一种用于电流互感器直流偏磁的补偿方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于电流互感器直流偏磁的补偿方法、装置及系统，包括，采集所述电流互感器中二次侧电流波形数据，并根据所述二次侧电流波形数据确定二次侧电流偏置度；所述二次侧电流偏置度用衡量二次电流波形偏离预设的时间轴的程度；通过预先建立的一次侧直流分量与二次侧电流的偏离关系模型根据二次侧电流偏置度确定一次侧直流分量；所述偏离关系模型记录一次侧直流分量与对应时间轴的二次侧电流的偏置度；根据所述一次侧直流分量控制所述电流互感器中压控电流源产生反向的直流消除偏磁。本发明专利技术使用二次侧电流偏置度反映一次侧直流分量大小，不需要在一次侧额外加装测量装置，避免算法补偿在建模、数据处理和算法编写的繁琐和困难。的繁琐和困难。的繁琐和困难。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电流互感器直流偏磁的补偿方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及直流偏磁的补偿
，特别是涉及一种用于电流互感器直流偏磁的补偿方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]随着特高压直流输电工程的建设，中国电网呈现出交直流混联大电网形态。当直流输电运行于单极大地回线或双极不平衡运行方式时，会有高达数千安培的直流电流流入大地，部分直流电流流经中性点接地的电力变压器在交流系统中形成回路，从而在变压器和电流互感器中产生直流偏磁。
[0003]正常运行时电流互感器工作在线性区，励磁电流i0很小，可认为一次侧电流和二次侧电流之比等于匝数比，通过测量二次侧的小电流即可获得一次侧电流的信息。当电流互感器一次电流存在直流分量时，直流分量产生偏置磁通，改变电流互感器的工作点，易使电流互感器发生饱和，二次侧电流发生畸变。此时若依旧按匝数比关系去计算一次侧电流，会导致测量误差变大，不满足原有的测量精度要求。因此，研究电流互感器直流偏磁的补偿方式具有重要的现实意义。
[0004]目前电流互感器直流偏磁的补偿方法主要有两种，一种是计算直流偏磁时材料的磁化曲线，由一次侧产生的磁通密度B和磁滞曲线得到磁场强度H，计算励磁电流i0，最后通过数字算法对二次电流进行校正；一种是提取二次电流的二次侧谐波含量进行电流互感器饱和程度的判断，通过建立二次侧电流二次谐波含量与一次侧直流大小之间的关系，通过外部电路的压控电流源产生大小相等、方向相反的直流电流，消除直流磁势来达到补偿的目的。
[0005]对于计算材料直流偏磁时的磁化曲线，需要对电流互感器建立磁场模型(J
‑
A模型或Preisach模型)，寻找电流互感器铁心的工作点并进行是否饱和的判断。电流互感器的磁场模型公式复杂，需要求解微分方程，且参数难以准确确定，流程复杂计算繁琐，且不同直流分量大小对应不同的磁化曲线，实际电力系统中直流分量并不是恒定不变的值，直流分量一旦变化，磁化曲线需要重新计算，难以适应于实际工程。
[0006]对于提取二次侧电流二次谐波大小，需要连接复杂的外部电路，包括标准阻抗变换器、相敏检波电路、若干滤波器和负反馈控制电路等，结构复杂且成本较高。并且由于基波和二次谐波的频率接近，难以通过简单的滤波装置将二者分离，加上实际电力系统中本身存在少量的二次谐波，难以建立二次侧二次谐波含量与一次侧直流分量大小之间的准确关系，进而影响直流偏磁补偿的精度。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，提出一种用于电流互感器直流偏磁的补偿方法、装置及系统，解决如何更简单的消除电流互感器中的直流磁势，提高电流互感器工作精度的技术问题。
[0008]一方面，提供一种用于电流互感器直流偏磁的补偿方法，包括：
[0009]采集所述电流互感器中二次侧电流波形数据，并根据所述二次侧电流波形数据确定二次侧电流偏置度；其中，所述二次侧电流偏置度用衡量二次电流波形偏离预设的时间轴的程度；
[0010]通过预先建立的一次侧直流分量与二次侧电流的偏离关系模型根据二次侧电流偏置度确定一次侧直流分量；其中，所述偏离关系模型记录一次侧直流分量与对应时间轴的二次侧电流的偏置度；
[0011]根据所述一次侧直流分量控制所述电流互感器中压控电流源产生反向的直流消除偏磁。
[0012]优选地，还包括：
[0013]当采集所述二次侧电流波形数据后，经过预设的信号变换器转换为电压信号，并通过预设的滤波器滤除所述电压信号中的高次谐波分量和高频干扰信号，以及将滤波后的电压信号按照时间轴组成二次侧电流偏置度。
[0014]优选地，所述根据所述二次侧电流波形数据确定二次侧电流偏置度包括：
[0015]根据以下公式计算二次侧电流偏置度：
[0016][0017]其中，δ为二次电流偏置度，i2为二次侧电流的瞬时值。
[0018]优选地，所述预先建立的一次侧直流分量与二次侧电流的偏离关系模型通过以下过程获取：
[0019]在一次侧通过交直流电源施加额定的基波电流，对所述一次侧叠加直流分量并不断改变直流分量的大小；
[0020]多次模拟电流互感器实际运行环境中直流分量，并采集每次模拟中该直流分量对应的二次侧电流的偏置度数据；
[0021]将所述二次侧电流的偏置度数据与对应时间轴上的一次侧直流分量组合成偏离关系模型。
[0022]另一方面，还提供一种用于电流互感器直流偏磁的补偿装置，用以实现所述的用于电流互感器直流偏磁的补偿方法，包括：
[0023]偏置度计算模块，用于采集所述电流互感器中二次侧电流波形数据，并根据所述二次侧电流波形数据确定二次侧电流偏置度；其中，所述二次侧电流偏置度用衡量二次电流波形偏离预设的时间轴的程度；
[0024]直流分量计算模块，用于通过预先建立的一次侧直流分量与二次侧电流的偏离关系模型根据二次侧电流偏置度确定一次侧直流分量；其中，所述偏离关系模型记录一次侧直流分量与对应时间轴的二次侧电流的偏置度；
[0025]消磁模块，用于根据所述一次侧直流分量控制所述电流互感器中压控电流源产生反向的直流消除偏磁。
[0026]优选地，所述偏置度计算模块具体用于，当采集所述二次侧电流波形数据后，经过预设的信号变换器转换为电压信号，并通过预设的滤波器滤除所述电压信号中的高次谐波分量和高频干扰信号，以及将滤波后的电压信号按照时间轴组成二次侧电流偏置度。
[0027]优选地，所述偏置度计算模块还用于，根据以下公式计算二次侧电流偏置度：
[0028][0029]其中，δ为二次电流偏置度，i2为二次侧电流的瞬时值。
[0030]优选地，还包括：
[0031]偏离关系模型建立模块，用于在一次侧通过交直流电源施加额定的基波电流，对所述一次侧叠加直流分量并不断改变直流分量的大小；
[0032]多次模拟电流互感器实际运行环境中直流分量，并采集每次模拟中该直流分量对应的二次侧电流的偏置度数据；
[0033]将所述二次侧电流的偏置度数据与对应时间轴上的一次侧直流分量组合成偏离关系模型。
[0034]另一方面，还提供一种用于电流互感器直流偏磁的补偿系统，通过用于电流互感器直流偏磁的补偿装置实现电流互感器直流偏磁的补偿。
[0035]综上，实施本专利技术的实施例，具有如下的有益效果：
[0036]本专利技术提供的用于电流互感器直流偏磁的补偿方法、装置及系统，使用二次侧电流偏置度反映一次侧直流分量大小，指标简单有效，不需要在一次侧额外加装测量装置。通过压控电流源产生反向直流电流，消除电流互感器中的直流磁势，提高电流互感器工作精度，从本质上消除直流偏磁的影响。装置实时在线工作，可根据一次侧不同的直流含量提供相应的补偿。在线补偿避免了算法补偿在建模、数据处理和算法编写的繁琐和困难。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电流互感器直流偏磁的补偿方法，其特征在于，包括：采集所述电流互感器中二次侧电流波形数据，并根据所述二次侧电流波形数据确定二次侧电流偏置度；其中，所述二次侧电流偏置度用衡量二次电流波形偏离预设的时间轴的程度；通过预先建立的一次侧直流分量与二次侧电流的偏离关系模型根据二次侧电流偏置度确定一次侧直流分量；其中，所述偏离关系模型记录一次侧直流分量与对应时间轴的二次侧电流的偏置度；根据所述一次侧直流分量控制所述电流互感器中压控电流源产生反向的直流消除偏磁。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当采集所述二次侧电流波形数据后，经过预设的信号变换器转换为电压信号，并通过预设的滤波器滤除所述电压信号中的高次谐波分量和高频干扰信号，以及将滤波后的电压信号按照时间轴组成二次侧电流偏置度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述二次侧电流波形数据确定二次侧电流偏置度包括：根据以下公式计算二次侧电流偏置度：其中，δ为二次电流偏置度，i2为二次侧电流的瞬时值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先建立的一次侧直流分量与二次侧电流的偏离关系模型通过以下过程获取：在一次侧通过交直流电源施加额定的基波电流，对所述一次侧叠加直流分量并不断改变直流分量的大小；多次模拟电流互感器实际运行环境中直流分量，并采集每次模拟中该直流分量对应的二次侧电流的偏置度数据；将所述二次侧电流的偏置度数据与对应时间轴上的一次侧直流分量组合成偏离关系模型。5.一种用于电流互感器直流偏磁的补偿装置，用以实现如权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，包括：偏置度计算模块，用于采集所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈迁，范小飞，李伟华，裘星，李鹏，江敏丰，黄泽盛，肖蓉雄，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：