本發(fā)明涉及電力設(shè)備信息檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種電流諧波檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)中，電流諧波問(wèn)題一直是電力工程師們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和非線性負(fù)載的增加，電力系統(tǒng)中的諧波污染日益嚴(yán)重。諧波不僅會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量的下降，還可能對(duì)電力設(shè)備造成損害，甚至影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、傳統(tǒng)的電流諧波檢測(cè)方法主要包括模擬濾波器和傅里葉變換等。模擬濾波器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但濾波效果易受元件參數(shù)和溫度變化的影響，且只能檢測(cè)特定頻率的諧波，對(duì)于復(fù)雜多變的諧波環(huán)境適應(yīng)性較差。而傅里葉變換雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)的頻域分析，但在處理非周期信號(hào)或時(shí)變信號(hào)時(shí)存在頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)等問(wèn)題，導(dǎo)致諧波檢測(cè)的精度和分辨率受限。

3、為了克服傳統(tǒng)方法的局限性，研究者們開(kāi)始探索基于數(shù)字信號(hào)處理（dsp）技術(shù)的電流諧波檢測(cè)方法。其中，基于窗函數(shù)的fft變換方法因其高效性和準(zhǔn)確性而備受青睞。窗函數(shù)能夠有效減少頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)的影響，提高諧波檢測(cè)的精度。而hamming窗函數(shù)作為一種常用的窗函數(shù)，具有平滑的過(guò)渡特性和較低的旁瓣電平，能夠進(jìn)一步改善諧波檢測(cè)的性能。

4、因此，基于hamming窗算法的電流諧波檢測(cè)裝置應(yīng)運(yùn)而生。該裝置結(jié)合了dsp技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和hamming窗函數(shù)的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中的電流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的諧波檢測(cè)和分析。該裝置的應(yīng)用將有助于提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，保障電力設(shè)備的正常運(yùn)行，促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展。

5、但現(xiàn)有的hamming窗電流諧波檢測(cè)裝置的檢測(cè)性能不足，且在量程提高時(shí)，誤差也隨之提高，所檢測(cè)的數(shù)據(jù)并不可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：提出一種電流諧波檢測(cè)方法，解決現(xiàn)有hamming窗電流諧波檢測(cè)裝置及方法的檢測(cè)性能及精度不足的技術(shù)問(wèn)題。

2、具體而言，本發(fā)明提供的一種電流諧波檢測(cè)裝置，包括：裝置采用tmr傳感器直線陣列結(jié)構(gòu)。

3、一種電流諧波檢測(cè)方法，應(yīng)用于所述的檢測(cè)裝置，包括以下步驟：

4、s1、利用所述檢測(cè)裝置獲取電流信號(hào)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，并輸出電壓信號(hào)；

5、s2、基于電流信號(hào)產(chǎn)生的磁場(chǎng)及電壓信號(hào)，通過(guò)畢奧-薩伐爾定律反演得出電流值；

6、s3、對(duì)電流值進(jìn)行差分處理，得到差分處理后的電流值；

7、s4、對(duì)差分處理后的電流值進(jìn)行hamming窗函數(shù)的快速傅里葉變換，完成電流諧波檢測(cè)。

8、本發(fā)明提供的有益效果是：

9、（1）相比于模擬濾波器和傅里葉變換等傳統(tǒng)的電流諧波檢測(cè)方法，基于hamming窗的fft算法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電流諧波的精確檢測(cè)和分析，同時(shí)增加了hamming窗的fft算法相比于正弦窗和矩形窗具有平滑的過(guò)渡特性和較低的旁瓣電平，能夠進(jìn)一步改善諧波檢測(cè)的性能。

10、（2）采用tmr直線陣列探頭結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠精確測(cè)量磁場(chǎng)的梯度變化且在提高量程的同時(shí)也能減少誤差。

11、（3）針對(duì)直線陣列進(jìn)行電流諧波的算法進(jìn)行優(yōu)化，使用差分的方法減少噪聲的干擾，并用加權(quán)平均的方法提高數(shù)據(jù)的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種電流諧波檢測(cè)方法，應(yīng)用于一種電流諧波檢測(cè)裝置，裝置采用tmr傳感器直線陣列結(jié)構(gòu)，所述tmr傳感器直線陣列結(jié)構(gòu)包括4個(gè)單軸tmr傳感器，分別為第一tmr傳感器、第二tmr傳感器、第三tmr傳感器、第四tmr傳感器，4個(gè)傳感器呈直線排列，第一tmr傳感器設(shè)置在陣列最前端，其余三個(gè)傳感器依次排列在陣列后端，其特征在于：方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種電流諧波檢測(cè)方法，其特征在于：步驟s2中電流值的計(jì)算式如下：

3.如權(quán)利要求2所述的一種電流諧波檢測(cè)方法，其特征在于：步驟s3中差分處理后的電流值如下：

4.如權(quán)利要求3所述的一種電流諧波檢測(cè)方法，其特征在于：權(quán)值pi由tmr傳感器本身靈敏度以及各傳感器之間的距離確定，如下式

5.如權(quán)利要求1所述的一種電流諧波檢測(cè)方法，其特征在于：步驟s4中hamming窗函數(shù)如下式：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電力設(shè)備信息檢測(cè)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種電流諧波檢測(cè)裝置及方法，裝置采用TMR傳感器直線陣列結(jié)構(gòu)，測(cè)量電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)并輸出電壓信號(hào)，在通過(guò)畢奧?薩伐爾定律反演得出電流值后，采用差分的處理方式減少外部磁場(chǎng)噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，最后利用增加Hamming窗函數(shù)的快速傅里葉變換進(jìn)行電流諧波檢測(cè)，計(jì)算出待測(cè)工頻電流的基波及各次諧波的含量。本發(fā)明解決采用基于差分處理和Hamming窗FFT的電流諧波檢測(cè)方法，利用差分處理減少傳感器外部磁場(chǎng)和內(nèi)部電路產(chǎn)生的干擾，同時(shí)使用Hamming窗FFT減少頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)的影響，進(jìn)一步改善諧波檢測(cè)的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：吳鵬煒,左超,董凱鋒,晉芳,陳盟,王建勛,肖涵琛,王作帥,李子圓,耿攀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一九研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15