一种开合式电流互感器及其偏差在线监测方法技术

本发明专利技术公开了一种开合式电流互感器及其偏差在线监测方法，所述电流互感器包括壳体、磁芯及误差监测单元，所述磁芯安装于壳体内部，所述误差监测单元与所述磁芯相接触，用于注入波信号的输入、信号采集、数据处理及偏差计算。所述偏差在线监测方法包括：程序初始化，通过注入信号绕组向互感器输入注入波信号，通过注入信号绕组及二次输出绕组进行双通道同步采样，对采样信号进行滤波处理，对滤波后的信号进行分析计算，获得电流互感器的角差、比差。本发明专利技术实现了在互感器带电运行时完成偏差的测量，提高了开合式电流互感器多次开合后的偏差监测精度，为二次设备的偏差校准提供了可信的修正系数。信的修正系数。信的修正系数。

【技术实现步骤摘要】
一种开合式电流互感器及其偏差在线监测方法


[0001]本专利技术涉及电流互感器
，具体涉及一种开合式电流互感器及其偏差在线监测方法。

技术介绍

[0002]目前使用的电流互感器从安装方式上划分可分为穿心式和开合式两种。穿心式电流互感器的优点是精度高，缺点是安装过程中需要将被测的电力线路断开，并将被测线路穿过电流互感器。但是，有很多的被测电力线路不具备断线的条件，比如10kV直线杆上的电力线路。使用开合式电流互感器可以克服穿心电流互感器的缺点，但是在多次开合后，开合式互感器存在一定的角差比差的偏差，直接影响互感器的测量精度。
[0003]目前已有的偏差监测方式一般为互感器出场时的偏差标定，但设备体积大、耗能高，且只能完成互感器的离线偏差监测，无法实现互感器工作状态的现场偏差标定。开合式电流互感器出厂后，随着使用年限的增长，并伴随可能的多次开合操作，其角差比差极有可能已发生较大偏差，需要一种方法在不影响电流互感器工作的前提下对角差比差进行现场在线偏差标定。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种开合式电流互感器及其偏差在线监测方法，其目的是：在开合式电流互感器处于运行状态时获得高精度的电流互感器角差比差。
[0005]本专利技术技术方案如下：
[0006]一种开合式电流互感器，包括壳体和磁芯，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述磁芯包括分别安装于所述上壳体和下壳体内部的上磁芯和下磁芯，所述上壳体与下壳体的两端分别设有相互配合的开合口，上壳体与下壳体通过所述开合口实现互感器开合，所述上磁芯及下磁芯上下合拢构成闭合磁回路，其特征在于：还包括误差监测单元，所述误差监测单元与所述磁芯相接触，所述误差监测单元包括二次输出绕组、二次输出采样电阻、注入信号绕组、注入信号采样电阻、注入信号发生模块和误差运算模块，所述注入信号绕组的两端与所述注入信号采样电阻并联，所述二次输出绕组的两端与所述二次输出采样电阻并联，所述注入信号发生模块通过注入信号采样电阻与所述注入信号绕组相连接，所述误差运算模块分别与二次输出采样电阻、注入信号采样电阻及注入信号发生模块相连接，用于控制注入信号发生模块工作、采集二次输出采样电阻及注入信号采样电阻上的电压信号并进行数据处理及误差运算；所述二次输出绕组与注入信号绕组的匝数相等。
[0007]进一步地，所述二次输出绕组和注入信号绕组对称分布于下磁芯的两侧，所述上壳体及下壳体的半圆环形外侧沿环绕有紧固卡箍，所述上壳体与下壳体的一端的开合口的外侧面设有紧固螺钉及开合检测装置，所述紧固螺钉与所述紧固卡箍相配合用于固定上下壳体，所述开合检测装置用于检测开合口的开合状态。
[0008]进一步地，所述开合式电流互感器还包括绕组支架，所述绕组支架包括上绕组支
架和下绕组支架，所述上绕组支架和下绕组支架分别固定安装于所述上壳体和下壳体内部，所述上磁芯和下磁芯分别穿过所述上绕组支架和下绕组支架，所述注入信号绕组缠绕于所述上绕组支架，所述二次输出绕组缠绕于所述下绕组支架；所述上壳体和下壳体两端的开合口外侧面设置有用于紧固所述上壳体和下壳体的螺栓和螺栓座。
[0009]一种基于所述开合式电流互感器实现的偏差在线监测方法，包括如下步骤：
[0010]S1：程序初始化，设置计算参数的初值；
[0011]S2：通过所述注入信号绕组向互感器输入注入波信号；
[0012]S3：采集二次输出采样电阻及注入信号采样电阻上的电压信号；
[0013]S4：对采样信号进行滤波处理；
[0014]S5：对滤波后的信号进行分析计算，获得电流互感器的角差、比差。
[0015]进一步地，所述步骤S4对采样信号进行有限长单位冲激响应带通滤波。
[0016]进一步地，所述步骤S5包括：
[0017]S51：对经步骤S4滤波处理后的N
FFT
个稳定后的信号点进行快速傅里叶变换，将二次输出侧信号变换结果及注入信号侧信号变换结果分别放入数组FFT
m
、FFT
a
中。
[0018]S52：按下式计算傅里叶变换结果的分辨率DPI，以及二次输出侧信号及注入信号侧信号在傅里叶变换结果数组中的索引Index：
[0019][0020]其中，S为同步采样率，N
FFT
为快速傅里叶变换使用的采样点数，f
i
为注入波信号频率。
[0021]S53：由Index分别从FFT
m
、FFT
a
中提取出二次输出侧信号及注入信号侧信号的傅里叶变换结果，为a+bi的复数形式，按下式对二次输出侧信号及注入信号侧信号的相角phase、幅值amp进行计算：
[0022][0023]计算得出二次输出侧信号的相角phase
m
、注入信号侧信号的相角phase
a
、二次输出侧信号的幅值amp
m
和注入信号侧信号的幅值amp
a
；S54：按下式计算出二次输出侧信号与注入信号侧信号的角差R
tmp
和比差A
tmp
：
[0024][0025]进一步地，所述偏差在线监测方法还包括步骤S6：重复步骤S3
‑
S5进行多次采样计算，达到设定的计算次数后停止，取多次计算的角差平均值、比差平均值作为最终的电流互感器的偏差在线监测结果。
[0026]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0027](1)在开合式电流互感器上引入误差监测单元，通过注入信号绕组向互感器输入注入波信号，通过注入信号绕组及二次输出绕组进行同步采样，在互感器带电运行时完成偏差的测量；
[0028](2)进行偏差在线监测时，在信号同步采样过程中运用过采样方式进行降噪处理、注入波提取过程中采用具有线性相位特性的有限长单位冲激响应滤波器、注入波分析过程中运用傅里叶变换获取角差比差、偏差获取过程中采用多轮分析取均值方式，提高了偏差监测的精度，为二次设备的偏差校准提供了可信的修正系数；
[0029](3)本专利技术算法复杂度低，实时性强，可在现场嵌入式设备良好运行，具有较大的工程实用价值；本专利技术算法精度高，在注入波信号极其微弱，原一次线路中谐波含量较高时仍能保持极高的偏差测量精度；
[0030](4)结构上，紧固卡箍与螺钉或者螺栓与螺栓座配合使用，加强了外壳安装的稳定性；使用绕组支架加强了磁芯安装的稳固性，且利于绕组的均匀分布；引入的误差监测单元与电流互感器一体化设计，安装方便。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的实施例一结构示意图；
[0032]图2为本专利技术的实施例二结构示意图；
[0033]图3为绕组支架的结构示意图；
[0034]图4为本专利技术的流程图；
[0035]图5为各标准角差下的角差监测结果示意图；
[0036]图6为各标准比差下的比差监测结果示意图。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开合式电流互感器,包括壳体和磁芯，所述壳体包括上壳体(1)和下壳体(7)，所述磁芯包括分别安装于所述上壳体(1)和下壳体(7)内部的上磁芯(2)和下磁芯(6)，所述上壳体(1)与下壳体(7)的两端分别设有相互配合的开合口(3)，上壳体(1)与下壳体(7)通过所述开合口(3)实现互感器开合，所述上磁芯(2)及下磁芯(6)上下合拢构成闭合磁回路，其特征在于：还包括误差监测单元(8)，所述误差监测单元(8)与所述磁芯相接触，所述误差监测单元(8)包括二次输出绕组(8
‑
1)、二次输出采样电阻(8
‑
2)、注入信号绕组(8
‑
6)、注入信号采样电阻(8
‑
5)、注入信号发生模块(8
‑
4)和误差运算模块(8
‑
3)，所述注入信号绕组(8
‑
6)的两端与所述注入信号采样电阻(8
‑
5)并联，所述二次输出绕组(8
‑
1)的两端与所述二次输出采样电阻(8
‑
2)并联，所述注入信号发生模块(8
‑
4)通过注入信号采样电阻(8
‑
5)与所述注入信号绕组(8
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6)相连接，所述误差运算模块(8
‑
3)分别与二次输出采样电阻(8
‑
2)、注入信号采样电阻(8
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5)及注入信号发生模块(8
‑
4)相连接，用于控制注入信号发生模块(8
‑
4)工作、采集二次输出采样电阻(8
‑
2)及注入信号采样电阻(8
‑
5)上的电压信号并进行数据处理及误差运算；所述二次输出绕组(8
‑
1)与注入信号绕组(8
‑
6)的匝数相等。2.如权利要求1所述的开合式电流互感器，其特征在于：所述二次输出绕组(8
‑
1)和注入信号绕组(8
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6)对称分布于下磁芯(6)的两侧，所述上壳体(1)及下壳体(7)的半圆环形外侧沿环绕有紧固卡箍(10)，所述上壳体(1)与下壳体(7)的一端的开合口(3)的外侧面设有紧固螺钉(5)及开合检测装置(4)，所述紧固螺钉(5)与所述紧固卡箍(10)相配合用于固定上下壳体，所述开合检测装置(4)用于检测开合口(3)的开合状态。3.如权利要求1所述的开合式电流互感器，其特征在于：还包括绕组支架，所述绕组支架包括上绕组支架(11)和下绕组支架(14)，所述上绕组支架(11)和下绕组支架(14)分别固定安装于所述上壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王越，张发忠，邓文栋，胡春华，朱洋，李文杰，程孟，
申请(专利权)人：烟台东方威思顿电气有限公司，
类型：发明
国别省市：