CN101930063A - 电子式电流互感器极性测定方法及系统 - Google Patents

电子式电流互感器极性测定方法及系统 Download PDF

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陆志浩
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Abstract

本发明揭示一种电子式电流互感器极性测定方法及系统,所述极性测定方法包括如下步骤:A、使用大电流发生器对电子式电流互感器进行一次通流,同时将大电流发生器的输出直接并接入所述合并单元的电压输入端;B、启动保护设备,读取保护设备内部故障录波文件,从中分析流过所述保护设备的二次电流和电压之间的相位关系;C、测量大电流发生器的电流和电压之间的相位关系;D、将上述两者的测量结果进行对比,以此来判断电子式电流互感器极性的正确性。本发明提出的电子式电流互感器极性测定方法及系统,可以在设备投运前有效地查出互感器极性是否接反,二次回路接线是否存在接错及断线等各种情况,大大改善一次系统的运行条件。

Description

电子式电流互感器极性测定方法及系统
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种电子式电流互感器,尤其涉及一种电子式电流互感器极性测定方 法;另外,本发明还涉及一种电子式电流互感器极性测定系统。
背景技术
[0002] 电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较 小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器,可以把实际为 400A的电流转变为5A的电流。
[0003] 【基本结构】
[0004] 电子式电流互感器是采用基于光效应原理的光学装置作为电流传感器的新一代 电流互感器,也可称之为光学电流互感器。其特点是:测量精度高,可同时满足测量及保护 系统的信号需求;绝缘结构非常简单;无磁饱和、频率响应范围宽,可测试暂态非周期分量 及直流分量。电子式电流互感器整体结构分为一次部分和二次部分,一次部分和二次部分 通过光缆连接。适用于35kV及以上电压等级的电流测量,并以数字输出的形式通过光纤或 网线供电气测量仪器和继电保护装置使用。
[0005] 电子式电流互感器整体结构由电流传感部分110、信号传输部分120和合并单元 部分130三部分组成,其结构简图如图1所示。
[0006] 电流传感部分110主要包括一次导体111、高压壳体112和光学电流传感器113, 其中光学电流传感器113采用基于法拉第磁旋光效应原理的传感器。应用于330kV及以上 电压等级时,在一次导体111出线端增加均压环。
[0007] 信号传输部分120采用光纤复合绝缘子,光纤复合绝缘子由空心套管构成支撑 件,套筒内抽真空后填充绝缘脂,以增强绝缘性能。信号传输部分120的主体设置于底座 122上,通过光缆140与合并单元部分130连接。图中,121为信号传输光纤束。
[0008] 合并单元部分130采用标准机箱结构,主要包括二次转换器装置和合并器装置。
[0009]【工作原理】
[0010] 电子式电流互感器的电流传感器采用基于光效应原理的传感器,其测量原理如图 2所示。
[0011] 对被测电流i周围磁场强度的线积分,即线偏振光在磁场H的作用下通过磁光材 料时,其偏振面旋转了P角度,可以用下式描述:
[0012]
[0013] 式中,V为磁光材料的菲尔德常数;1为通光路径长度;K为磁场积分与被测电流的 倍数关系。
[0014] 目前使用的电流互感器多为常规电流互感器,在投运前,要进行一次通流试验,检 查工作抽头的变比以及回路是否正确,检查互感器各绕组间的极性关系是否符合铭牌的标识。检查互感器各次绕组的连接方式及其极性关系是否与设计相符合。
[0015] 常规一次通流试验的方法有:(1)用普通的三相检修电源(380V电源)直接向电 流互感器的一次侧注入一次电流,在电流互感器(TA)的二次侧测量电流互感器各绕组中 电流的相位和极性。(2)在安装时利用干电池瞬时充放电原理检测其极性。
[0016] 电流互感器是继电保护系统中的重要组成元件,其自身特性及其接线正确性 直接关系到继电保护系统能否可靠的运行和正确动作于故障。根据电力行业标准DL/T 995-2006《继电保护和电网安全自动装置检验规程》的相关规定,对于新装装置,在投运前, 必须要进行一次通流试验,其目的在于检查工作抽头的变比以及回路是否正确,检查互感 器各绕组间的极性关系是否符合铭牌的标识。检查互感器各次绕组的连接方式及其极性关 系是否与设计相符合。
[0017] 由于电子式电流互感器的极性存在特殊性,不像常规电流互感器有明显的CT极 性标识,而且原理和采集信号的传输方式上也有很大差别,故现有的常规电流互感器一次 通流试验在二次回路使用相位表计测量二次电流相位的检查极性方法并不能完全适用于 电子式电流互感器的极性测定,故需要一套新的可行的方法对电子式电流互感器的极性进 行测定,以保证其正确性。
[0018] 因此,采用电子式电流互感器后,传统的极性测试方法不能适用,尤其是对于差动 类保护至关重要的一次通流方法,如果不能找到合适的替代方法,则只能在一次系统带电 后,利用实际负荷进行检测。由于电子式电流互感器不能使用传统电流互感器采用的减极 性标注方法标注极性,电子式电流互感器本体没有PI、P2的极性标注,也不能在安装时利 用干电池瞬时充放电原理检测其极性,而且,其二次回路采用光纤传输数字信号,也不能像 传统电流互感器那样通过二次回路对电流极性进行校正以满足不同设备的需要,因此在工 程应用中,会存在大量电流极性不符合要求的情况,如果在一次系统带电后检测,则检测内 容众多,很可能需要进行大量修改,甚至可能引起保护误动,最好的情况下,也会大大延长 系统的启动时间,对系统的运行极为不利。
[0019] 由以上可知,由于电子式电流互感器极性的特殊性,输出信号为数字信号,不像常 规电流互感器有明显的CT极性标识以及明确的极性定义,因此也不能采用常规CT极性测 定与试验方法,因此新安装的电子式电流互感器需要一种适应其自身特殊性的测定方法, 来确认其极性的正确性。
发明内容
[0020] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种电子式电流互感器极性测定方法,可以 在设备投运前有效地查出互感器极性是否正确。
[0021] 此外,本发明还提供一种与上述电子式电流互感器极性测定方法对应的电子式电 流互感器极性测定系统。
[0022] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
[0023] 一种电子式电流互感器极性测定方法,所述电子式电流互感器包括合并单元、保 护设备;其特征在于,该方法包括如下步骤:
[0024] A、使用大电流发生器对电子式电流互感器进行一次通流,同时将大电流发生器的 输出直接并接入所述合并单元的电压输入端;[0025] B、启动保护设备,读取保护设备内部故障录波文件,从中分析流过所述保护设备 的二次电流和电压之间的相位关系;
[0026] C、测量大电流发生器的电流和电压之间的相位关系;
[0027] D、将上述两者的测量结果进行对比,以此来判断电子式电流互感器极性的正确 性。
[0028] 作为本发明的一种优选方案,在上述步骤C中,使用相位测量表计测量电流电压 之间的相位关系,读取测量出电流和电压之间的相位角度;而在上述步骤B中,是对录波文 件的波形图中电流和电压的变化规律进行判断,以电压波形过零点为参照点,将电流波形 的过零点与之对比,判断电流相对于电压是超前还是滞后,以此来判断电子式电流互感器 极性的正确性。
[0029] 作为本发明的一种优选方案,所述方法还包括步骤E :若互感器的极性与所要求 的极性相反,通过一极性校正单元对接反的极性进行校正。
[0030] 作为本发明的一种优选方案,所述极性校正单元设置于所述互感器的采集单元内 部,将接反的极性反向,并再次通流验证。
[0031] 作为本发明的一种优选方案,所述极性校正单元设置于所述保护设备内部,以对 接反的电流极性进行校正。
[0032] 作为本发明的一种优选方案,所述步骤C中,使用相位表计测量大电流发生器的 电流和电压之间的相位关系。
[0033] 一种电子式电流互感器极性测定系统,所述电子式电流互感器包括合并单元、保 护设备;所述测定系统包括:
[0034] 大电流发生器,用以对电子式电流互感器进行一次通流,将大电流发生器的输出 直接并接入所述合并单元的电压输入端;
[0035] 故障录波文件读取单元,用以在启动保护设备后读取保护设备内部故障录波文 件;
[0036] 故障录波文件分析单元,用以从所述故障录波文件读取单元读取的故障录波文件 中分析流过所述保护设备的二次电流和电压之间的相位关系;
[0037] 相位测量单元,用以测量大电流发生器的电流和电压之间的相位关系;
[0038] 测量结果进行对比单元,用以对比故障录波文件分析单元、相位测量单元获取的 测量结果,以此来判断电子式电流互感器极性的正确性。
[0039] 作为本发明的一种优选方案,所述相位测量单元测量电流电压之间的相位关系, 读取测量出电流和电压之间的相位角度;故障录波文件分析单元对录波文件的波形图中电 流和电压的变化规律进行判断,以电压波形过零点为参照点,将电流波形的过零点与之对 比,判断电流相对于电压是超前还是滞后,以此来判断电子式电流互感器极性的正确性。
[0040] 作为本发明的一种优选方案,所述系统还包括极性校正单元,用以在互感器的极 性与所要求的极性相反时,对接反的极性进行校正。
[0041] 作为本发明的一种优选方案,所述极性校正单元设置于所述互感器的采集单元内 部,将接反的极性反向,并再次通流验证。
[0042] 作为本发明的一种优选方案,所述极性校正单元设置于所述保护设备内部,以对 接反的电流极性进行校正。[0043] 作为本发明的一种优选方案,所述相位测量单元为相位表计。
[0044] 本发明使用大电流发生器对电子式电流互感器一次进行通流,同时将大电流发生 器的输出直接并接入合并单元的电压输入端,启动保护,读取保护内部故障录波文件,从中 分析流过保护的二次电流和电压之间的相位关系;同时使用传统相位表计测量大电流发生 器的电流和电压之间的相位关系,将两者的测量结果进行对比,以此来判断电子式电流互 感器极性的正确性。如电流极性与所要求的极性相反,则可以通过采集单元的内部软件设 置将接反的极性反向,并再次通流验证。也可在保护设备内部对电流极性进行校正。
[0045] 本发明的有益效果在于:本发明提出的电子式电流互感器极性测定方法及系统, 可以在设备投运前有效地查出互感器极性是否接反,二次回路接线是否存在接错及断线等 各种情况,大大改善一次系统的运行条件。
附图说明
[0046] 图1为电子式电流互感器的结构示意图。
[0047] 图2为电子式电流互感器的工作原理图。
[0048] 图3为电子式电流互感器极性测定系统的组成示意图。
[0049] 图4为电子式电流互感器极性测定方法的流程图。
具体实施方式
[0050] 下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0051] 请参阅图3,本发明揭示了一种电子式电流互感器极性测定系统,所述电子式电流 互感器包括合并单元130、保护设备;所述测定系统包括大电流发生器21、故障录波文件读 取单元、故障录波文件分析单元、相位测量单元、测量结果进行对比单元、极性校正单元。
[0052] 大电流发生器用以对电子式电流互感器进行一次通流,将大电流发生器的输出直 接并接入所述合并单元的电压输入端。
[0053] 故障录波文件读取单元用以在启动保护设备后读取保护设备内部故障录波文件。 故障录波文件分析单元用以从所述故障录波文件读取单元读取的故障录波文件中分析流 过所述保护设备的二次电流和电压之间的相位关系。
[0054] 相位测量单元用以测量大电流发生器的电流和电压之间的相位关系。本实施例 中,所述相位测量单元为相位表22。
[0055] 测量结果进行对比单元用以对比故障录波文件分析单元、相位测量单元获取的相 位关系测量结果,以此来判断电子式电流互感器极性的正确性。
[0056] 若互感器的极性与所要求的极性相反,极性校正单元对接反的极性进行校正。所 述极性校正单元可设置于所述互感器的采集单元内部,将接反的极性反向,并再次通流验 证。所述极性校正单元还可以设置于所述保护设备内部,以对接反的电流极性进行校正。
[0057] 以上介绍了本发明电子式电流互感器极性测定系统的组成,以下通过图4介绍上 述测定系统的测定方法,该方法包括如下步骤:
[0058] 步骤A、使用大电流发生器对电子式电流互感器进行一次通流,同时将大电流发生 器的输出直接并接入所述合并单元的电压输入端。
[0059] 步骤B、启动保护设备,读取保护设备内部故障录波文件,从中分析流过所述保护设备的二次电流和电压之间的相位关系。
[0060] 步骤C、测量大电流发生器的电流和电压之间的相位关系;本实施例中,使用相位 表计测量大电流发生器的电流和电压之间的相位关系。
[0061] 步骤D、将上述两者的测量结果进行对比;在上述步骤C中,使用传统的相位测量 表计测量电流电压之间的相位关系,读取测量出电流和电压之间的相位角度;而在上述步 骤B中,是对录波文件的波形图中电流和电压的变化规律进行判断,以电压波形过零点为 参照点,将电流波形的过零点与之对比,判断电流相对于电压是超前还是滞后,以此来判断 电子式电流互感器极性的正确性。
[0062] 步骤E、若互感器的极性与所要求的极性相反,通过极性校正单元对接反的极性进 行校正。极性校正单元可设置于所述互感器的采集单元内部、或保护设备内部。一方面,可 以通过采集单元的内部软件设置(即后台装置23)将接反的极性反向,并再次通流验证;另 外,也可在保护设备内部对电流极性进行校正。
[0063] 综上所述,本发明提出的电子式电流互感器极性测定方法及系统,可以在设备投 运前(带电前)有效地查出互感器极性是否接反,二次回路接线是否存在接错及断线等各 种情况,大大改善一次系统的运行条件。
[0064] 这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例 中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实 施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明 的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、 材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进 行其它变形和改变。
[0065] 如,步骤E中校正极性的方法还可以有其他方法,不限于步骤E中所描述的两种。

Claims (10)

  1. 一种电子式电流互感器极性测定方法,所述电子式电流互感器包括合并单元、保护设备;其特征在于,该方法包括如下步骤:A、使用大电流发生器对电子式电流互感器进行一次通流,同时将大电流发生器的输出直接并接入所述合并单元的电压输入端;B、启动保护设备,读取保护设备内部故障录波文件,从中分析流过所述保护设备的二次电流和电压之间的相位关系;C、测量大电流发生器的电流和电压之间的相位关系;D、将上述两者的测量结果进行对比,以此来判断电子式电流互感器极性的正确性。
  2. 2.根据权利要求1所述的电子式电流互感器极性测定方法,其特征在于:在上述步骤C中,使用相位测量表计测量电流电压之间的相位关系,读取测量出电流 和电压之间的相位角度;而在上述步骤B中,是对录波文件的波形图中电流和电压的变化 规律进行判断,以电压波形过零点为参照点,将电流波形的过零点与之对比,判断电流相对 于电压是超前还是滞后,以此来判断电子式电流互感器极性的正确性。
  3. 3.根据权利要求1所述的电子式电流互感器极性测定方法,其特征在于:所述方法还包括步骤E:若互感器的极性与所要求的极性相反,通过一极性校正单元 对接反的极性进行校正。
  4. 4.根据权利要求3所述的电子式电流互感器极性测定方法,其特征在于:所述极性校正单元设置于所述互感器的采集单元内部,将接反的极性反向,并再次通 流验证。
  5. 5.根据权利要求3所述的电子式电流互感器极性测定方法,其特征在于:所述极性校正单元设置于所述保护设备内部,以对接反的电流极性进行校正。
  6. 6. 一种电子式电流互感器极性测定系统,所述电子式电流互感器包括合并单元、保护 设备;其特征在于,所述测定系统包括:大电流发生器,用以对电子式电流互感器进行一次通流,将大电流发生器的输出直接 并接入所述合并单元的电压输入端;故障录波文件读取单元,用以在启动保护设备后读取保护设备内部故障录波文件;故障录波文件分析单元,用以从所述故障录波文件读取单元读取的故障录波文件中分 析流过所述保护设备的二次电流和电压之间的相位关系;相位测量单元,用以测量大电流发生器的电流和电压之间的相位关系;测量结果进行对比单元,用以对比故障录波文件分析单元、相位测量单元获取的测量 结果,以此来判断电子式电流互感器极性的正确性。
  7. 7.根据权利要求6所述的电子式电流互感器极性测定系统,其特征在于:所述相位测量单元测量电流电压之间的相位关系,读取测量出电流和电压之间的相位 角度;故障录波文件分析单元对录波文件的波形图中电流和电压的变化规律进行判断,以 电压波形过零点为参照点,将电流波形的过零点与之对比,判断电流相对于电压是超前还 是滞后,以此来判断电子式电流互感器极性的正确性。
  8. 8.根据权利要求6所述的电子式电流互感器极性测定系统,其特征在于:所述系统还包括极性校正单元,用以在互感器的极性与所要求的极性相反时,对接反 的极性进行校正。
  9. 9.根据权利要求8所述的电子式电流互感器极性测定系统,其特征在于:所述极性校正单元设置于所述互感器的采集单元内部,将接反的极性反向,并再次通 流验证。
  10. 10.根据权利要求8所述的电子式电流互感器极性测定系统,其特征在于: 所述极性校正单元设置于所述保护设备内部,以对接反的电流极性进行校正。
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