用于确定测量信号中的错误信号窗的装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于求取错误信号窗的装置(2)，所述错误信号窗所代表在用于能量传输的电气设备(8)的测量信号中的信号错误。在能量传输中通过传感检测的测量信号在此首先在初始化阶段(12)中借助于模型分析，以便确定多个初始系数元组(14)，所述初始系数元组分别形成模型的系数。由此，作为期望值借助于装置(2)求取噪声元组(16)。在紧接于初始化阶段(12)的检查阶段(18)中，借助于装置(2)借助于模型分析测量信号的另外的信号窗。产生的系数对于每个信号窗产生一个测量元组。由装置(2)使用相应的测量元组与噪声元组的距离(D)，以便确定：所分析的信号窗是否代表信号错误。如果情况如此，那么将相应的信号窗确定为错误信号窗。此外，本发明专利技术涉及一种用于能量传输的系统(26)，其中，所述系统(26)包括装置(2)，并且本发明专利技术此外涉及一种用于运行装置(2)的方法。外涉及一种用于运行装置(2)的方法。外涉及一种用于运行装置(2)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定测量信号中的错误信号窗的装置、系统和方法

技术介绍

[0001]电气设备可以构成为用于传输电能。电气设备可以是例如具有多个线路的电气电缆，所述电气电缆用于传输电能。其他电气设备同样可以用于传输电能、例如变压器，或者也可以用于量化电流和电压，例如电气变换器或架空电线。优选地，电气设备是用于高压直流电流传输或者高压交流电流传输的电缆。如果使用高压来传输电能，那么可能产生部分放电(简称：TE)。称为部分放电的是位置上受限的电气放电，该电气放电部分地桥接导体、特别是之前所述的电缆之间的绝缘部。部分放电例如可能由于在导体中的缺陷和/或由于在电缆的绝缘中的不均匀性而出现。如果发生部分放电，那么这引起具有所属的信号模式的、代表部分放电的信号，该信号同样由电气设备传输。传输在该情况下然而由部分放电的地点发生至电气设备的连接位置。在由部分放电引起的信号可以在电气设备的连接位置处检测到之前，所述由部分放电引起的信号因此必须经过一定的传输路径。电气设备的感性、容性和/或阻性元件可以引起由部分放电引起的信号的衰减和/或变形。在连接位置处因此经常仅仅可以通过传感来检测由部分放电引起的衰减和/或变形的信号。由部分放电引起的信号也可以称为测量信号的错误信号分量或者简称为错误信号。其他错误信号也可以通过电气设备的其他错误引起。
[0002]为了确定：是否在借助于电气设备的电能传输中出现错误，在实践中经常记录在电气设备的连接位置处可检测的测量信号且紧接着手动地、例如借助于示波器对其进行检查，以便确认：是否在电气设备中的电能传输中出现错误。然而该方法相对于可能的错误估计是非鲁棒的并且此外非常耗费时间。

技术实现思路

[0003]本专利技术基于的目的在于，提供一种装置、系统和方法，其在借助于电气设备的电能传输中允许有效且错误鲁棒地识别错误。
[0004]按照本专利技术的第一方面，所述目的通过具有权利要求1的特征的装置解决。因此规定一种装置，所述装置具有输入信号接口，以用于接收数字测量信号，所述数字测量信号代表在电气设备的连接位置处检测的模拟信号。该数字测量信号是检测的信号的扫描值序列。此外，所述装置具有处理器单元，所述处理器单元设置为，给测量信号的每个扫描值配置各一个信号窗，所述信号窗分别由包括相应的扫描值的测量信号的扫描值序列的一部分和测量信号的时间上在前的、预定数量的扫描值形成。所述处理器单元设置为，在初始化阶段中确定数量M个信号窗作为初始化窗并且从所述M个初始化窗确定数量K个噪声窗，借助于预定的X阶模型分析每个噪声窗且求取所属的系数，所述系数形成配置给相应的噪声窗的初始系数元组，并且由所述噪声窗的初始系数元组求取期望值作为噪声元组，其中，X是在1至5之间的偶数。此外，所述处理器单元设置为，在检查阶段中确定多个信号窗作为测量窗，借助于所述预定的X阶模型分析每个测量窗并且求取所属的系数，所述系数形成配置给相应的测量窗的测量元组，对于每个测量窗求取所属的测量元组与噪声元组的距离，并且由所述多个测量窗确定如下测量窗作为错误信号窗，所述测量窗的所属的测量元组分别与
噪声元组具有大于预定的第一边界值的距离。由此得出：每个错误信号窗代表测量信号的信号错误。信号错误在此可以是测量信号的错误信号分量。
[0005]如果借助于电气设备传输电能，那么可以在连接位置处检测信号，所述信号说明在能量传输中出现的电压、在能量传输中出现的电功率、在能量传输中出现的电流和/或代表电能传输的其他值。检测的信号优选地代表借助于电气系统传输的能量、所属的电流、所属的电压和/或所属的功率的时间曲线。提供给所述装置的输入信号接口的数字测量信号代表在电气设备的连接位置处检测的信号。数字测量信号由所检测的信号的扫描值序列形成。数字测量信号简称为测量信号。
[0006]然而，经常地测量信号不仅代表由电气设备传输的电能(或者所属的电流、所属的电压和/或所属的功率)，而且也代表通过环境引起的噪声以及错误信号，这些噪声以及错误信号可能由于在借助于电气设备进行能量传输中的错误出现。
[0007]对于所述装置的处理器单元的设置基于如下基本构思，即，噪声不同于测量信号的如下错误信号分量，所述错误信号分量由于在借助于电气设备进行能量传输中的错误引起。因此，在初始化阶段中应首先借助于数学模型求取初始系数元组，所述初始系数元组对于在能量传输中出现的噪声是特征性的。所述模型用于对在能量传输中的电气设备的传输功能或传输路径进行建模。根据系数的匹配，所述模型可以匹配于电气设备的相应的传输特性。所述处理器单元优选地设置为，基于信号窗这样匹配模型的系数，使得模型尽可能准确地接近电气设备的实际的传输功能。
[0008]所述处理器单元此外设置为，在初始化阶段中确定数量M个信号窗作为初始化窗。所述M个信号窗在此优选地配置给相应数量M个扫描值。所述M个扫描值优选地是测量信号的M个连续的扫描值。所述测量信号可以具有有用分量、错误信号分量和噪声分量。所述有用分量在此代表电能传输、在电能传输期间所属的电压、所属的电流和/或所属的功率。所述错误信号分量可以由于在电能传输中的可能的错误引起，并且所述噪声分量可以代表在电能传输和/或测量信号的测量技术检测中出现的噪声。所述处理器单元因此优选地设置为，由所述M个初始化窗确定数量K个噪声窗。所述处理器单元为此例如可以确定所述M个初始化窗中关于所属频谱的每个初始化窗、测量信号的由相应的初始化窗所代表的部分的信号能量、测量信号的由相应的初始化窗所代表的部分中的交零数量和/或其他分析参数，从而例如根据频谱、信号能量、交零数量和/或分析参数由所述处理器单元确定：将所述M个初始化窗中的哪个初始化窗评估为噪声窗。通过这种方式，所述处理器单元可以例如确定所述K个噪声窗。在这些噪声窗中的每个噪声窗中假定：相应的噪声分量特别高或占优势(dominant)。
[0009]所述处理器单元设置为，借助于预定的X阶模型分析每个噪声窗并且由此求取所属的系数。所述系数因此涉及预定的模型的系数。所述系数也可以称为模型系数。所述模型优选地涉及数学模型。所述模型可以构成为，通过匹配所属系数来代表由信号窗形成的部分信号。通过由所述处理器单元对于每个噪声窗执行的分析、通过所属系数的匹配分别这样匹配模型，以便尽可能准确地代表由相应的噪声窗所代表的部分信号。优选地，X是偶数2。由此特别有效且快速可能的是，借助于预定的模型这样分析每个噪声窗或每个由噪声窗所代表的部分信号，以便求取模型的所属的系数。由此给每个噪声窗配置系数，所述系数共同地对于每个噪声窗称为初始系数元组。因此，给每个噪声窗配置正好一个专用的初始系
数元组。
[0010]所述处理器单元设置为，由相应数量K个初始系数元组求取期望值作为噪声元组。所述噪声元组在此可以是初始系数元组的算术平均值。如果每个初始系数元组通过多个系数的一个向量形成，那么噪声元组例如可以通过相应的向量的加法和通过将结果紧接着除以初始系数元组的数量而求取。所述处理器单元可以为此构成。噪声元组因此可以形成用于初始系数元组的期望值。噪声元组也可以理解为对于初始系数元组的噪声中心。因为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.装置(2)，具有：输入信号接口(4)，用于接收数字测量信号，所述数字测量信号包括扫描值序列，所述数字测量信号代表在电气设备(8)的连接位置(6)处检测的信号；以及处理器单元(10)，其中，所述处理器单元(10)设置为，给所述测量信号的每个扫描值配置各一个信号窗，所述信号窗分别由包括相应的扫描值的测量信号的扫描值序列的一部分和测量信号的时间上在前的、预定数量的扫描值形成；所述处理器单元(10)设置为，在初始化阶段(12)中确定数量M个信号窗作为初始化窗并且由所述M个初始化窗确定数量K个噪声窗，借助于预定的X阶模型分析每个噪声窗并且求取所属的系数，所述系数形成配置给相应的噪声窗的初始系数元组(14)，并且由所述噪声窗的初始系数元组(14)求取期望值作为噪声元组(16)，其中，X是在1至5之间的偶数；以及所述处理器单元(10)设置为，在检查阶段(18)中确定多个信号窗作为测量窗，借助于预定的X阶模型分析每个测量窗并且求取所属的系数，所述系数形成配置给相应的测量窗的测量元组(20)，对于每个测量窗求取所属的测量元组(20)与噪声元组(16)的距离，并且由所述多个测量窗确定如下测量窗作为错误信号窗，所述测量窗的所属的测量元组(20)分别与噪声元组(16)具有大于预定的第一边界值G的距离，从而每个错误信号窗代表测量信号的信号错误。2.根据上述权利要求所述的装置(2)，其特征在于，所述处理器单元(10)设置为，对于每个初始化窗求取测量信号的由相应的初始化窗所代表的部分的所属的交零数量和/或所属的信号能量，并且所述处理器单元(10)此外设置为，由所述初始化窗确定具有最多交零和/或具有最小信号能量的数量K个初始化窗作为噪声窗。3.根据上述权利要求之一所述的装置(2)，其特征在于，所述X阶模型构成为X阶LPC模型。4.根据上述权利要求之一所述的装置(2)，其特征在于，M是至少100、优选至少10000的整数，并且K是小于M的整数。5.根据上述权利要求之一所述的装置(2)，其特征在于，每个初始化阶段(12)持续最大0.1秒、优选最大0.05秒。6.根据上述权利要求之一所述的装置(2)，其特征在于，所述处理器单元(10)设置为，借助于预定的N阶模型分析每个错误信号窗并且求取所属的系数，所述系数形成配置给相应的错误信号窗的错误元组，其中，N是至少6、优选8的整数。7.根据上述权利要求之一所述的装置(2)，其特征在于，所述处理器单元(10)设置为，将所述错误元组分为多个错误组，从而相同错误组的错误元组相互间分别具有小于预定的第二边界值G的间距，从而通过其所属的错误元组配置给相应相同的错误组的所有错误信号窗代表相同的信号错误。8.根据上述权利要求1至6之一所述的装置(2)，其特征在于，所述处理器单元(10)设置为，将所述错误信号窗分为多个错误组，从而相同错误组的错误信号窗的错误元组相互间分别具有小于预定的第二边界值G的间距，从而相应相同的错误组的所有错误信号窗代表相同的信号错误。
9.根据上述权利要求7至8之一所述的装置(2)，其特征在于，所述处理器单元(10)设置为，基于所述多个错误组求取在电气设备(8)中多个不同的错误。10.根据上述权利要求7至9之一所述的装置(2)，其特征在于，所述处理器单元(10)设置为产生图像信号，所述图像信号代表作为信号图的测量信号，并且所述处理器单元(10)设置为，视觉上相同地指示所述信号图的如下部分，所述部分基于测量信号的如下扫描值，所述扫描值配置给相同错误组的错误信号窗。11.根据上述权利要求之一所述的装置(2)，其特征在于，所述装置(2)具有显示单元(22)，所述处理器单元(10)设置为控制显示单元(22)，从而显示单元(22)基于图像信号显示图像，从而所述图像视觉上描绘信号图。12.根据上述权利要求之一所述的装置(2)，其特征在于，所述处理器单元(10)设置为，多次执行初始化阶段(12)，从而随着每个初始化阶段(12)重新求取噪声元组...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：赖茵豪森机械制造公司，
类型：发明
国别省市：