故障指示器、电流测量校正系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种故障指示器、电流测量校正系统及方法，该电流测量校正系统包括：电流互感测量线圈，设置有圆弧形铁芯，该圆弧形铁芯缠绕有线圈；采样校正电路，设置有采样电路模块、稳压滤波电路模块及校正芯片；其中，所述采样电路模块与所述电流互感测量线圈的两端连接，用于对所述电流互感测量线圈产生的互感电流进行采样测量；所述校正芯片连接所述稳压滤波电路模块与所述采样电路模块，所述校正芯片用于根据测量电流的大小选择对应的校正模式对测量电流进行校准。通过实施本发明专利技术能够使电流测量误差基本不受线路粗细和线路安装相对位置的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网故障检测
，特别涉及一种故障指示器、电流测量校正 系统及方法。
技术介绍
近年来，国内中压配电网采用故障指示器对架空线路进行接地和短路故障监控得 到广泛应用。一般来讲，具有通信功能的故障指示器通常具有线路电流测量功能。目前，由 于受到架空线路不停电安装故障指示器的使用限制，故障指示器中的电流测量线圈现在只 能采用开环铁心磁路，用于加强线圈电感量的线圈中的硅钢体不能做成闭合形式。 例如：图1为故障指示器中未改进的电流测量线圈示意图，其中，电流测量线圈采 用硅钢片作为铁芯，长度5cm，外部缠绕3500匝直径0. 5毫米铜漆包线。A、B点接测量电 路，C为被测量线路，与测量线圈垂直放置。当故障指示器电流测量系统校正后，在不变线 径情况下，测量精度可以满足现场要求。当线径变大或测量l〇kv绝缘导线时，如图2所示， 故障指示器在不重新校正的情况下，测量误差比较大，超出现场规定要求。 经过大量研究，本专利技术的专利技术人发现采用非闭合铁芯磁路的非接触式测量线路电 流又会带来以下问题： 1)测量精度低，测量误差大，经过校正后一般误差在±5%左右，而当线路电流在 20A以下或400A以上，误差更大。 2)测量精度受到线路粗细和测量相对位置影响较大，产品通用性较差，特别是，当 线路加粗，测量误差明显加大，测量结果基本上无法满足现场使用要求，因此产品很难做成 高精度等级的测量产品。 3)铁芯在大电流情况下非线性影响会进一步加大测量误差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种故障指示器、电流测量校正系统和 方法，能够使电流测量误差基本不受线路粗细和线路安装相对位置的影响。 进一步来讲，该电流测量校正系统包括：电流互感测量线圈，设置有圆弧形铁芯， 该圆弧形铁芯缠绕有线圈；采样校正电路，设置有采样电路模块、稳压滤波电路模块及校正 芯片；其中，所述采样电路模块与所述电流互感测量线圈的两端连接，用于对所述电流互感 测量线圈产生的互感电流进行采样测量；所述校正芯片连接所述稳压滤波电路模块与所述 采样电路模块，所述校正芯片用于根据测量电流的大小选择对应的校正模式对测量电流进 行校准。 可选地，在一些实施例中，所述稳压滤波电路模块包括：稳压电路子模块，设置有 稳压管，用于保护所述校正芯片的A/D引脚；滤波电路子模块，设置有滤波电容，用于对采 样输入信号进行干扰滤波。 可选地，在一些实施例中，所述滤波电容的取值范围为0.Oluf~0. 03uf。 可选地，在一些实施例中，所述圆弧形铁芯的半径为2. 7cm~3. 3cm;所述线圈的 线径的取值范围为0. 25mm~0. 55mm。 可选地，在一些实施例中，所述采样电路模块设置有分压电阻Rl、R2，所述分压电 阻R1与R2的阻值之比约为10 :1。电阻阻值取值以流过电流微安级为适当阻值。 可选地，在一些实施例中，所述校正芯片包括：校正模式模块，用于建立及修改用 于修正待校准电流测量值的校正模式；判断模块，用于判断待校准电流测量值与所述校正 模式中设置的计算分界区间的关系，并据此确定该待校准电流测量值对应采用的电流校准 曲线；校准模块，用于根据该对应的电流校准曲线，对该待校准的电流值进行修正。 相对应地，本专利技术还提出一种电流测量校正方法，该方法包括：采集互感电流，并 对所述互感电流产生的电压进行采样；对输入电流进行稳压保护，以在电流正半周时不受 大电压冲击，在电流负半周时可续流；对采样输入信号进行干扰滤波，并根据待校准电流值 的大小选择对应的预先建立的校正模式进行修正。 可选地，在一些实施例中，在所述根据待校准电流值的大小选择对应的校正模式 进行修正之前，该方法还包括根据半波积分及单基点自适应校正方法和最小二乘法分段校 正方法，预先建立校正模式，进一步包括：采用半波积分及单基点自适应校正方法，选取理 论校准值并计算实际电流修正系数；采用最小二乘法分段校正方法，选取校准参考中心点 并计算出所述校准参考中心点的分段校准拟合直线；将所述若干校准参考中心点分别作为 测量基点，并根据所述校准参考中心点的分段校准拟合直线确定所述测量基点对应的电流 校准曲线；根据所述测量基点确定所述电流校准曲线的若干计算分界点；根据所述计算分 界点划分计算分界区间，并为所述计算分界区间设立对应的电流校准曲线。 可选地，在一些实施例中，所述根据待校准电流测量值的大小选择对应的校正模 式进行修正包括：判断实际测量待校准的电流值与所述计算分界区间的关系，判断该待校 准的电流值所属的拟合区域及其对应采用的电流校准曲线；根据该对应的电流校准曲线， 对该待校准的电流值进行修正；其中，当某一实际测量待校准的电流值为相邻两个拟合区 域的公共覆盖点时，则采用相邻两个拟合区域对应的两个电流校准曲线分别校准，并取二 者平均值作为电流校正值。 另外，本专利技术还提出一种故障指示器，该故障指示器设置有前述任意一种电流测 量校正系统。 相对于现有技术，本专利技术具有以下优点： 本专利技术的电流测量校正系统和方法实施例针对现有故障指示器中电流测量的缺 陷，改进了测量线圈磁路和校正芯片，并提出一套高精度电流测量校正方法，采用本专利技术实 施例的技术方案后，可以使整个装置电流测量误差基本不受线路粗细和线路安装相对位置 的影响。因此，采用本专利技术的电流测量校正系统和方法能在一定范围内基本消除电缆粗细 对测量精度的影响。 本专利技术实施例的更多特点和优势将在之后的【具体实施方式】予以说明。【附图说明】 构成本专利技术实施例一部分的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，本专利技术 的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中： 图1为相关技术中电流互感测量线圈示意图； 图2为相关技术中电流互感测量线圈的另一状态不意图；图3为本专利技术实施例提供的电流测量校正系统的方框图； 图4为本专利技术实施例提供的改进的电流互感测量线圈示意图； 图5为本专利技术实施例提供的改进的电流互感测量线圈另一状态示意图； 图6为本专利技术实施例提供的电流测量校正系统的电路示意图。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。 需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术实施例及实施例中的特征可以相互组 合。 下面结合附图，对本专利技术的各实施例作进一步说明： 系统实施例 参照图3,其为本实施例的电流测量校正系统的方框图。本实施例中，该电流测量 校正系统包括：电流互感测量线圈和采样校正电路。 如图3所示，本实施例的电流测量校正系统中，电流互感测量线圈设置有圆弧形 铁芯，该圆弧形铁芯缠绕有线圈。采样校正电路设置有采样电路模块、稳压滤波电路模块及 校正芯片。其中，采样电路模块与电流互感测量线圈的两端连接，用于对所述电流互感测量 线圈产生的互感电流进行采样测量。校正芯片连接所述稳压滤波电路模块与所述采样电路 模块，例如稳压滤波电路模块的输入端与采样电路模块的输出端连接，稳压滤波电路模块 的输出端连接校正芯片，校正芯片用于根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流测量校正系统，其特征在于，包括：电流互感测量线圈，设置有圆弧形铁芯，该圆弧形铁芯缠绕有线圈；采样校正电路，设置有采样电路模块、稳压滤波电路模块及校正芯片；其中，所述采样电路模块与所述电流互感测量线圈的两端连接，用于对互感电流进行采样测量；所述校正芯片连接所述稳压滤波电路模块与所述采样电路模块，所述校正芯片用于根据测量电流的大小选择对应的校正模式对测量电流进行校准。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾涛，王德志，燕波涛，陈超，赵立永，田立勤，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：北京;11