一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法、装置及系统，其中，本方法使用单路电流校正泄漏电流互感器和参考电流互感器的相位误差，通过不同的穿心匝数对两互感器施加不同幅值的一次电流，再通过设置于两互感器副边的补偿装置采集及计算泄漏电流幅值、参考电流幅值、泄漏电流相对参考电流的相位差，将这三个参量存入存储器，形成两条误差曲线，用于相位校正时的插值运算，获得两个相位校正量，通过泄漏电流的相位校正量的关系式得到泄漏电流相对参考电流的相位校正量。本发明专利技术的装置及系统用于实现上述方法。本发明专利技术通过硬件采集二次电流实现精度较高的相位校正。

Phase correction method, device and system for leakage current transformer of capacitive equipment

The invention discloses a phase correction method, device and system for a capacitive device leakage current transformer, in which the single circuit current is used to correct the phase error of the leakage current transformer and the reference current transformer, and the primary current of different amplitude values is applied to the two transformer by different number of through turns, and then set to the current transformer. The compensator at the side of the two transformer collects and calculates the phase difference between the amplitude of the leakage current, the amplitude of the reference current and the relative current of the leakage current. The three parameters are stored in the memory to form two error curves, which are used for the interpolation operation of the phase correction, and two phase corrections are obtained, and the phase correction of the leakage current is obtained. The positive correlation formula obtains the phase correction of leakage current relative to the reference current. The device and system of the invention are used for realizing the above method. The invention collects two times current through hardware to achieve phase correction with high precision.

【技术实现步骤摘要】
一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法、装置及系统
本专利技术涉及电气设备在线监测
，特别涉及一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法、装置及系统。
技术介绍
电容型绝缘结构在电力系统有广泛的应用，通过电容串联的方式可有效的均分稳态和暂态的电压，典型的电容型绝缘设备包括CVT、电容绝缘电流互感器、高压套管等。电容型绝缘结构在劣化时为正反馈模式，单极电容损坏或击穿后，其余电容分压增加，加速主绝缘的损坏，因此预警早期的绝缘损伤可以避免贯穿性的恶性故障。容性设备在线监测装置用于测量电容型绝缘结构末屏的入地电流，入地电流的相位可计算出容性主绝缘的介质损耗。当单极分压电容器损耗增大时，应及时发现并预警。由于分压电容为串联方式，单极分压电容损耗增大对整体绝缘的介质损耗影响较小，这要求容性设备在线监测装置具备很高的相位精度。由于有分相测量、母线电压测量等距离较远的安装需求，容性设备在线监测装置一般为分布式测量系统，需要使用多台设备采集分布在较远距离上的交流量。分布式测量系统需要解决同步问题，同步的方式包括脉冲同步和矢量同步。脉冲同步方式使用一台主机向所有的采集装置发送脉冲同步信号，所有采集装置在相同的时刻采样，从而保证被测交流量相位有统一的基准。脉冲同步方式原理简单，但容易受干扰，脉冲前沿陡度受电缆长度影响。矢量同步方式在所有的采集装置中增加了一个参考交流量，采集装置在采集泄漏电流的同时，同步采集接入本装置的参考交流量，各采集装置可得到泄漏电流相对参考交流量的相位差。由于所有采集装置接入的是同一个参考交流量(例如选取参考交流量为所有采集装置共用的交流供电电压)，采集装置计算出的相位差有共同的基准，可用于分布式的相位计算。按照互感器精度定义，相位误差一般只保证到5％的额定电流，当电流小于5％的额定电流时，互感器厂家不保证相位精度。容性设备在线监测装置的测量范围超过了5％下限，以容性设备在线监测装置行业标准为例，测量上限为1000mA时，测量下限为1mA，在1mA到50mA的范围内互感器的相位精度不能得到保证，需要逐个互感器进行相位的校正，十分繁琐。参见图1，该图为现有技术中矢量同步方式示意图。AC220V电源通过电阻限流方式将供电电压转换成参考电流，参考电流穿过参考电流互感器。I1～I4为泄漏电流，分别穿过泄漏电流互感器。每台采集装置同步采集和计算一路参考电流和一路泄漏电流，得到这两个电流的相位差。由于所有的采集装置使用相同的AC220V电源产生参考电流，泄漏电流的相位有统一的基准，此基准即为AC220V电源的相位。监测主机收集全部采集装置的相位差后，通过相减即可得到不同地点泄漏电流的相位差，从而计算出介质损耗等参数。正常工作时，AC220V电压和泄漏电流的幅值都会出现波动，幅值的波动会导致参考电流互感器和泄漏电流互感器相位误差出现波动，影响测量精度，补偿计算时需要考虑这个因素。参见图2，该图为现有技术中电流互感器相位误差曲线示意图。电流互感器的相位误差随着一次电流幅值的增大而减小，一次电流幅值越大，互感器的相位误差越小。当一次电流逐渐减小时，互感器的相位误差非线性增大。一次电流减小到5％额定电流以下时，互感器生产厂家不保证此时的相位误差指标。一次电流低于5％额定电流时，互感器的相位误差急剧增加，需要使用软件补偿方式减少相位误差。传统软件补偿是通过实测方式获得单个互感器一、二次电流相位差与一次电流幅值的二维误差曲线，通过线性插值等方式从二维误差曲线中得到当前一次电流幅值下的相位校正量，进而从实时计算出的二次电流相位中减去相位校正量，得到准确的一次电流相位。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，旨在克服上述问题。为实现上述目的，本专利技术提出了一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，包括如下步骤：S10由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；S20将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；S30施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ1，及施加幅值为Ir的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ2，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；S40补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。优选地，所述泄漏电流的相位校正量θ的关系式为：泄漏电流的相位校正量θ＝泄漏电流互感器误差曲线的相位误差—参考电流互感器误差曲线的相位误差—该两误差曲线的坐标系差。优选地，所述傅氏变换方法为：以校正电流I的采样值的幅值为横坐标，以泄漏电流二次相位减去参考电流二次相位的相位误差为纵坐标，采集泄漏电流和参考电流的二次采样值，通过离散傅利叶变换分别获得泄漏电流和参考电流的采样序列的矢量幅值，泄漏电流矢量及参考电流矢量的相位为校正电流I的采样时的初相角，通过泄漏电流矢量的相位减去参考电流矢量的相位获得泄漏电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成泄漏电流互感器的误差曲线；通过参考电流矢量的相位减去泄漏电流矢量的相位获得参考电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成参考电流互感器的误差曲线。优选地，所述泄漏电流互感器和参考电流互感器采用相同型号的穿心式互感器。优选地，所述交流电源采用AC220V电源，若以AC220V电源产生参考电流，泄漏电流的相位以AC220V电源的相位为准。优选地，使用交流50Hz电压串联阻抗的方式产生校正电流优选地，采用工频电感通过反极性穿线的方式使校正电流相位变化为180度。优选地，若日常工作中，由于交流电源电压和泄漏电流的幅值出现波动引起参考电流互感器和/或泄漏电流互感器的相位误差出现波动，补偿装置减去参考电流互感器和/或泄漏电流互感器的相位误差的波动影响，再根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。本专利技术还提出一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置，包括：生成模块，用于由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；第一获取模块，用于将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，包括如下步骤：S10由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；S20将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；S30施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ1，及施加幅值为Ir的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ2，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；S40补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。...

【技术特征摘要】
1.一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，包括如下步骤：S10由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；S20将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；S30施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ1，及施加幅值为Ir的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ2，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；S40补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。2.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，所述泄漏电流的相位校正量θ的关系式为：泄漏电流的相位校正量θ＝泄漏电流互感器误差曲线的相位误差—参考电流互感器误差曲线的相位误差—该两误差曲线的坐标系差。3.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，所述傅氏变换方法为：以校正电流I的采样值的幅值为横坐标，以泄漏电流二次相位减去参考电流二次相位的相位误差为纵坐标，采集泄漏电流和参考电流的二次采样值，通过离散傅利叶变换分别获得泄漏电流和参考电流的采样序列的矢量幅值，泄漏电流矢量及参考电流矢量的相位为校正电流I的采样时的初相角，通过泄漏电流矢量的相位减去参考电流矢量的相位获得泄漏电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成泄漏电流互感器的误差曲线；通过参考电流矢量的相位减去泄漏电流矢量的相位获得参考电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成参考电流互感器的误差曲线。4.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，所述泄漏电流互感器和参考电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓彬，陈庆鸿，王树浩，邢惜波，杨协伟，吴永峰，邢文忠，倪苗升，孙旭，张勇杰，宋凯，李暖群，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司揭阳供电局，
类型：发明
国别省市：广东,44