专利名称：一种高压电流互感器在线校验方法
技术领域：
本发明涉及一种高压电流互感器在线校验方法，具体为利用高准确度钳形空心线圈为标准电流传感器，在不停电情况下，对现场运行的高压电流互感器实行校验，属电工测量与检测技术领域。
背景技术：
电流互感器的准确度是电力系统计量、保护、监测的重要保证。为了保证电能计量的准确性，合理保护电力部门、发电部门和用户三方的合法权益，因此对电流互感器误差的监测是十分必要的。电流互感器是测量电力系统电流电压物理量的基础设备，是电力系统在线状态检测和故障诊断的第一步，也是最为重要的一步，其准确度和稳定性直接影响保护和计量设备的工作状态。从校验的方法上来看，目前应用的电流互感器校验仪大多只应用于互感器产品的出产检验和现场的离线试验或定期检修。定期试验和大修均需要停电，会造成经济损失和人力资源浪费。离线的定期预防性试验条件不同于设备运行条件，多数试验都是在低压无电磁干扰的情况下进行的，这样可能发现不了潜在的缺陷和故障，另一方面，离线定期预防性试验的周期虽具有统计性，但不能准确及时的发现故障。因此，在线校验可完善互感器的校验和监控手段，并且该领域尚无相关国家标准和企业标准出台，该领域的研究尚属于空白。中国实用新型专利《一种电子式高压电流互感器》(申请号200720U6458. 7申请日2007-11-21)及发明专利《一种高精度开口式罗氏线圈》(申请号200910065785.X申请日2009-08-14)所公开的，仅涉及在线式电子互感器及高精度PCB板式互感器(其精度可以达到0. 05级)，并未述及在线校验电流互感器内容。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术提出的问题，公开一种高压电流互感器在线校验方法，利用高准确度钳形空心线圈为标准电流传感器，在不停电情况下，对现场运行中的高压电流互感器实现高准确度校验，减少了停电损失，缩短高压电流互感器的校验周期。本发明的技术方案是一种高压电流互感器在线校验方法，其特征在于在被校验高压电流传感器回路中，串联一个基于PCB板的高准确度钳形空心线圈为标准电流传感器，通过光纤传输将高压侧信号数字化并传输到低压侧；通过外部同步触发信号将同一时刻的标准电流传感器输出值和被校高压电流传感器输出值进行比对，在校验平台中用虚拟仪器实现数字积分算法和误差理论算法，来检定现场运行的被校高压电流传感器的准确度。其有益效果是可实现全数字化的高压电流互感器在线校验，准确度高，实时性好，大大提高了电力系统一次设备的可靠性。如上所述的高压电流互感器在线校验方法采用的高压电流互感器在线校验装置， 按照校验规则主要分为标准通道、被校通道和校验平台三部分，分别如下①标准电流传感器的传感头采用基于PCB板的钳形空心线圈。该传感头具有动态范围广，频带宽，无磁饱和等优点，是应用最成熟的电子式电流互感器之一。空心线圈是将测量导线绕在截面均勻的非磁性材料的框架上的一种电流传感器。在做成钳形结构的形状时， 开口气隙中的磁导率和非磁性骨架的磁导率基本一致，不会影响一次电流产生的磁场在线圈中的分布，因此适合做成开气隙的钳形线圈结构。另外，空心线圈还有没有铁芯，没有铁芯的磁路饱和问题，响应速度快，不与被测电路直接接触等优点，使得其能够在高压电线上带电操作。②标准电流传感器由传感头、高压侧数据采集模块和本地数据接收�？樽槌�。传感器头是基于PCB板的钳形空心线圈，高压侧数据转换�？樵诮邮艿奖镜亟邮苣？榈耐叫藕藕螅招南呷κ涑龅奈⒎中藕沤蟹糯蟆/D (Analog to Digital)转换和电光转换后，通过光纤发送�？榻莘⑺偷奖镜厥萁邮漳？�。③被校通道包括被校互感器输出转换�？椋捅镜厥萁邮漳？椤１恍；ジ衅魇涑鲎荒？榘ǚ至髌鳎Ｊ缓偷绻庾�。被校电流互感器通过分流器将输出(Γ5Α或者(TlA的电流信号转换为低电压信号，A/D转换和电光转换后通过光纤发送�？榻莘⑺偷奖镜厥萁邮漳？椤＂苄Ｑ槠教ㄎ阈焦た鼗突贚abview的软件编程语言组成的虚拟仪器平台。校验平台通过RS-232的通信接口接收本地数据接收�？榉⑺凸吹谋曜纪ǖ篮捅恍Ｍǖ赖氖荩缓蠼曜纪ǖ赖氖葑鍪只�、将两通道的数据进行误差计算和波形显示和数据记录。本发明的高压电流互感器在线校验方法，可实现在不停电情况下高压电流互感器的在线校验、数据监测、记录和波形显示。
附图1为本发明实施例工作系统构成框图； 附图2为本发明实施例原理示意附图3为本发明实施例标准通道硬件系统框图； 附图4为本发明实施例被校通道硬件系统框图； 附图5为钳形PCB板的空心线圈传感头外观图。
具体实施例方式以下结合附图对发明实施例作进一步说明
如图1所示，本发明由标准通道和被校通道以及校验平台组成。标准通道主要包括标准电流传感器1，高压侧数据发送�？�2，被校通道包括被校互感器输出转换�？�3和本地数据接收�？�4，校验平台5为工控机和虚拟仪器的软件组成，6为数据传输光纤。如图2所示，本发明是在通过由已知准确度的标准电流传感器和被校高压电流互感器在同一时刻输出值的对比，来检定现场运行的被校高压电流互感器的各项参数的装置。其工作原理如下标准电流传感器的传感头采用基于PCB板的高准确度钳形空心线圈， 其输出的电压信号通过高压侧信号采集�？楸涑墒中藕�。高压侧信号采集�？橹饕ㄇ爸梅糯�、模数转换和电光转换，在接收到同步信号后将标准传感器输出的微分信号进行前置放大、A/D转换成数字信号，再通过光纤发送�？榻葑怀晒庑藕欧⑺偷奖镜亟邮漳？椤１恍５缌骰ジ衅魑绱攀降缌骰ジ衅魇涑鑫�(Γ5Α的电流信号，通过I/V转换器将输出转换为电压信号输出到低压侧信号采集�？�。被校互感器输出转换�？橹饕Ｊ缓偷绻庾唬诮邮盏酵叫藕藕蠼獻/V转换器输出的电压信号采样，转换为光信号传递到本地接收�？�。本地接收�？橹饕ㄍ绞敝臃⑺停獾缱缓图す夤┑�。为两路�？榉⑺屯叫藕牛哐共嘈藕挪杉？楣┠芎徒邮樟铰吠ǖ婪⑺突乩吹氖荩訰S-232 的通信接口标准发送给上位机中虚拟仪器校验平台完成信号处理，误差计算和诊断。如图3所示，标准通道硬件包括高压侧信号采集模块和本地接收�？椋涔ぷ髟砣缦卤镜亟邮漳？橥ü闲泄庀烁哐共嘈藕挪杉？樘峁┘す夤┑�、发送触发同步脉冲；高压侧信号采集�？槭盏酵铰龀搴蠼胁裳⑼ü滦泄庀讼虮镜亟邮漳？榇褪荩涔┑绶绞轿夤┑绲姆绞�。本地接收�？榘ń邮崭哐共嗍莺陀肷衔换ㄐ�。 本地接收�？榻邮毡曜纪ǖ烙氡恍Ｍǖ懒铰返耐ㄐ攀荩ü齊S-232交错地发送给工控机。如图4所示，被校通道硬件包括被校互感器输出转换�？楹捅镜厥萁邮漳？椋� 其工作原理和标准通道基本一致，其主要区别在于被校互感器输出转换�？椴辉诟哐共啵� 不需要光供电，可以直接接入220V电源供电。被校验电流电流互感器为高压电流互感器， 输出为电流信号，因此需要I/V转换器将电流转换成电压信号。参见附图5，图中10—卡紧装置，11 一交连，12，出线端子，由于本发明旨在不影响一次侧接线的情况下对现场运行的高压电流互感器实施在线校验，标准电流传感器设计为钳形PCB板空心线圈，标准传感器的外壳为全铝屏蔽壳，具有电场屏蔽和高频磁场屏蔽的作用，内层机械设计分为两层，一层为开口的PCB板空心线圈，另一层固定着高压侧采集模块和激光供能接收电路，整个铝盒全封闭式设计，输出信号为光纤输出信号，外接绝缘子， 铝壳设计另外一个非常重要的作用是固定，该铝壳设计可以使开口线圈气隙紧密结合在一起，保证闭合后开口气隙小于0. Imm;另一方面，可以起到固定载流导体在线圈中心位置的作用，避免导体震动引起线圈偏心偏轴等位置偏移。使用过程中，首先将各部分连接线接好，再将标准电流传感器传感头卡入高压导线上，再扣合卡紧装置10，即可进行校验。
权利要求
1. 一种高压电流互感器在线校验方法，其特征在于在被校验高压电流传感器回路中，串联一个基于PCB板的高准确度钳形空心线圈为标准电流传感器，通过光纤传输将高压侧信号数字化并传输到低压侧；通过外部同步触发信号将同一时刻的标准电流传感器输出值和被校高压电流传感器输出值进行比对，在校验平台中用虚拟仪器实现数字积分算法和误差理论算法，来检定现场运行的被校高压电流传感器的准确度。
全文摘要
本发明涉及一种高压电流互感器在线校验方法，带电对现场运行中的高压电流互感器实现高准确度校验，其特征在于在被校验高压电流传感器回路中，串联一个基于PCB板的高准确度钳形空心线圈为标准电流传感器，通过光纤传输将高压侧信号数字化并传输到低压侧；通过外部同步触发信号将同一时刻的标准电流传感器输出值和被校高压电流传感器输出值进行比对，在校验平台中用虚拟仪器实现数字积分算法和误差理论算法，来检定现场运行的被校高压电流传感器的准确度，减少了停电损失，缩短高压电流互感器的校验周期。
文档编号G01R35/02GK102401889SQ20111035083
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者万罡, 冯翔翔, 刘彬, 刘翔, 叶国雄, 杨帆, 童悦, 胡蓓, 郭克勤, 陈鹏, 黄华 申请人:国网电力科学研究院
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