1.一种用于CVT在线监测的高精度电流采样系统,其特征在于包括信号变换单元、数据采集处理单元和工业计算机;所述信号变换单元,包含多个穿心式电流互感器,多个穿心式电流互感器分别与多个CVT的输出端对应连接,实现非侵入式采样,通过有理式拟合在软件上对电流互感器的输出进行误差补偿;所述数据采集处理单元,包括同步触发模块、采集处理模块和总线组包通信模块;所述同步触发模块基于FPGA和卫星导航定位器开发,用于向控制转发模块发送秒脉冲以作为同步信号,保证多个采集处理模块同步采样;所述采集处理模块分别与多个穿心式电流互感器的输出端对应连接,多个采集处理模块用于采集多个CVT的三相电流信号;所述采集处理模块包括信号调理模块、A/D转换模块、控制转发模块和数据处理模块;所述信号调理模块包括采样电阻和两级差分放大电路;所述A/D转换模块基于A/D采样芯片开发,根据信号调理模块输出的模拟信号大小,输出对应大小的数字信号;所述控制转发模块基于FPGA开发,接收同步触发模块发出的秒脉冲,控制AD芯片采样,获取采样数据并发送给数据处理模块;所述数据处理模块基于DSP开发,接收控制转发模块的采样数据,采用快速傅里叶变换插值算法进行谐波分析,求取基波、3次谐波和5次谐波特征量并发送给总线组包通信模块;所述总线组包通信模块基于FPGA开发,接收多个数据处理模块发送的数据并组包,通过以太网将数据包发送给工业计算机;所述工业计算机,与所述总线组包通信模块连接,以接收采集信号并分析,显示CVT的运行状态结果;所述信号变换单元中,与CVT输出相连的载流导线从穿心式电流互感器的中心穿过,实现非侵入式接线,穿心式电流互感器的感应电势输出为:其中,N 1 为线圈匝数,a为环形骨架厚度,μ为环形骨架介质磁导率,r 1 、r 2 分别为环形骨架的外半径和内半径,I 1 为被测电流;所述采集处理模块中,采用基于有理式拟合的误差补偿方法;对预先试验测得的比差曲线和角差曲线进行拟合,再对采样系统测量比差和角差进行误差补偿;具体步骤为:(1)测得电流互感器二次输出的比差曲线和角差曲线;(2)采用有理式拟合对比差曲线和角差曲线进行拟合;(3)根据拟合公式在软件上对比差和角差进行误差补偿,有理式拟合的表达式为:其中,y为测量比差和角差,x为穿心式电流互感器输出的二次电流,p 1 、p 2 、p 3 、p 4 、p 5 、q 1 、q 2 为常数参量,每个穿心式电流互感器有不同的常数参量;所述数据处理模块中,快速傅里叶变换插值算法对数据进行分析的方法如下:应用高性能窗函数,汉宁窗函数的时域形式为:其中,N为模数转换采样点数;窗函数对应的频域表达式为:其中,主瓣函数为 ω为频率;用汉宁窗对信号x(n)进行加权截断,得到离散加窗信号x w (n):x w (n)=x(n)*w(n),n=0,1,2,…,N-1 (5)其中,x(n)为AD芯片采样值序列;x(n)的频谱x(e jω )为:因此x w (n)的频谱X W (e jω )为:将频谱X W (e jω )以频率为横轴、幅值为纵轴绘制直角坐标图,找出幅值最大的谱线为k 1 ,左右两谱线的频率分别为k 1 -1和k 1 +1,记 则可以近似得到基波幅值和频率的估计公式;频率偏差为:基波信号的幅值A h 估计为:基波信号的频率估计为:其中,f s 为模数转换采样频率;基波信号的相位估计为:已知基波频率后,三次谐波的频率在3f 1 附件;在3f 1 附近寻找幅值最大的谱线记为k 3 ,左右两条谱线的频率分别为k 3 -1和k 3 +1,依此可求取五次谐波特征量。
2.根据权利要求1所述的用于CVT在线监测的高精度电流采样系统,其特征在于,所述工业计算机安装分析软件,所述分析软件包括事件产生部分、数据接收部分、数据分析部分、数据库存储部分和数据复现部分;所述事件产生部分通过事件结构来对人机交互界面的指令做出响应,并向其他四个部分发出相应控制指令;所述数据接收部分对计算机网卡进行动态数据监听,并解析出有效数据发送给数据分析部分;所述数据分析部分对现场采集的监测数据进行实时分析处理并显示,同时将数据发送到数据库储存部分;所述数据库储存部分将数据即时储存入数据库,储存在计算机的ROM中;所述数据复现部分用于查询出数据库中的原始数据。