0　引言

电子式互感器是一种广泛应用于智能变电站的电参量测量装置，也是一种模拟量输入、数字量输出的非传统互感器，其采集信号通过合并单元提供给智能变电站的计量、保护和控制等进行应用。不仅担负着电网的精确计量，也肩负故障监测等重要责任，故在实际运行中对其进行离线式、在线式准确度校验是一种常态。在国家标准GB/T20740.8—2007电子式电压互感器[1]和GB/T20840.7—2007电子式电流互感器[2]中，也明确规定了数字化变电站中电子式互感器校验的流程和标准，以及准确检定的误差范围。但是遵照IEC 60044标准，现有的以电磁式互感器作为标准源的电子式互感器校验方法，直接用标准源生成的模拟信号经过AD转换后与被检测电子式互感器信号进行对比分析，会因电磁干扰、标准源的准确度、模数采集卡的准确性、信号的不同步等多种不确定因素导致校验出现偏差，有待深入研究和改善。

近年来国际国内的学者们对电子式互感器的校验进行了研究，取得了一些成果。文献[3]提出了一种含电子式互感器校验仪的传变特性测试研究方案，并分析光学装置、空心线圈和铁心线圈等3种不同类型的电子式电流互感器的误差特性；文献[4]系统阐述了电子式互感器在数字化变电站中应用的原则以及需要比传统互感器增加的试验项目和试验方法，并提出了数字化变电站的一种配置方案。另外，一些国内同行从电子式互感器校验相关的信号处理方法[5]、在线校验方法[6]、数据采集方法[7-8]、电磁干扰[9]、数据校验方法[10]等方面进行了一些研究。

本文针对传统电子式互感器校验过程中校验效果差和准确度低的问题，通过多次采样数据，结合中位值滤波法、算术平均滤波法、滑动平均滤波法等多种数字滤波方法的优点，提出了一种采用改进数字滤波算法的电子式互感器稳态校验方法，以期为电子式互感器的大规模推广应用提供技术支持和借鉴。

1　电子式互感器的校验方法

当前电子式互感器的准确度校验主要以传统方法为基础，即以含铁心的传统电磁式互感器作为标准源。首先，通过对铁心绕组抽头引线的方式实现对不同规格额定一次电压、电流的测量；其次，通过电子式互感器校验系统内部的A/D模数转换模块，将模拟信号转换为数字信号；再次，将该数字信号与被测电子式互感器输出的数字信号对比；最后，采用差值法分析得出误差及相差数据，从而实现电子式互感器的校验，其框图如图1所示。

图1　电子式互感器的校验框图 Fig.1　Calibration chart of electronic transformers

电磁式互感器由于其应用时间长、稳定性能较好等特点，一般被选作电子式互感器的标准源，但是以上的校验平台也存在以下几个突出的不足：

(1) 采用铁心式互感器作为标准互感器的校验方式，存在铁磁谐振及铁磁饱和缺陷、增容困难、二次接线繁琐以及二次开路高压危险等问题，在实际的校验过程中，增加校验的操作流程难度和风险，从而导致电子式互感器快速、高效校验的效果差。

[4] 刘孝先, 曾　清, 邹晓莉, 等. 电子式互感器的应用[J]. 电力系统及其自动化学报, 2010, 22(1): 133-137.

(3) 由于数字输出电子式互感器的二次装置和一次侧存在延时现象，因此,将两路信号直接做差会引起较大偏差，进一步降低了校验的准确性。

为有效解决这些明显缺陷，拟在电子式互感器校验平台软件端采取一定的措施，即数字滤波算法，对校验进行修正。

2　改进的数字滤波校验方法

滤波技术是一种测量系统信号处理过程中对噪声分析和处理的技术，包括硬件滤波和软件滤波两种方式[11]。其中，硬件滤波主要是指采用电阻、电容组成的RC滤波器或采用电感、电容组成的LC滤波器等模拟滤波器进行滤波的方式；软件滤波，即数字滤波，是指对所采集的输入数据，通过一定的计算或判断程序，从而减少、消弱噪声的影响。依据实际输入信号的不同，有多种不同的滤波方法，主要有限幅滤波法、中位值滤波法、算术平均滤波法、滑动平均滤波法，以及以上几种滤波法的混合使用等。

机器人操作系统(ROS)是一套用于机器人设计与控制的操作系统。ROS不仅提供了丰富的操作功能，如底层设备控制、进程间的消息传递，还整合了主流的库函数，如OpenGL、OpenCV，并且拥有很多传感器的驱动程序，包括Kinect、激光测距仪等[1]。该系统可概括为以下2个特点：

[5] 张其林, 赵永标. 一种电子式电流互感器信号畸变识别方法与应用[J]. 湖北文理学院学报, 2016, 37(2): 22-27.

电子式互感器校验过程中，电磁干扰、标准源的准确度、模数采集卡的准确性、信号的不同步等均对校验结果有较大的影响[12-15]，但是本文所关注的重点是由数字信号和模拟信号种类不一致所引起重要的误差或者噪声，即标准源产生模拟信号，而被校验对象是数字信号，为此在电子式互感器校验平台上，提出一种改进的数字滤波算法，对电子式互感器校验的准确性进行修正。

2.1　改进的数字滤波算法

改进的数字滤波算法流程如下：

步骤1：建立一个容纳N个数据的队列{x1,x2,…, xN}；

步骤2：将采样数据输入队列,并判断队列是否已满；

1.1.2 患者因素 ①恶性血液病患者化疗后血小板减少导致鼻腔出血，常采用油纱条填塞压迫止血，迫使患者张口呼吸，致口腔黏膜干燥、出血，病原菌随之进入导致口腔感染［6］。另外，患者口腔卫生习惯差，口腔疾患及不适合的义齿等都会使细菌大量寄居在口腔，导致口腔黏膜炎的发生。②长期住院也是恶性血液病患者口腔感染的重要因素，这是由于患者与其他患者和医务人员接触机会多，致病菌容易通过接触传播，导致口腔黏膜炎的易感性增加［7］。③长期使用抗生素导致的二重感染，以真菌性口腔炎为多见。

步骤3：若队列未满,则将采样数据输出,并重复判断队列是否已满；

近年来，创业投资的项目来源呈现出多元化的发展趋势，调查显示，2017年中国创投的项目来源仍然以“政府部门推荐”（21.9%）、“朋友介绍”（14.0%）和“项目中介机构”（16.0%）3个渠道为主。但三者占比之和从2013年的64.5%下滑到2017年的51.9%。

(1) 施工质量控制问题。受施工各方面条件的限制，施工质量控制是改造方案的关键所在，特别是在新浇筑道床与既有道床基础联结，以及换铺新轨枕、安装扣件并浇筑恢复整体道床后，白天行车产生的振动和冲击才是影响施工质量的关键因素。

步骤4：若队列已满,先用冒泡法求取队列中的最大值xmax和最小值xmin，然后去除xmax和xmin,并求取剩余(N-2)个数据的算术平均值y,如式(1)所示，将y输出,并重复判断队列是否已满。

(1)

步骤5：对于已满的队列，按照先进先出原则，每次进来一个新数据的同时丢弃一个最“老”的数据，使整个队列始终保持固定长度N。且每当新输入一个数据后，先判断其是否为最大值xmax或最小值xmin，然后进行求取算术平均值yj，j是采集数据的次数。

yj的计算按照先从输入的N个采样数据xi(i=1，2，…，N)中去除最大值xmax和最小值xmin，然后按去除后的(N-2)个采样数据,依据式(1)计算yj。

按照以上方法进行10次采样，获得一组{y1,y2,…,y10},然后对10个y值按照式(2)取算术平均值yavg，作为本次采样值并输出。

(2)

2.2　改进的数字滤波校验流程

在电子式互感器校验平台应用过程中，为有效有序开展电子式互感器的校验和管理[15-17]，应用改进的数字滤波算法，根据电子式互感器校验的相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定度等4个重要校验指标，在校验平台上制定相应的校验算法流程，如图2所示。

图2　改进的电子式互感器数字滤波校验流程 Fig.2　Improved digital filter check flow chart for electronic transformer

(1) 根据脉冲同步时钟信号，分别获取待测电子式互感器的数字信号和标准电磁式互感器所产生的模拟量转数字量系统的采样数据；

(2) 根据2.1节所述的改进数字滤波算法分别对所述待测电子式互感器和标准源的采样数据进行数字滤波处理,并输出所述数字滤波处理数据；

WANG Jiaying, LIU Zhongzhan, FENG Liming, et al. Research on the online calibration technology for electronic transformers[J]. Smart Grid, 2017, 5(6): 584-589.

(4) 根据相位差法分别获取采样数据的幅值Am、相位φm和频率f；

利用插值快速傅氏变换算法(fast fourier transformation, FFT)算法分别分析采集数据各次谐波的参数,如式(3)和式(4)所示：

(3)

(4)

可推得信号的幅值Am、相位φm和频率f的值分别为：

(5)

(6)

(7)

式中：m为谐波次数；fs为采样频率；km为谐波信号采样序列对应的离散频点；δm为频谱偏离估计值,且0≤δm≤1；XH为采样点；WH为矩形窗。

教师作为传道者，自己首先要信道、明道，要先受教育。面对新环境、新任务和新目标的挑战，辅导员自身的知识、素养、眼界和能力必须跟上形势的变化，不然就会出现“本领恐慌”。“打铁必须自身硬”，克服本领恐慌最直接的方法就是学习。学习是辅导员提高素质、增长本领的非常重要的途径。

(5) 根据式(5—7)所求的频率、相位和幅值计算待测电子式互感器的相位误差φe、电流误差εi、电压误差εu和A类不确定度ua，如公式(8—10)所示。

φe=φ-(φor-2πfTtdr)

(8)

式中：φ为待测电子式互感器的相位差；φor为电子式互感器因技术产生的额定相位差； f为频率；T tdr为数据处理和传输所需时间的额定值。

%

(9)

式中：KCr为标准电流互感器的额定变比；Ip为信号源电流；Is为测量条件下,待测电流互感器的实际二次电流。

%

(9)

式中:Kr为标准电压互感器的额定电压比；Up为信号源电压；Us为测量条件下,待测电流互感器的实际二次电压。

4.防治方法。彻底清塘，有机肥要充分发酵后再使用，保持优良的水质，加强管理，科学投饵，提高鱼体免疫能力，有寄生虫时及时杀虫。发病季节定期泼洒生石灰或漂白粉，防止此病发生。

(11)

式中：Ua是待测样本的校准值；xk为测量的电压/电流值为k次测量的平均值；n-1为自由度。

(6) 按IEC 60044原则，依据GB/T 20840.7—2007和GB/T 20740.8—2007校验标准，根据第5步的计算结果，核准电子式互感器的校验数据。

3　算例分析

选取天津市高新区220 kV智能变电站的某一国内知名品牌3台0.5S级电子式互感器作为案例进行分析，分别编号为电子式互感器1号，2号和3号，其刚投入使用时的相位误差为0.40，电流误差为0.31，电压误差为0.12，A类不确定度为0.05(以上数据均为相对误差)，3台电子式互感器的投入运行时间分别为2.4 a，3.1 a和5.4 a。现分别将3台电子式互感器在电子式互感器校验平台进行检测，检测平台所选择配置有：电磁式互感器0.2S级作为标准源，40 M采样频率的A/D模数采集卡，单脉冲异步的脉冲同步时钟器，CPU主频为3.7 GHz的联想Lenevo主站平台，其检测结果见表1。

表1　电子式互感器的校验结果对比 Tab. 1　Comparison of calibration results of electronic transformers

项目1号2号3号相位误差0．430．540．65电流误差0．320．420．51电压误差0．140．280．34A类不确定度0．070．130．21

从表1中不难发现：

(1) 与刚投入运行时的原始数据对比可知，电子式互感器的投运时间越长，相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定等偏差均相对较大。电子式互感器在实际运行过程中会产生一定的误差，且与实际的工程运行情况，基本吻合。

(2) 检测过程中，采用单脉冲异步的同步时钟触发方式，确保了在同一时刻,分别获取模拟量转数字量系统和待测电子式互感器的数字输出信号,然后对数字输出信号直接进行频率、幅值和相位等比对,在数据处理方面大大降低了突发干扰的影响，校验的准确性高,不存在延时现象,一定程度上确保了电子式互感器校验的效果和准确性。

(3) 3个电子式互感器4个检测指标的误差均相对较小，其主要原因是所选用的标准源是0.2S级电磁式互感器，而被校验的电子式互感器为0.5S级，这与检测标准中所规定的标准源必须高于被检测样品2个数量级的规定有一定的差距，后续有待提高电磁式互感器的级别。

[12] 邓　威, 毛　娟. 智能变电站电子式互感器故障分析及建议 [J]. 中国电力, 2016, 49(2): 180-184.

为对比分析改进的数字滤波方法有效性，在同一检测平台上，选取投运时间相对较久的3号电子互感器为样本，进行算术平均数字滤波法和改进的数字滤波法对比分析，其结果如表2和表3所示。

表2　校验结果对比 Tab. 2　Comparison of calibration results

项目改进的数字滤波算法算术平均数字滤波法相位误差0．650．74电流误差0．510．68电压误差0．340．59A类不确定度0．210．38

表3　运算时间对比 Tab. 3　Comparison of operation time 　s

项目改进的数字滤波算法算术平均数字滤波法相位误差运算时间22．915．2电流误差运算时间26．116．3电压误差运算时间28．517．3A类不确定度运算时间23．417．9

基于以上案例的小样本，从表2和表3可知：

(1) 改进的数字滤波算法与算术平均数字滤波算法相比，在相位误差、电流误差、电压误差和A类不确定等偏差均相对较小，其主要原因是多次采样获得数据进行计算，有效规避了数据的采样误差，且与实际的运行数据情况吻合度较高。

基于9省（区、市）调查的全国基层药学人员药学服务现状及其培训需求研究 ……………………………… 沈江华等（6）：843

(2) 通常校验标准源的输入信号除了含有基波分量外，还含有高次谐波分量及白噪声等。干扰量的来源一般也有两个方面，其一是电力系统的高次谐波，另一个是环境的电磁干扰和噪声干扰。因此，校验系统设计抗干扰措施主要包括部分环节屏蔽、系统接地、采集回路设计低通滤波器等硬件的抗干扰措施，而本文提出了一种对采样数据进行数字滤波处理的电子式互感器校验方法，有利于提高电子式互感器的校验精度。

(3) 本文所提出的改进数字滤波算法是在滑动平均值滤波算法、算术平均值滤波法以及防脉冲干扰平均滤波法的基础上进行了改进,相比于单纯的算术平均数字滤波算法，会更加适用于多次数据采集的计算。

4　结语

本文所提基于改进数字滤波算法的电子式互感器稳态校验方法，能够确保在同一时刻,分别获取模拟量转数字量系统和待测电子式互感器的数字输出信号,然后对数字输出信号直接进行频率、幅值和相位的比对,大大提高了电子式互感器校验系统的准确性；同时也需要进行多次数据采样，增加了一定的采用时间成本。

文中所提的改进数字滤波算法，是滑动平均值滤波算法、算术平均值滤波法以及防脉冲干扰平均滤波法等多种数字滤波的混合使用，在数据处理方面大大降低了突发干扰的影响，提高了电子式互感器校验的准确性。

参考文献：

[1] GB/T 20740.8—2007 电子式电流互感器[S].

病例讨论教学法培养了学生综合思维能力。教学中除知识和技能的传授外，还向学生提出问题，学生通过查找资料、讨论、情境再现等方式，不仅能消化教科书的重点、难点，还有利于学生对疾病的认识和对护理措施的理解，培养了学生的思维与创新能力。

GB/T 20740.8—2007 Electronic current transformer[S].

[2] GB/T 20840.7—2007 电子式电压互感器[S].

GB/T 20840.7—2007 Electronic current transformer[S].

[3] 谢琼香, 何瑞文, 蔡泽祥, 等. 3种电子式电流互感器的传变特性分析与比较[J]. 电力系统及其自动化学报, 2014, 26(5): 18-22.

XIE Qiongxiang, HE Ruiwen, CAI Zexiang, et al. Characteristics analysis and comparison of three types of electronics current transformers [J]. Proceedings of the CSU-EPSA, 2014, 26(5): 18-22.

(2) 此种校验方法主要基于差值法原理，即将标准互感器的模拟输出信号与被校电子式互感器的数字输出做差，再对差值信号进行处理得到比差和角差，与标准互感器模拟输出相比，电子式互感器的数字输出是离散序列。因此，若将数字信号转换成模拟信号再用差值法将很难满足准确度要求。

LIU Xiaoxian, ZENG Qing, ZOU Xiaoli, et al. Application of electronic transformer[J]. Proceedings of the CSU-EPSA, 2010, 22(1): 133-137.

鄂中生态副总经理代中旭表示，鄂中生态科教短视频不仅降低了农化服务成本，还让技术服务离田间地头越来越近。目前鄂中生态已经在微信等自媒体开通了专家绿色通道，农民有任何的技术服务需求，都可以通过科教短视频、图片等迅速传送到专家团队，在1小时内解决技术需求，实行远程诊断，远程给出营养方案。

ZHANG Qilin, ZHAO Yongbiao. Recognition of electronic current transformer’s signal distortion and its application[J]. Journal of Hubei University of Arts and Science, 2016, 37(2): 22-27.

[6] 王佳颖, 刘忠战, 冯利民, 等. 电子式互感器在线校验技术研究[J]. 智能电网, 2017, 5(6): 584-589.

(3) 采用过零点检测法分别提取采样数据的基频分量；

[7] 陈　勇,李　聪, 刘升鹏. 电子式互感器高频数据采集与传输方案[J]. 计算机测量与控制,2017, 25(3): 205-208.

CHENG Yong, LI Cong, LIU Shengpeng. A design scheme of electronic transformer high frequency signal acquisition and transmission[J]. Computer Measurement & Control, 2017, 25(3): 205-208.

DENG Wei, MAO Juan. Analysis and proposition for m￣a￣l￣f￣u￣n￣c-tion of electronic transformer in intelligent substation[J]. Electric Power, 2016, 49(2): 180-184.

肖家山金矿床位于钦杭成矿带湖南段湘东北亚段。该成矿带是我国重要矿产资源产地，带上有黄金洞金矿、万古金矿、雁林寺金矿等金矿床（点）。本文将对找矿勘探过程中获取的矿体地质数据与资源量的数量关系运用单因素直方图统计、相关分析、分形统计学、曲线拟合等方法进行研究，以从中获取一些有关成矿规律信息。

ZHANG Mingzhu, LI Kaicheng, LI Zhenxing, et al. Design of calibration technology of electronic transformers based on high-precision acquisition card[J]. Power System Protection and Control, 2010,38(15): 114-118.

[9] 冯利民, 王晓波, 吴联梓, 等. 500 kV GIS 变电站VFTO对于电子式互感器的电测骚扰研究[J]. 电工技术学报, 2016, 31(1): 85-90.

本研究也存在一些不足，第一主成分涵盖了商业、金融、办公、生活服务、住宅等信息，除了提取商业区之外，还能够反映居住区的分布。因为居住区其实是公共服务设施相对比较完善的区域，这与第一主成分表达的特征相似。合理选择主成分得分的阈值，将有助于识别居住区及其分布特征。还可以尝试将主成分作为特征变量，对样本进行聚类或者判别分析，进一步识别功能区以及城市总体布局，这也是今后主要的研究方向。

FENG Limin, WANG Xiaobo, WU Lianzi, et al. Study on impact of VFTO electromagnetic interference on electronic transformer in 500 kV GIS substation[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2016, 31(1): 85-90.

[10] 杨慧霞, 郭　伟, 邓迎君. 几种电子式互感器校验方式的研究和比较[J]. 电力系统保护与控制, 2009, 37(22): 99-101.

YANG Huixia, GUO Wei, DENG Yingjun. Study and c￣o￣m￣p￣a￣r￣ison on several different electronic transformer calibration methods[J]. Power System Protection and Control, 2009, 37(22): 99-101.

[11] 赵毅强, 李　旭, 赵公元, 等. 一种可配置数字滤波器设计及其ASIC实现[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2017, 48(4): 990-995.

从调研了解的情况看，弱电“三线”治理是当前反映比较突出、矛盾比较集中的一个问题。丁文萱委员对此非常关注：“请问行业主管部门，如何加强各方面的沟通协调，突破“三线”整治难题，让社区更安全美观、让人民群众更满意？”

ZHAO Yiqiang, LI Xu, ZHAO Gongyuan, et al. Design of configurable digital filter and its ASIC implementation[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2017, 48(4): 990-995.

选取2015年8月至2016年2月期间,我院收治的甲状腺功能亢进症患者24例,其中男性患者10例,女性患者14例,患者年龄22至65岁,平均(39.2±3.3)岁。24例甲状腺功能亢进症患者中浸润性的突眼患者13例,非浸润性的突眼患者11例。24例患者均存在消瘦、易怒及多汗症状。经过甲状腺功能的检查,T3与T4存在升高情况,TSH下降。

[8] 张明珠, 李开成, 李振兴, 等. 基于高精度采集卡的电子式互感器校验系统设计[J]. 电力系统保护与控制, 2010,38(15): 114-118.

[13] 樊　陈, 倪益民, 耿明志, 等. 智能变电站合并单元技术规范修订解读[J]. 电力系统自动化, 2016, 40(20): 1-5,75.

FAN Chen, NI Yimin, GENG Mingzhi, et al. Interpretation of technical specification revision of merging unit in smart substation[J]. Automation of Electric Power Systems, 2016, 40(20): 1-5,75.

[14] 邹三红，徐强超，邝国安，等. 智能变电站合并单元关键参数测试[J]. 广东电力，2017，30(5)：124-127.

ZOU Sanhong, XU Qiangchao, KUANG Guo'an, et al. Testing on key parameters of intelligent substation merging unit[J]. Guangdong Electric Power，2017，30(5)：124-127.

[15] 田　斌, 鲍　刚, 李振华, 等. 电子式互感器电磁干扰及其关键技术现状研究[J]. 变压器, 2017, 54(6): 30-35.

TIAN Bin, BAO Gang, LI Zhenhua, et al. Research on electromagnetic interference and its key technical situation of electronic instrument transformer[J]. Transformer, 2017, 54(6): 30-35.

[16] 葛磊蛟, 王守相, 王　尧, 等. 多源异构的智能配用电数据存储处理技术[J]. 电工技术学报, 2015, 30(s2): 159-168.

GE Leijiao, WANG Shouxiang, WANG Yao, et al. Storage and processing technology of the multi-source isomerized data for smart power distribution and utilization[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2015, 30(s2): 159-168.

[17] 张雁秋, 魏　伟, 李红斌. 基于Lagrange 插值频率估计的数字电能计量算法[J]. 电测与仪表, 2017, 54(5): 80-84.

ZHANG Yanqiu, WEI Wei, LI Hongbin. Digital power metering algorithm based on Lagrange interpolation frequency estimation[J]. Electrical Measurement & Instrumentation, 2017, 54(5): 80-84.

[18] 易　斌，潘　峰，林国营，等. 电子式互感器校验技术综述[J]. 广东电力，2016，29(2)：1-8.

YI Bin, PAN Feng, LIN Guoying, et al. Summary on c￣a￣l￣i￣b￣r￣a￣tion technology for electronic transformer[J]. Guangdong Electric Power，2016，29(2)：1-8.