Способ и устройство для определения параметров емкостного компонента

Настоящее изобретение относится к области определения емкости и коэффициента потерь каждого из множества емкостных компонентов устройства электропитания. Техническим результатом является устранение влияния температуры на результаты измерений. Заявленный способ содержит этапы, на которых: а) получают для каждого емкостного компонента соответствующее значение емкости и значение коэффициента потерь, и b) обрабатывают значения емкости и значения коэффициента потерь, при этом обработка включает в себя удаление общего влияния температуры на значения емкости из значений емкости и удаление общего влияния температуры на значения коэффициента потерь из значений коэффициента потерь для получения для каждого емкостного компонента термокомпенсированного значения емкости и термокомпенсированного значения коэффициента потерь. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее раскрытие в общем относится к определению параметров емкостного компонента устройства электропитания. В частности, оно относится к способу определения емкости и коэффициента потерь множества емкостных компонентов устройства электропитания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существует необходимость мониторинга проходного изолятора из-за того, что отказы проходного изолятора составляют около 10% отказов трансформаторов. Существует ряд различных способов определения параметров проходного изолятора для оценки состояния проходного изолятора. Одну технологию в общем называют способом суммарного тока, в котором измеряют и суммируют токи отвода проходного изолятора от всех проходных изоляторов трансформатора. Пока сумма векторов равна нулю, как правило, можно сделать вывод, что проходные изоляторы функционируют должным образом. Если сумма векторов не равна нулю, как правило, можно сделать вывод о наличии неисправности проходного изолятора. Этот способ в общем не зависит от температуры, потому что все конденсаторы проходного изолятора одинаково подвержены изменениям температуры. Однако, если, например, изоляция одного из проходных изоляторов повреждена, этот проходной изолятор может работать по-другому из-за локальных тепловых условий. US 6177803 раскрывает способ суммарного тока и упоминает возможность температурной компенсации в этом случае. Однако способ суммарного тока чувствителен к флуктуациям напряжения системы и никогда не обеспечит никаких значений базовых параметров отдельных проходных изоляторов, таких как емкость и коэффициент потерь.

Другая технология определения неисправности проходного изолятора основана на сравнении двух проходных изоляторов на одной и той же фазе. Этот способ называют «способом эталонного проходного изолятора». Даже если способ эталонного проходного изолятора считают нечувствительным к флуктуациям напряжения системы, было показано, что параметры проходного изолятора подвержены влиянию разности температур между двумя проходными изоляторами, образующими часть соответствующего трансформатора, из-за разной нагрузки, условий охлаждения, срока службы, и т.д.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В свете вышесказанного в отношении способа эталонного проходного изолятора авторы настоящего изобретения обратились к возможности оценки емкости и коэффициента потерь множества проходных изоляторов одного трансформатора на основе тока отвода проходного изолятора и эксплуатационного напряжения в верхней части проходного изолятора, часто называемой оценкой «абсолютных параметров проходного изолятора». Однако этот способ, к сожалению, также чувствителен к изменениям температуры.

Ввиду вышесказанного задачей настоящего раскрытия является обеспечение способа определения параметров емкостного компонента множества емкостных компонентов устройства электропитания, который решает или по меньшей мере смягчает проблемы известного уровня техники.

Следовательно, согласно первому аспекту настоящего раскрытия обеспечен способ определения емкости и коэффициента потерь каждого из множества емкостных компонентов устройства электропитания, причем способ содержит этапы, на которых: а) получают для каждого емкостного компонента соответствующее значение емкости и значение коэффициента потерь, и b) обрабатывают значения емкости и значения коэффициента потерь, причем обработка включает в себя этапы, на которых удаляют общее влияние температуры на значения емкости из значений емкости и удаляют общее влияние температуры на значения коэффициента потерь из значений коэффициента потерь для получения для каждого емкостного компонента термокомпенсированного значения емкости и термокомпенсированного значения коэффициента потерь.

Эффект, который при этом может быть получен, является возможностью обеспечивать точные оперативные измерения емкости и коэффициента потерь в емкостных компонентах электрического устройства. Коэффициент потерь также обычно называют tan(δ) и связывают с коэффициентом мощности. Коэффициент мощности и коэффициент потерь по существу равны для малых коэффициентов потерь, что имеет место для емкостных применений, и поэтому могут использоваться взаимозаменяемо для этого способа.

Устройство электропитания может, например, представлять собой устройство электрического реактора, такое как устройство электромагнитной индукции, например, трансформатор, такой как силовой трансформатор, или реактор, или емкостное устройство, такое как конденсаторная батарея. Емкостный компонент или емкостное устройство может, например, представлять собой сердечники конденсаторного проходного изолятора или конденсаторы конденсаторной батареи.

Согласно одному варианту выполнения общее влияние температуры на значения емкости и значения коэффициента потерь множества емкостных компонентов получают на основе периода обучения, в котором было собрано множество значений емкости каждого емкостного компонента и множества значений коэффициента потерь каждого емкостного компонента.

Согласно одному варианту выполнения общее влияние температуры на емкость получают на основе статистического корреляционного анализа множества значений емкости, собранных в период обучения.

Согласно одному варианту выполнения общее влияние температуры на коэффициент потерь получают на основе статистического корреляционного анализа множества значений коэффициента потерь, полученных в период обучения.

Период обучения может, например, составлять измерения, полученные в начальной фазе, или период, когда устройство определения параметров конденсатора вводится в эксплуатацию.

Способ может быть основан на постепенном обучении, причем период обучения продолжается непрерывно, а также во время выполнения способа. Таким образом, способ может использоваться по существу немедленно без какого-либо предварительного периода обучения при вводе в эксплуатацию. Таким образом, точность способа будет постепенно увеличиваться со временем, по мере того, как будут собирать все больше и больше значений емкости каждого емкостного компонента и все больше и больше значений коэффициента потерь каждого емкостного компонента.

Согласно одному варианту выполнения обработка включает в себя этапы, на которых преобразуют посредством первой матрицы собственных векторов вектор емкости, для которого каждый элемент является соответствующим одним из значений емкости, для получения преобразованного вектора емкости, и обратно преобразуют преобразованный вектор емкости с инверсией скорректированной первой матрицы собственных векторов для получения скорректированного вектора емкости, который в качестве своих элементов содержит термокомпенсированные значения емкости.

Согласно одному варианту выполнения первая матрица собственных векторов содержит собственные векторы первой ковариационной матрицы емкостной матрицы периода обучения, содержащей для каждого конденсатора множество значений емкости, полученных во время периода обучения.

Первая ковариационная матрица может быть нормализована и масштабирована для определения первой матрицы собственных векторов.

Согласно одному варианту выполнения скорректированная первая матрица собственных векторов имеет элементы одного из собственных векторов, установленные на ноль.

Согласно одному варианту выполнения собственный вектор, элементы которого установлены на ноль, является собственным вектором, который соответствует наибольшему собственному значению. Наибольшее собственное значение представляет наибольшее общее изменение среди значений емкости. Наибольшим общим изменением является влияние температуры. Установкой соответствующего собственного вектора на ноль в скорректированной первой матрице собственных векторов удаляют общее влияние температуры значений емкости, когда преобразованный вектор емкости преобразуют обратно с использованием инверсии скорректированной первой матрицы собственных векторов.

Согласно одному варианту выполнения обработка включает в себя этапы, на которых преобразуют посредством второй матрицы собственных векторов вектор коэффициента потерь, для которого каждый элемент является соответствующим одним из значений коэффициента потерь, для получения преобразованного вектора коэффициента потерь, и обратно преобразуют преобразованный вектор коэффициента потерь с инверсией скорректированной второй матрицы собственных векторов для получения скорректированного вектора коэффициента потерь, который в качестве своих элементов содержит термокомпенсированные значения коэффициента потерь.

Согласно одному варианту выполнения вторая матрица собственных векторов содержит собственные векторы второй ковариационной матрицы матрицы коэффициента потерь периода обучения, содержащей для каждого проходного изолятора множество значений коэффициента потерь, полученных во время периода обучения.

Вторая ковариационная матрица может быть нормализована и масштабирована до определения второй матрицы собственных векторов.

Согласно одному варианту выполнения скорректированная вторая матрица собственных векторов имеет элементы одного из собственных векторов, установленные на ноль.

Согласно одному варианту выполнения собственный вектор, элементы которого установлены на ноль, является собственным вектором, который соответствует наибольшему собственному значению. Наибольшее собственное значение представляет наибольшее общее изменение среди значений коэффициента потерь. Наибольшим общим изменением является влияние температуры. Установкой соответствующего собственного вектора на ноль в скорректированной первой матрице собственных векторов удаляют общее влияние температуры значений коэффициента потерь, когда преобразованный вектор коэффициента потерь преобразуют обратно с использованием инверсии скорректированной первой матрицы собственных векторов.

Один вариант выполнения содержит этапы, на которых обеспечивают соответствующий верхний и нижний пороговое значение для каждой емкости и каждого коэффициента потерь, и генерируют сигнал тревоги в случае, если любое из термокомпенсированных значений емкости или термокомпенсированных значений коэффициента потерь выходит за пределы соответствующего верхнего или нижнего порога.

Согласно одному варианту выполнения получение включает в себя этап, на котором определяют соответствующее значение емкости и соответствующее значение коэффициента потерь на основе измерения соответствующего напряжения на выводе проходного изолятора и соответствующего тока отвода проходного изолятора.

Согласно второму аспекту настоящего раскрытия обеспечена компьютерная программа, содержащая исполняемые компьютером компоненты, которая при запуске на схеме обработки устройства определения параметров емкостного компонента заставляет устройство определения параметра емкостного компонента выполнять этапы согласно способу согласно первому аспекту.

Согласно третьему аспекту настоящего раскрытия обеспечен компьютерный программный продукт, содержащий носитель данных, включающий в себя компьютерную программу, согласно второму аспекту.

Согласно четвертому аспекту настоящего раскрытия обеспечено устройство определения параметров емкостного компонента, выполненное с возможностью определять емкость и коэффициент потерь каждого из множества емкостных компонентов устройства электропитания, причем устройство определения параметров емкостного компонента содержит: схему обработки и носитель данных, содержащий исполняемые компьютером компоненты, которые при выполнении схемой обработки заставляют устройство определения параметров емкостного компонента выполнять этапы способа согласно первому аспекту.

В общем все термины, используемые в формуле изобретения, должны интерпретироваться согласно их обычным значениям в области техники, если в настоящем документе явно не определено другое. Все ссылки на «элемент, устройство, компонент, средство и т.д. в единственном числе» должны интерпретироваться открыто как относящиеся по меньшей мере к одному экземпляру элемента, устройства, компонента, средства и т.д., если явно не указано иное.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Конкретные варианты выполнения изобретательского замысла теперь будут описаны в качестве примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг. 1 схематично показывает пример устройства определения параметров емкостного компонента;

Фиг. 2 показывает блок-схему способа, выполняемого устройством определения параметров емкостного компонента на Фиг. 1;

Фиг. 3 показывает измерительную установку для получения значений емкости и значений коэффициента потерь емкостных компонентов устройства электропитания;

Фиг. 4а-4b схематично показывают графики значений коэффициента потерь и значений емкости, соответственно, с температурной компенсацией и без нее, нанесенные на график с течением времени; и

Фиг. 5 схематично показывает график параметра проходного изолятора, то есть значения коэффициента потерь или значения емкости, с верхним и нижним пороговыми значениями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Изобретательский замысел теперь будет описан более полно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых показаны иллюстративные варианты выполнения. Изобретательский замысел может, однако, быть выполнен во многих различных формах и не должен рассматриваться как ограниченный вариантами выполнения, изложенными в данном документе; скорее, эти варианты выполнения обеспечены в качестве примера, что бы это раскрытие было тщательным и полным и полностью передавало объем изобретательского замысла специалистам в области техники. Одинаковые позиции относятся к одинаковым элементам по всему описанию.

Настоящее раскрытие относится к способу определения емкости и коэффициента потерь множества емкостей одного устройства электропитания. При этом способ особенно подходит для определения параметров емкостного компонента устройства электропитания, содержащего множество емкостных компонентов. В частности, устройство электропитания предпочтительно представляет собой многофазное устройство электропитания, то есть устройство электропитания, содержащее множество емкостных компонентов, причем каждый емкостной компонент связан с соответствующей электрической фазой.

Способ включает в себя получение значения емкости каждого емкостного компонента и значения коэффициента потерь каждого емкостного компонента. Следовательно, получают множество значений емкости и множество значений коэффициента потерь, причем каждое значение емкости связано с соответствующим одним из емкостных компонентов, и каждое значение коэффициента потерь связано с соответствующим одним из емкостных компонентов.

Значения емкости и значения коэффициента потерь обрабатывают для получения для каждого емкостного компонента термокомпенсированного значения емкости и термокомпенсированного значения коэффициента потерь. Обработка включает в себя удаление общего влияния температуры на значения емкости из значений емкости и удаление общего влияния температуры на значения коэффициента потерь из значений коэффициента потерь. Таким образом могут быть получены термокомпенсированные значения емкости и термокомпенсированные значения коэффициента потерь.

Поскольку все емкостные компоненты обеспечены в одном и том же устройстве электропитания, будет общее влияние температуры на все полученные значения емкости и общее влияние температуры на все полученные значения коэффициента потерь. Общие влияния на значения емкости удаляют из значений емкости, а общее влияние на коэффициенты потерь удаляют из значений коэффициента потерь.

Устройство определения параметров емкостного компонента выполненное с возможностью выполнять способ, как раскрыто в данном документе, теперь будет описано со ссылкой на Фиг. 1. Приведенное в качестве примера устройство 1 определения параметров емкостного компонента содержит схему 3 обработки и носитель 5 данных. Носитель 5 данных содержит исполняемые компьютером компоненты, которые при запуске на схеме 3 обработки заставляют устройство 1 определения параметров емкостного компонента выполнять способ, как раскрыто в данном документе.

Схема 3 обработки использует любую совокупность одного или нескольких из подходящего центрального процессора (CPU), мультипроцессора, микроконтроллера, цифрового сигнального процессора (DSP), специализированной заказной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем матрицы логических элементов (FPGA) и т.д., способных выполнять любые раскрытые здесь операции, касающиеся определения параметров проходного изолятора.

Носитель 5 данных может, например, быть выполнен как память, такая как запоминающее устройство с произвольной выборкой (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM) или электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM) и, более конкретно, как энергонезависимый носитель данных устройства во внешней памяти, такой как USB (универсальная последовательная шина) или флэш-память, такая как компактная флэш-память.

Емкостный компонент, упомянутый в данном документе, может, например, представлять собой сердечник конденсатора проходного изолятора устройства электропитания или конденсатор конденсаторной батареи.

Фиг. 2 показывает способ определения емкости и коэффициента потерь каждого из множества емкостных компонентов устройства электропитания.

На этапе а) для каждого емкостного компонента электрического устройства соответствующее значение емкости и соответствующее значение коэффициента потерь получают схемой 3 обработки.

В случае проходного изолятора, обеспеченного сердечником конденсатора, каждое значение емкости и значение коэффициента потерь может, например, быть получено на основе измерений соответствующего напряжения на выводе проходного изолятора и соответствующего тока отвода проходного изолятора. Значения емкости и значения коэффициента потерь могут быть оценены на основе соответствующего напряжения на выводе проходного изолятора и тока отвода проходного изолятора.

Фиг. 3 показывает пример установки, которая обеспечивает измерение напряжения V на выводе проходного изолятора и тока I отвода проходного изолятора. Например, напряжение V на выводе проходного изолятора может быть получено с использованием трансформатора напряжения. Комплексная проводимость Y проходного изолятора равна току I отвода проходного изолятора, деленному на напряжение на выводе проходного изолятора, то есть Y=I/V, и каждое значение емкости может быть оценено делением мнимой части комплексной проводимости на угловую частоту системы, т.е. C=Im(Y)/ω. Коэффициент потерь, или tan(δ), может быть оценен делением действительной части комплексной проводимости с комплексной частью комплексной проводимости, то есть Re(Y)/Im(Y), что эквивалентно i_r/i_c, т.е. tan(δ)=i_r/i_c.

На этапе b) значения емкости и значения коэффициента потерь обрабатывают посредством схемы 3 обработки. Обработка включает в себя удаление общего влияния температуры на значения емкости из значений емкости и удаление общего влияния температуры на значения коэффициента потерь. Таким образом, для каждого емкостного компонента получают термокомпенсированное значение емкости и термокомпенсированное значение коэффициента потерь.

Согласно одному примеру общее влияние температуры на значения емкости и общее влияние температуры на значения коэффициента потерь выводят из множества значений емкости каждого емкостного компонента и из множества значений коэффициента потерь каждого емкостного компонента, собранных во время периода обучения до начала настоящего способа. В частности, статистический корреляционный анализ может быть выполнен на этом наборе данных, то есть на значениях емкости и значениях коэффициента потерь, собранных в период обучения, посредством чего может быть определено общее влияние температуры на значения емкости и общее влияние температуры на значения коэффициента потерь. При этом общие влияния на температуру как правило заданы и, таким образом, готовы к применению на этапе b).

Согласно одному примеру этот статистический корреляционный анализ может включать в себя использование анализа главных компонентов (PCA), как будет описано более подробно ниже. Следует отметить, что другие способы статистического корреляционного анализа могут альтернативно использоваться на множестве значений емкости и значений коэффициента потерь, собранных в период обучения, например, способы на основе статистической регрессии.

В случае PCA обработка на этапе b) включает в себя преобразование посредством первой матрицы V_c собственных векторов вектора x_c емкости, для которого каждый элемент является соответствующим одному из значений емкости, полученных на этапе a), для получения преобразованного вектора емкости у_с. Следовательно, выполняют преобразование типа V_c*x_c=y_c, где столбцы первой матрицы V_c собственных векторов являются собственными векторами первой ковариационной матрицы X_cco емкостной матрицы X_c периода обучения, полученными во время периода обучения. В частности, матрица X_c емкости периода обучения содержит множество значений емкости каждого емкостного компонента, полученного во время периода обучения. В качестве примера, первая матрица собственных векторов может быть матрицей 3*3 V_c=[V_1c V_2c V_3c] в случае, если электромагнитное индукционное устройство имеет три электрические фазы и, следовательно, три емкостных компонента, причем V_1c-V_3c представляют собой собственные векторы, расположенные в виде столбцов, x=(c₁, c₂, c₃) представляет собой вектор, содержащий три компонента c₁-c₃, которые представляют собой три значения емкости, полученные на этапе а).

Преобразованный вектор емкости y_c затем преобразуют обратно посредством инвертированной скорректированной первой матрицы собственных векторов V_c', чтобы получать скорректированный вектор емкости x_c', который в качестве своих элементов содержит термокомпенсированные значения емкости. Для этого выполняют преобразование (V_c')^-1y_c=x_c', где x_c'=(c₁', c₂', c₃') содержит термокомпенсированные значения емкости.

Скорректированная первая матрица V_с' собственных векторов имеет элементы одного из собственных векторов, установленные на ноль. В частности, собственный вектор, элементы которого установлены на ноль, является собственным вектором, который соответствует наибольшему собственному значению или сингулярному значению, поэтому в общем случае n-емкостного компонента скорректированная первая матрица собственных векторов имеет вид V_c'=(0 V_c2… V_cn), и в примере с тремя емкостными компонентами скорректированная первая матрица собственных векторов имеет вид V_c'=(0 V_c2 V_c3).

Поскольку матрица X_c емкости, как правило, представляет собой матрицу m*n, где m≠n, диагонализация ее ковариационной матрицы, то есть первой ковариационной матрицы X_cco, невозможна, и с этой целью для получения «собственных значений» могут использовать другие способы факторизации первой ковариационной матрицы X_cco. Разложение по сингулярным значениям (SVD) может, например, использоваться для получения первой матрицы собственных векторов V_c.

Как отмечено выше, матрица X_c емкости периода обучения для значений емкости содержит множество значений емкости каждого емкостного компонента, собранных во время периода обучения, и в случае трехфазной системы матрица емкостного компонента может иметь форму X_c=(X_c1 X_c2 X_c3) и в более общем виде X_c=(X_c1… X_cn), где X_ck - это вектор столбцов с m элементами, каждый из которых представляет собой значение емкости k-того емкостного компонента, полученного во время периода обучения.

Также можно отметить, что матрица X_c емкости периода обучения может быть нормализована и масштабирована до того, как определяют первую ковариационную матрицу X_cco. Нормализация может включать в себя взятие среднего значения каждого столбца и вычитание среднего значения столбца из элементов столбца. Масштабирование может, например, включать в себя деление элементов в каждом столбце со стандартным отклонением элементов в столбце.

Обработка на этапе b) дополнительно включает в себя преобразование посредством второй матрицы собственных векторов V_tan(δ) вектора коэффициента потерь x_tan(δ), для которого каждый элемент является соответствующим одному из значений коэффициента потерь, полученных на этапе a), чтобы получать преобразованный вектор коэффициента потерь y_tan(δ). Следовательно, выполняют преобразование типа V_tan(δ)*x_tan(δ)=y_tan(δ), где столбцы второй матрицы собственных векторов V_tan(δ) являются собственными векторами второй ковариационной матрицы X_tan(δ)co матрицы коэффициента потерь периода обучения X_tan(δ), полученной во время периода обучения. В частности, матрица X_tan(δ) коэффициента потерь периода обучения содержит множество значений коэффициента потерь каждого емкостного компонента, полученного во время периода обучения. В качестве примера, вторая матрица собственных векторов может быть матрицей V_tan(δ)=[V_1tan(δ) V_2tan(δ) V_3tan(δ)] в случае, если электромагнитное индукционное устройство имеет три электрические фазы и, следовательно, три емкостных компонента, причем V_1tan(δ)-V_3tan(δ) представляют собой собственные векторы, расположенные в виде столбцов, и x_tan(δ)=(tan(δ)₁, tan(δ)₂, tan(δ)₃) представляет собой вектор, содержащий три компонента c₁-c₃, которые представляют собой три значения коэффициента потерь, полученные на этапе а).

Преобразованный вектор коэффициента потерь y_tan(δ) затем преобразуют обратно посредством инверсии скорректированной второй матрицы собственных векторов V_tan(δ)', чтобы получать скорректированный вектор x_tan(δ)' коэффициента потерь, который в качестве своих элементов содержит термокомпенсированные значения коэффициента потерь. Для этого выполняют преобразование (V_tan(δ)')^-1y_tan(δ)=x_tan(δ)', где x_tan(δ)'=(tan(δ)₁', tan(δ)₂', tan(δ)₃') содержит термокомпенсированные значения коэффициента потерь.

Скорректированная вторая матрица V_tan(δ)' собственных векторов имеет элементы одного из собственных векторов, установленные на ноль. В частности, собственный вектор, элементы которого установлены на ноль, является собственным вектором, который соответствует наибольшему собственному значению или сингулярному значению, поэтому в общем случае n-емкостного компонента скорректированная вторая матрица собственных векторов имеет вид V_tan(δ)'=(0 V_tan(δ)2 … V_tan(δ)n), и в примере с тремя емкостными компонентами V_tan(δ)'=(0 V_tan(δ)2 V_tan(δ)3).

Поскольку матрица X_tan(δ) коэффициента потерь периода обучения, как правило, представляет собой матрицу m*n, где m≠n, диагонализация ее ковариационной матрицы, то есть второй ковариационной матрицы X_tan(δ)co, невозможна, и с этой целью для получения «собственных значений» могут использовать другие способы факторизации второй ковариационной матрицы X_tan(δ)co. Разложение по сингулярным значениям (SVD) может, например, использоваться для получения второй матрицы V_tan(δ) собственных векторов.

Как отмечено ранее, матрица X_tan(δ) коэффициента потерь периода обучения для значений коэффициента потерь может содержать множество значений коэффициента потерь каждого емкостного компонента, собранных во время периода обучения, и в случае трехфазной системы матрица коэффициента потерь периода обучения может иметь форму X_tan(δ)=(Xtan(δ)₁ Xtan(δ)₂ Xtan(δ)₃), и в более общем виде X_tan(δ)=(Xtan(δ)₁ … Xtan(δ)_n), где Xtan(δ)_k - это вектор столбцов с m элементами, каждый из которых представляет собой значение коэффициента потерь k-того емкостного компонента, полученного в период обучения.

Также можно отметить, что матрица X_tan(δ) коэффициента потерь периода обучения может быть нормализована и масштабирована до того, как определяют вторую ковариационную матрицу X_tan(δ)co. Нормализация может включать в себя взятие среднего значения каждого столбца и вычитание среднего значения столбца из элементов столбца. Масштабирование может, например, включать в себя деление элементов в каждом столбце со стандартным отклонением элементов в столбце.

Фигуры 4а и 4b показывают примеры термокомпенсированных значений коэффициента потерь в сравнении с некомпенсированными изначально полученными значениями коэффициента потерь, т.е. значениями, полученными на этапе а), но без обработки на этапе b), и термокомпенсированных значений емкости по сравнению с некомпенсированными значениями емкости в контексте проходных изоляторов.

На Фиг. 4а значения коэффициента потерь показаны на графике для каждого из трех проходных изоляторов электромагнитного индукционного устройства. Кривые 7a, 9a и 11a показывают значения температурно-компенсированного коэффициента потерь трех проходных изоляторов во времени, тогда как кривые 7b, 9b и 11b показывают соответствующие некомпенсированные значения коэффициента потерь. Как можно видеть, кривые 7a-11a термокомпенсированных значений коэффициента потерь намного меньше подвержены флуктуациям и обеспечивают хорошую меру фактических абсолютных значений коэффициента потерь проходных изоляторов. Аналогично, на Фиг. 4b значения емкости показаны на графике для каждого из трех проходных изоляторов устройства электропитания. Кривые 13a, 15a и 17a показывают термокомпенсированные значения емкости трех проходных изоляторов во времени, в то время как кривые 13b-17b показывают соответствующие термокомпенсированные значения емкости.

Поскольку термокомпенсированные значения коэффициента потерь и значения емкости обеспечивают точные оценки коэффициента потерь и емкости проходных изоляторов, эти значения могут использоваться для определения наличия неисправности емкости или неисправности устройства электропитания. Таким образом, согласно одному примеру, могут быть предоставлены соответствующие верхнее пороговое значение U и нижнее пороговое значение L для каждой емкости и каждого коэффициента потерь, как показано на Фиг. 5 только для одного параметра емкости, т.е. график 19, который показывает один из двух параметров емкостного компонента, обсуждаемых здесь. Верхнее и нижнее пороговые значения U и L обеспечивают диапазон для каждого емкостного компонента и для каждого параметра емкостного компонента, в пределах которого допускают варьировать значение емкости или коэффициента потерь. В случае, если любое из термокомпенсированных значений емкости или термокомпенсированных значений коэффициента потерь выходит за пределы соответствующего верхнего или нижнего порогового значения, может быть сгенерирован сигнал тревоги, чтобы тем самым предупреждать оператора о наличии неисправности.

Изобретательский замысел в основном был описан выше со ссылкой на несколько примеров. Однако, как понятно специалисту в области техники, другие варианты выполнения, отличные от раскрытых выше, в равной степени возможны в пределах объема изобретательского замысла, как определено прилагаемой формулой изобретения.

1. Способ определения емкости и коэффициента потерь каждого из множества емкостных компонентов устройства электропитания, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:

измеряют напряжение и ток каждого емкостного компонента,

вычисляют комплексную проводимость для каждого емкостного компонента с использованием соответствующего напряжения и соответствующего тока,

получают для каждого емкостного компонента соответствующие значение емкости и значение коэффициента потерь с использованием соответствующей комплексной проводимости, и

обрабатывают значения емкости и значения коэффициента потерь, причем упомянутая обработка включает в себя этапы, на которых удаляют общее влияние температуры на значения емкости из значений емкости и удаляют общее влияние температуры на значения коэффициента потерь из значений коэффициента потерь, чтобы получать для каждого емкостного компонента термокомпенсированное значение емкости и термокомпенсированное значение коэффициента потерь,

причем упомянутая обработка включает в себя этапы, на которых преобразуют посредством первой матрицы собственных векторов вектор емкости, для которого каждый элемент является соответствующим одним из значений емкости, для получения преобразованного вектора емкости и обратно преобразуют преобразованный вектор емкости с инверсией скорректированной первой матрицы собственных векторов для получения скорректированного вектора емкости, который в качестве своих элементов содержит термокомпенсированные значения емкости, причем скорректированная первая матрица собственных векторов имеет элементы одного из собственных векторов, установленные на ноль, причем собственный вектор, который имеет свои элементы, установленные на ноль, является собственным вектором, который соответствует наибольшему собственному значению,

причем первая матрица собственных векторов содержит собственные векторы первой ковариационной матрицы матрицы емкости периода обучения, содержащей для каждого емкостного компонента множество значений емкости, полученных во время периода обучения.

2. Способ по п. 1, в котором общее влияние температуры на значения емкости и значения коэффициента потерь множества проходных изоляторов получают на основе периода обучения, в котором было собрано множество значений емкости каждого емкостного компонента и множество значений коэффициента потерь каждого емкостного компонента.

3. Способ по п. 2, в котором общее влияние температуры на емкость получают на основе статистического корреляционного анализа множества значений емкости, собранных в период обучения.

4. Способ по п. 2 или 3, в котором общее влияние температуры на коэффициент потерь получают на основе статистического корреляционного анализа множества значений коэффициента потерь, полученных в период обучения.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутая обработка включает в себя этапы, на которых преобразуют посредством второй матрицы собственных векторов вектор коэффициента потерь, для которого каждый элемент является соответствующим одним из значений коэффициента потерь, для получения преобразованного вектора коэффициента потерь, и обратно преобразуют преобразованный вектор вектора коэффициента потерь с инверсией скорректированной второй матрицы собственных векторов для получения скорректированного вектора коэффициента потерь, который в качестве своих элементов содержит термокомпенсированные значения коэффициента потерь.

6. Способ по п. 5, в котором вторая матрица собственных векторов содержит собственные векторы второй ковариационной матрицы матрицы коэффициента потерь периода обучения, содержащей для каждого емкостного компонента множество значений коэффициента потерь, полученных во время периода обучения.

7. Способ по п. 5 или 6, в котором скорректированная вторая матрица собственных векторов имеет элементы одного из собственных векторов, установленные на ноль.

8. Способ по п. 7, в котором собственный вектор, который имеет свои элементы, установленные на ноль, является собственным вектором, который соответствует наибольшему собственному значению.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, содержащий этапы, на которых обеспечивают соответствующие верхнее и нижнее пороговое значение для каждой емкости и каждого коэффициента потерь, и генерируют сигнал тревоги в случае, если любое из термокомпенсированных значений емкости или термокомпенсированных значений коэффициента потерь выходит за пределы упомянутого соответствующего верхнего или нижнего порога.

10. Носитель данных, содержащий компьютерную программу, сохраненную на нем и содержащую исполняемые компьютером компоненты, которая при запуске в схеме обработки устройства определения параметров емкостного компонента заставляет устройство (1) определения параметра емкостного компонента выполнять этапы согласно способу по любому из пп. 1-9.

11. Устройство (1) определения параметров емкостного компонента, выполненное с возможностью определять емкость и коэффициент потерь каждого из множества емкостных компонентов устройства электропитания, причем устройство определения параметров емкостного компонента содержит:

схему (3) обработки, и

носитель (5) данных, содержащий исполняемые компьютером компоненты, которые при выполнении схемой (5) обработки заставляют устройство (1) определения параметров емкостного компонента выполнять этапы способа по любому из пп. 1-9.