌入式系统来实现，具有严格的时序和较高的稳定性；③DSP控制单元的功能是以程序的形式保存在存储器中，可以根据不同情况作出相应的修改，具有很强的操作性；④将DSP控制单元处理后的数据通过CPLD控制单元，USB接口和USB电缆输入到上位机，保证了数据的传输的实时性。
图I为本发明所涉基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置的整体结构框图；图2为本发明所涉基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置中模数转换�？榈慕峁故疽馔迹煌�3为本发明所涉基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置中模数转换器MAX1200外围电路中參考电压驱动电路单元的电路结构示意图；图4为本发明所涉基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置中模数转换器MAX1200外围电路中输入信号转换电路单元的电路结构示意图5为本发明所涉基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置中模数转换器MAX1200外围电路中时钟产生电路单元结构示意图；图6为本发明所涉基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置工作方法的软件程序�？榱鞒掏�。
具体实施例方式实施例一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置(见图1)，包括带有中性点接地的电カ变压器、上位机，其特征在于它包括电流传感器、模数转换�？�、DSP控制单元、FLASH存储器、同步动态随机存储器、CPLD (Complex Programmable LogicDevice——复杂可编程逻辑器件)控制单元和USB接ロ；其中，所述电流传感器检测变压器励磁绕组中的励磁电流信号，其输出端连接模数转换�？榈氖淙攵耍凰鯠SP控制单元的输入端接收模数转换�？榉⒊龅氖中藕牛涫涑龆擞隒PLD控制单元的输入端连接，同时DSP控制单元还与FLASH存储器以及同步动态随机存储器分别呈双向连接；所述CPLD控制单元的输出端与USB接ロ连接，且与同步动态随机存储器呈双向连接；所述USB接ロ与上位机连接。所述电流传感器(见图I)是额定频率为50Hz，额定一次电流要不小于75A，额定二次电流不小于5A，用于电カ变压器励磁绕组电流检测的电流互感器；所述CPLD控制单元(见图I)与USB接ロ连接依串行总线连接；所述USB接ロ(见图I)与上位机通过USB电缆连接。所述模数转换�？�(见图2)是由模数转换器MAX1200及其外围电路组成；所述模 数转换器的外围电路(见图2)是由电压基准模块、参考电压驱动电路单元、输入信号转换电路单元、时钟产生电路单元组成；所述參考电压驱动电路単元的输入端连接电压基准�？椋涫涑龆肆幽Ｊ黄鱉AX1200 ;所述输入信号转换电路单元的输入端采集模拟量输入信号，将其转换为数字信号传送给模数转换器MAX1200 ;所述时钟产生电路单元的输入端采集时钟信号，其输出端与模数转换器MAX1200的输入端连接。所述參考电压驱动电路单元(见图3)由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、2个5k Q电阻和3个运算放大器MAX410构成；其中，所述2个5kQ电阻相互串联，串联后的两端分别连接2个运算放大器MAX410的正向输入端，其分压点连接另ー个运算放大器MAX410的正向输入端；所述连接串联电阻一端的一个运算放大器MAX410的正向输入端接收电压基准�？榈幕嫉缪梗涫涑龆司缱鑂l与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C2接地，其负向输入端经电阻R2与模数转换器MAX1200连接，其负向输入端和输出端之间并联有电容Cl ;所述连接串联电阻另一端的另一个运算放大器MAX410的正向输入端接收电压基准�？榈幕嫉缪梗涫涑龆司缱鑂3与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C4接地，其负向输入端经电阻R4与模数转换器MAX1200连接，其负向输入端和输出端之间并联有电容C3 ;所述连接串联电阻分压点的第三个运算放大器MAX410的输出端经电阻R5与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C5接地，其负向输入端和输出端之间短接。所述输入信号转换电路单元(见图4)是由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和两个运算放大器MAX4108构成；其中，所述输入模拟信号转换单元(见图4)是由电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和两个运算放大器MAX4108构成；其中，所述运算放大器MAX4108的正输入端连接电阻Rl和电阻R2，其供电端电源V+和V-分别经电容Cl和电容C2接地，其输出端经电阻R9与模数转换器MAX1200连接，其负输入端连接电阻R3和电阻R4，同时电阻R2的另一端连接模数转换器MAX1200，电阻R3另一端接地，电阻R4另一端连接其输出端；所述另ー个的正输入端连接电阻R7和电阻R8，其供电端电源V+和V-分别经电容C3和电容C4接地，其输出端经电阻RlO与模数转换器MAX1200连接，其负输入端连接电阻R5和电阻R6，同时电阻R5的另一端与电阻Rl连接，电阻R6另一端连接运算放大器MAX4108输出端，电阻R7的另一端接地，电阻R8的另一端连接模数转换器MAX1200，同时两个运算放大器MAX4108之间并联有电容C5。所述时钟产生电路单元(见图5)由运算放大器MAX967以及2个0. I ii F的电容C、2个IkQ的电阻Rl和5kQ电阻R2器件组成；其中，所述运算放大器MAX967的负向输入端经电容C接收时钟信号，且经相互串联的电阻R2和电阻Rl接地，其正向输入端经电阻R2 和电阻Rl的分压点以及另ー个电阻Rl接收电压信号，其输出端与模数转换器MAX1200的输入端连接，其电压采集端经ー个电容C接地；所述电阻R2和电阻Rl的分压点还经另ー个电容C接地。所述电压基准�？榈牡缪够贾滴�4. 096V ;所述时钟信号为2. 048MHz的时钟信号；所述模数转换器采用的是采样速率可达到lMsps、采样精度是10位以上的流水线型模数转换器。所述DSP控制单元采用高性能16位定点的DSP芯片。一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置的工作方法，其特征在于它包括如下步骤⑴电流传感器检测到变压器直流偏磁时的励磁电流信号后，将信号输送到模数转换�？榻心Ｊ唬虎颇Ｊ荒？槎圆街琚胖胁杉哪Ｄ庑藕沤胁裳⒔裳蟮玫降氖荽娲⒌紻SP控制单元的存储器中；⑶对存储在DSP控制单元的存储器中的采样点进行小波变换，采用Mallat算法，由Daubechie小波母函数对原始励磁电流信号进行7层小波分解，得到原始信号的高频细节信号小波系数；⑷在DSP控制单元完成对原始信号的7层小波变换后，对得到的高频细节信号小波系数进行局部模极大值的判断和分析；(5)在寻找到高频细节信号的第一个局部模极大值后，和设定的阀值进行比较；当局部模极大值大于阀值时，则寻找到第一个模极大值的时刻即为变压器发生直流偏磁，励磁电流出现畸变的时刻；(6) DSP控制单元通过对局部极值分析结果的统计得出该段原始励磁电流信号发生畸变持续时间；(7)上述⑴ (6)六个步骤反复运行5次以后，DSP控制单元对这积累的5个局部极值分析的统计结果取平均值，得出此段时间原始励磁电流信号发生畸变的程度系数；
(8) DSP控制单元通过CPLD控制单元、USB接ロ把步骤(5)中处理后得到的原始励磁电流信号的第一个模极大值和步骤(7)中得到的畸变程度系数输入到上位机，为继电保护装 置的正确动作提供依据。所述步骤⑶中的小波变换是采用离散ニ进小波变换。
权利要求
1.一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，包括带有中性点接地的电カ变压器、上位机，其特征在于它包括电流传感器、模数转换�？�、DSP控制单元、FLASH存储器、同步动态随机存储器、CPLD控制单元和USB接ロ ；其中，所述电流传感器检测变压器励磁绕组中的励磁电流信号，其输出端连接模数转换�？榈氖淙攵耍凰鯠SP控制单元的输入端接收模数转换�？榉⒊龅氖中藕牛涫涑龆擞隒PLD控制单元的输入端连接，同时DSP控制单元还与FLASH存储器以及同步动态随机存储器分别呈双向连接；所述CPLD控制单元的输出端与USB接ロ连接，且与同步动态随机存储器呈双向连接；所述USB接ロ与上位机连接。
2.根据权利要求I所述ー种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，其特征在于所述电流传感器是额定频率为50Hz，额定一次电流要不小于75A，额定二次电流不小于5A，用于电カ变压器励磁绕组电流检测的电流互感器；所述CPLD控制单元与USB接ロ连接依串行总线连接；所述USB接ロ与上位机通过USB电缆连接。
3.根据权利要求I所述ー种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，其特征在于所述模数转换�？槭怯赡Ｊ黄鱉AX1200及其外围电路组成；所述模数转换器的外围电路是由电压基准�？�、參考电压驱动电路単元、输入信号转换电路单元、时钟产生电路单元组成；所述參考电压驱动电路単元的输入端连接电压基准�？椋涫涑龆肆幽Ｊ黄鱉AX1200 ;所述输入信号转换电路单元的输入端采集模拟量输入信号，将其转换为数字信号传送给模数转换器MAX1200;所述时钟产生电路单元的输入端采集时钟信号，其输出端与模数转换器MAX1200的输入端连接。
4.根据权利要求3所述ー种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，其特征在于所述參考电压驱动电路单元由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、2个5k Q电阻和3个运算放大器MAX410构成；其中，所述2个5k Q电阻相互串联，串联后的两端分别连接2个运算放大器MAX410的正向输入端，其分压点连接另一个运算放大器MAX410的正向输入端；所述连接串联电阻一端的ー个运算放大器MAX410的正向输入端接收电压基准模块的基准电压，其输出端经电阻Rl与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C2接地，其负向输入端经电阻R2与模数转换器MAX1200连接，其负向输入端和输出端之间并联有电容Cl ;所述连接串联电阻另一端的另ー个运算放大器MAX410的正向输入端接收电压基准模块的基准电压，其输出端经电阻R3与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C4接地，其负向输入端经电阻R4与模数转换器MAX1200连接，其负向输入端和输出端之间并联有电容C3 ;所述连接串联电阻分压点的第三个运算放大器MAX410的输出端经电阻R5与模数转换器MAX1200连接，同时经电容C5接地，其负向输入端和输出端之间短接。
5.根据权利要求3所述ー种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，其特征在于所述输入信号转换电路单元是由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和两个运算放大器MAX4108构成；其中，所述输入模拟信号转换单元(见图4)是由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和两个运算放大器MAX4108构成；其中，所述运算放大器MAX4108的正输入端连接电阻Rl和电阻R2，其供电端电源V+和V-分别经电容Cl和电容C2接地，其输出端经电阻R9与模数转换器MAX1200连接，其负输入端连接电阻R3和电阻R4，同时电阻R2的另一端连接模数转换器MAX1200，电阻R3另一端接地，电阻R4另一端连接其输出端；所述另ー个的正输入端连接电阻R7和电阻R8，其供电端电源V+和V-分别经电容C3和电容C4接地，其输出端经电阻RlO与模数转换器MAX1200连接，其负输入端连接电阻R5和电阻R6，同时电阻R5的另一端与电阻Rl连接，电阻R6另一端连接运算放大器MAX4108输出端，电阻R7的另一端接地，电阻R8的另一端连接模数转换器MAX1200，同时两个运算放大器MAX4108之间并联有电容C5。
6.根据权利要求3所述ー种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，其特征在于所述时钟产生电路单元由运算放大器MAX967以及2个0. Iii F的电容C、2个Ik Q的电阻Rl和5k Q电阻R2器件组成；其中，所述运算放大器MAX967的负向输入端经电容C接收时钟信号，且经相互串联的电阻R2和电阻Rl接地，其正向输入端经电阻R2和电阻Rl的分压点以及另ー个电阻Rl接收电压信号，其输出端与模数转换器MAX1200的输入端连接，其电压采集端经ー个电容C接地；所述电阻R2和电阻Rl的分压点还经另ー个电容C接地。
7.根据权利要求3所述ー种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，其特征在于所述电压基准�？榈牡缪够贾滴�4. 096V ;所述时钟信号为2. 048MHz的时钟信号；所述模数转换器采用的是采样速率可达到lMsps、采样精度是10位以上的流水线型模数转换器。
8.根据权利要求I所述ー种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，其特征在于所述DSP控制单元采用高性能16位定点的DSP芯片。
9.一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置的工作方法，其特征在于它包括如下步骤 ⑴电流传感器检测到变压器直流偏磁时的励磁电流信号后，将信号输送到模数转换�？榻心Ｊ唬� ⑵模数转换�？槎圆街琚胖胁杉哪Ｄ庑藕沤胁裳⒔裳蟮玫降氖荽娲⒌紻SP控制单元的存储器中； ⑶对存储在DSP控制单元的存储器中的采样点进行小波变换，采用Mallat算法，由Daubechie小波母函数对原始励磁电流信号进行7层小波分解，得到原始信号的高频细节信号小波系数； ⑷在DSP控制单元完成对原始信号的7层小波变换后，对得到的高频细节信号小波系数进行局部模极大值的判断和分析； (5)在寻找到高频细节信号的第一个局部模极大值后，和设定的阀值进行比较；当局部模极大值大于阀值时，则寻找到第一个模极大值的时刻即为变压器发生直流偏磁，励磁电流出现畸变的时刻； (6)DSP控制单元通过对局部极值分析结果的统计得出该段原始励磁电流信号发生畸变持续时间； (7)上述⑴ (6)六个步骤反复运行5次以后，DSP控制单元对这积累的5个局部极值分析的统计结果取平均值，得出此段时间原始励磁电流信号发生畸变的程度系数； (8)DSP控制单元通过CPLD控制单元、USB接ロ把步骤(5)中处理后得到的原始励磁电流信号的第一个模极大值和步骤(7)中得到的畸变程度系数输入到上位机，为继电保护装置的正确动作提供依据。
10.根据权利要求9所述ー种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置的工作方法，其特征在于所述步骤⑶中的小波变换是采用离散ニ进小波变换。
全文摘要
一种基于小波变换的变压器偏磁时励磁电流检测装置，包括带有中性点接地的电力变压器、上位机，其特征在于它包括电流传感器、模数转换�？椤SP控制单元、FLASH存储器、同步动态随机存储器、CPLD控制单元和USB接口；其工作方法包括采集信号、处理信号、判断、分析、求取平均值；其优越性在于①硬件简单，软件易懂；②具有严格的时序和稳定性高；③操作性强；④数据的传输具备实时性。
文档编号G01R19/25GK102841243SQ20121031666
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者周雪松, 周志昊, 马幼捷 申请人:天津理工大学
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