CN103201636A - 识别电流互感器的方法和相关计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及识别电流互感器的方法和相关计量装置。一种判定电流互感器（8）位于导体（106A-C）附近的改进的方法包括向多个导体中的特定导体施加预定义负载（126），以及根据响应于所述预定义负载从特定电流互感器检测到的信号判定该特定电流互感器位于该特定导体附近。还公开了一种具有用于识别预定义负载的算法的改进的计量装置。

Description

识别电流互感器的方法和相关计量装置

技术领域

所公开和主张的概念总体上涉及电流互感器，更具体而言，涉及一种识别位于特定导体附近的特定电流互感器的方法和相关联的计量装置。

背景技术

众所周知，有各种类型的电流互感器，例如电流互感器。典型地，电流互感器可以包括环形铁芯，绕着其缠绕多个绕组。在使用时，电导体位于环形铁芯的孔中，在交变电流通过导体时，该导体充当初级导体，以在充当次级导体的绕组中感生电流。根据应用，用于绕组的导线与检测来自绕组的电流并做出响应以提供输出的仪表连接，输出例如可以是电流的测量值。不过，尽管电流互感器对于其预定目的一般是有效的，但并非没有局限。

从制造领域可以理解，即使在同一天利用相同的设备制造的电流互感器也并非彼此完全相同。因此，在安装过程期间会校准以出厂设置安装于另一系统中的电流互感器。亦即，向电流互感器应用极精确的校准负载和极精确的校准仪表并获得来自电流互感器的输出。例如，给定流经初级导体的电流，校准可能判定电流互感器输出的电流可能非常轻微地大于或小于预期电流，或者电流互感器中的电流可能轻微地与初级导体中的电流不同相，或者两种情况兼有。此外或替代地，可能在初级导体中电流水平更低的情况下，电流互感器中的电流远小于其应得值。因此，在以出厂设置将电流互感器安装到系统中时，使用从电流互感器检测到的上述信号误差来校准与电流互感器连接的任何计量装置。亦即，计量装置的通道可具有可调标度盘，调节所述标度盘从而基于上述误差校正来自电流互感器的输出，使得来自计量装置的输出正确地反映流经初级导体的电流。可以通过不同方式校准其他计量装置。

不过，要指出的是，从电流互感器获得精确输出以确定上述误差的能力，很大程度上依赖于是否有可应用于电流互感器的极精确计量装置和极精确校准负载。通常仅能够在工厂设置中发现具有这种精确度水平的设备。这样一来，尽管在以出厂设置安装电流互感器时可以精确地进行电流互感器的校准，但在现场将其安装到另一系统中时试图校准电流互感器遇到了困难。

在要在多个导体之一上安装电流互感器时，在现场安装期间遇到了其他困难。即，在存在多个导体的环境中，尽管可以将电流互感器安装成位于多个导体之一附近，但辨别任何特定导体的身份是什么，例如，导体充当特定负载或位置，一直很困难。

于是希望提供一种改进的电流互感器或方法或两者，克服与现有技术相关联的这些和其他缺点。

发明内容

一种改进的电流互感器设备包括电流互感器，该电流互感器上存储若干校准值，在将该电流互感器连接到计量装置时可以使用所述校准值。一种实现电流互感器校准的改进的方法包括：向电流互感器施加高精度的已知负载，根据从电流互感器检测的信号导出若干用于电流互感器的校准值，以及在设置于电流互感器上的存储设备中存储一些所述校准值。在例如在现场安装时安装电流互感器时，电流互感器所连接的计量装置从存储设备检索校准值并向从电流互感器检测的信号应用至少一些所述校准值以产生计量装置的经校准的输出。一种判定电流互感器位于导体附近的改进的方法包括：向多个导体中的特定导体施加预定义负载，以及根据响应于预定义负载从特定电流互感器检测到的信号判定该特定电流互感器位于该特定导体附近。也公开了具有用于识别预定义负载的算法的改进的计量装置。因此，所公开和所主张概念的一方面是例如在现场安装中在安装电流互感器期间能够判定特定电流互感器位于特定导体附近。

所公开和所主张概念的这些和其他方面是由一种判定电流传感器位于导体附近的改进的方法提供的。该方法可以一般地表述为包括：向多个导体中的特定导体施加预定义负载，并根据响应于该预定于负载从特定电流传感器检测到的信号判定所述特定电流传感器位于所述特定导体附近。

所公开和所主张概念的这些和其他方面是由一种改进的计量装置提供的，该计量装置被构造成具有多个与其连接的电流传感器，并从多个电流传感器中识别位于多个导体中的一导体附近的电流传感器。可以将该计量装置一般地表述为包括：处理器设备、与处理器设备连接的多个输入以及与处理器设备连接的至少第一输出，处理器设备包括处理器和存储器。所述存储器中存储了若干例程，在多个电流传感器与所述多个输入连接且向多个导体中的特定导体施加预定义负载的环境中，所述例程在处理器上执行时，使得所述计量装置执行包括如下操作的操作：根据响应于所述预定义负载从特定电流传感器检测到的信号判定所述特定电流传感器位于所述特定导体附近。

附图说明

在结合附图阅读时，可以从以下描述获得对所公开和所主张概念的进一步理解，附图中：

图1是导出用于电流互感器的若干校准值的过程期间、所公开和所主张概念的改进的电流互感器设备的示意图；

图2是例如在现场安装期间，与计量装置连接的图1的电流互感器设备的示意图；以及

图3是例如在现场安装中安装于系统中的例如图1的电流互感器设备的多个电流互感器的示意图。

在整个说明书中类似的附图标记表示类似的部分。

具体实施方式

图1-3中示出了改进的电流传感器设备，在图示的示范性实施例中，该电流互感器设备是根据所公开和所主张概念的电流互感器设备4。电流互感器设备4包括电流传感器，在图示的示范性实施例中，它是电流互感器8，电流互感器8可以是例如现有技术中公知的各种电流互感器中的任何一种。如这里所用，“电流传感器”这一表达及其变化应当宽泛地指代被构造成检测电流的各种装置中的任何装置，显然包括电流互感器。电流互感器设备4还包括设置于电流互感器8上的存储设备12，其中存储了数据，该数据可以包括用于电流互感器8的若干校准值，电流互感器8的标识，例如电流容量、型号和序列号等，但不限于此。尽管可以将电流互感器设备4以出厂设置安装到另一系统中，但也可以有利地在现场环境中将电流互感器设备4安装到另一个系统中。这是因为，存储设备12中存储的校准值和其他数据可以在现场由计量装置检索，并在将从电流互感器8接收的信号转换成计量装置的校准的输出时使用，所述信号例如是表示流经延伸穿过电流互感器8的导体的电流的电流。

如下文中将更详细阐述的，在电流互感器设备4的现场安装期间，可以在一个或多个导体附近安装电流互感器设备4的一个或多个实例。应用于特定导体的预定义负载可能导致从特定电流互感器设备4检测到信号，该信号使得能够判定该特定电流互感器设备4位于该特定导体附近。不过，要指出的是，可以不利用存储设备12来进行特定电流互感器设备4位于特定导体附近的判定，意味着这样改进的方法能够采用任何类型的电流互感器8判定电流互感器8位于特定导体附近。

从图1中可以理解，存储设备12包括非易失性存储器16和通信系统20。非易失性存储器16可以包括各种用于存储数据的存储装置中的任何一种或多种，例如但不限于RAM、ROM、EPROM、EEPROM、FLASH等。通信系统20可以同样具有各种配置中的任何一种，例如形式为可以与计量装置连接的线缆连接器等。在图1中一般性示出的范例中，将通信系统20示为包括一组在存储设备12和这里称为校准仪表和存储器程序设计器24的装置之间延伸的导线，但其他配置是可能的。就此而言，要指出的是，存储设备12可以是RFID芯片的形式，会包括非易失性存储器16，并提供无线通信能力作为通信系统20，该无线通信能力可以向计量装置无线传送存储设备12的内容。还要指出的是，存储设备12可以设置于电流互感器8内部或可以在外部附着于其上，例如在可能通过将存储设备和成品电流互感器物理地连接在一起以用存储设备对成品电流互感器进行改型以形成电流互感器8时。

在实现电流互感器8的校准过程中，将电流互感器8的一对引线28与校准仪表和存储器程序设计器24连接，通信系统20同样与校准仪表和存储器程序设计器24连接。向电流互感器8应用为电流互感器8提供已知负载的校准负载32。更具体而言，校准负载32在初级校准导体36中汲取电流，初级校准导体36延伸通过电流互感器8的环形铁芯（这里未明确示出）中形成的孔并通过与校准负载32连接的中性校准导体40。

尽管图1示出校准仪表和存储器程序设计器24与校准负载32分开，但显然两个部件可以连接在一起，实际上，校准负载32同样受到校准仪表和存储器程序设计器24的控制。在与校准负载32一起将一个或多个已知负载应用于电流互感器8之后，校准仪表和存储器程序设计器24经由引线28检测来自电流互感器8的各种信号，并从各种信号导出用于电流互感器8的若干校准值。校准值可以包括，例如增益值、相位校正值或两者。校准值的数量可以另外地或替代地包括非线性因数，其在被电流互感器8检测的特定电流范围中有用。就此而言，要指出的是，可以存储在非易失性存储器中的数据包括标识数据，标识数据可以包括表示电流互感器8的安培容量、电流互感器的型号和/或序列号等的数据元。

一旦从电流互感器8检测到信号且校准仪表和存储器程序设计器24已经使用所述信号导出用于电流互感器8的若干校准值，校准仪表和存储器程序设计器24就以各种公知方式中的任何方式将该若干校准值编程到非易失性存储器16中。校准仪表和存储器程序设计器24还能够将前述电流互感器8的标识数据编程到非易失性存储器16中，或这样的标识数据可能在与校准仪表和存储器程序设计器24连接之前就已经存储在非易失性存储器16中。

然后从电流互感器8取下初级校准导体36，然后可以装运电流互感器设备4及其电流互感器8和其被编程的存储设备12来进行现场安装。因此，有利地，与存储设备12一起装运电流互感器8，存储设备12在其非易失性存储器中包括数据，该数据包括用于电流互感器的一个或多个校准值和/或一条或多条包括表示电流互感器8特定方面的数据元的标识数据。由于校准值是在出厂设置中从高度精确的校准仪表和存储器程序设计器24以及从高度精确的校准负载32导出的，所以校准值高度精确，可以在现场由电流互感器8所连接的计量装置有利地来产生电流互感器8的校准的输出。此外，如果正在现场在系统中安装电流互感器设备4的多个实例，则直接在电流互感器设备4上物理地存储用于任何特定电流互感器设备4的校准值，结果，技术人员自己就不必记录或输入特定的校准值或以其他方式处理所述特定的校准值。即，在电流互感器设备4的每个实例与计量装置连接时，计量装置从电流互感器设备4的各个实例检索关联的校准值并向从电流互感器8接收的信号应用所述关联的校准值，以便产生校准的信号，并由此从计量装置提供对应于电流互感器8的经校准的输出。

图2示出了与计量装置44连接的电流互感器设备4，例如在现场安装中。更具体而言，通过将电流互感器8与计量装置44连接、从存储设备12检索用于电流互感器8的校准值、并向从电流互感器8接收的信号应用校准值以产生电流互感器8的经校准的信号从而还产生计量装置44的经校准的输出，电流互感器设备4的电流互感器8可以说被校准。

图3中一般性地示出了电流互感器设备4的现场安装。可以看出，示范性装置包括三个电流互感器设备104A、104B、104C，类似于电流互感器设备4，均包括电流互感器8和存储设备12。电流互感器设备104A、104B、104C均分别具有从其中穿过的导体106A、106B、106C，它们可以处于相同相位或不同相位，不脱离本创意。还示出了中性体110，导体106A、106B、106C与其连接。

计量装置44包括三个通道114A、114B、114C，其充当计量装置44上的输入，电流互感器104A、104B、104C分别与通道114A、114B、114C连接。如上所述，由计量装置44检索电流互感器设备104A、104B、104C中每一个的存储设备12中存储的校准值，将检索的一组校准值应用于从对应电流互感器设备104A、104B、104C的电流互感器8检测到的信号，以产生每个这种电流互感器8的校准信号。这样一来，可以通过在电流互感器8上提供其中存储了校准值的存储设备12，通过从存储设备12检索校准值并将它们用于从对应电流互感器8接收的信号，来校准多个电流互感器8。

根据所公开和所主张概念的另一种改进的方法能够判定特定电流互感器8位于特定导体106A、106B、106C附近。即，在计量装置44附近可能无法彼此区分多个导体106A、106B、106C，于是有利地将预定义的负载126应用于导体106A、106B、106C中的特定一个，并分析从电流互感器8检测到的任何信号以识别具有表示关联导体106A、106B、106C上存在预定义负载126的输出的电流互感器8。预定义负载126在图3中被示意性地示出，可以包括一个或多个电感性负载和/或电容性负载和/或电阻性负载，其以预定方式工作使得预定义负载126从导体汲取随时间以预定方式变化的电流。例如，预定义负载可能导致汲取特定电流十秒钟，继之以十秒钟不汲取电流，继之以再次汲取该特定电流十秒钟等。由于与一般遇到的电力负载相比，预定义负载126是独特的，所以不论同一导体上是否存在其他负载，都可以由计量装置44检测到其存在。

例如，图3示出了导体106A上的负载X118和导体106C上的负载Y122。图3中未示出导体106B上具有负载。在激活预定义负载126时，计量装置44将基本同时检测到从所连接的电流互感器8接收的各种信号，并将采用算法识别位于预定义负载126所连接的导体附近的电流互感器8。即，在触发图3中预定义负载126并检测到从附连于通道114A、114B、114C的电流互感器8接收的任何信号时，在计量装置的处理器设备134上执行的算法分析所述信号。该算法根据所述信号检测预定义负载126的存在并做出响应地在计量装置44的显示器130上提供可见指示，其表示位于预定义负载126所连接的导体附近的电流互感器8所连接的通道114A、114B、114C。处理器设备134包括处理器138和存储器142，算法存储于存储器142中并在处理器138上执行。该算法充分完善，即使在同一导体106C上存在其他负载，例如负载Y122时，它也能够识别预定义负载126的存在。

一旦计量装置44识别出位于与预定义负载126连接的导体（即图3中的导体106C）附近的电流互感器8，就从该导体断开预定义负载126，并将其与其他导体连接以识别位于其他导体附近的电流互感器108。例如，可以连接到导体106B的预定义负载126将识别电流互感器设备104B的电流互感器8。类似地，预定义负载126与导体106A的连接将识别电流互感器设备104A，更具体而言，位于导体106A附近的电流互感器设备104A的电流互感器8。要重申的是，该算法将能够区分预定义负载126与导体106A上的负载X118，以能够识别电流互感器设备104A的电流互感器8。

显然，电流互感器设备104A、104B、104C中每一个的存储设备12中存储的校准值用于在电流互感器设备104A、104B、104C与计量装置44连接时校准电流互感器设备104A、104B、104C的电流互感器8。不过，还要理解，在识别特定电流互感器8位于特定导体106A、106B、106C附近时未必要使用这样的校准值。这样一来，可以在任何类型的电流互感器8上，即，甚至在电流互感器8不额外包括关联存储设备12上存储的校准值时，也能够进行这种电流互感器8的识别。

因此，有利地，通过使电流互感器8受到一个或多个校准负载的影响并采用校准仪表和存储器程序设计器24来检测来自电流互感器8的信号、根据该信号确定用于电流互感器8的若干校准值、并在设置于电流互感器8上的存储设备12中存储校准值以形成改进的电流互感器设备4，可以将电流互感器8配置成允许进行自动校准。在连接电流互感器设备4与计量装置44并检索存储设备12中存储的校准值时，计量装置44能够向从电流互感器8接收的信号应用校准值，以形成电流互感器8的经校准的输出并在计量装置44上提供经校准的输出。进一步有利地，可以将预定义负载126与各种导体连接，以便识别哪个电流互感器8位于哪个导体附近。

尽管已经详细描述了本发明的具体实施例，但本领域的技术人员将认识到，根据本公开的总体教导可以发展出对那些细节的各种修改和替代。因此，公开的特定布置仅仅用于例示而非限制发明的范围，该范围将由所附权利要求及其任何等价物的完整宽度给出。

Claims (10)

1.一种判断电流传感器（8）位于导体（106A，B，C）附近的方法，所述方法包括：

向多个导体（106A，B，C）中的特定导体（106A，B，C）施加预定义负载；以及

根据响应于所述预定义负载从特定电流传感器（8）检测到的信号判定所述特定电流传感器位于所述特定导体附近。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

施加从所述特定导体汲取以预定方式随时间变化的电流的负载作为所述预定义负载；以及

作为所述判定的至少一部分，判断所述信号的至少一部分以所述预定方式随时间变化。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

与施加所述预定义负载同时，针对从包括所述特定电流传感器的多个电流传感器中每一个检测到的任何信号，分析可能的以所述预定方式随时间的变化。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

将包括所述特定电流传感器的多个电流传感器（8）连接到计量装置（44）；

使从所述多个电流传感器中的至少一些中的每一个检测到的任何信号受到所述计量装置上的算法作用，所述算法能够被执行以检测信号以所述预定方式随时间的变化；以及

采用所述算法识别输出以所述预定方式随时间变化的信号的所述特定电流传感器。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

在所述计量装置上提供可见指示，该指示将所述多个电流传感器中的特定电流传感器识别为位于所述特定导体附近。

6.一种计量装置（44），构造成具有多个与其连接的电流传感器（8）并从所述多个电流传感器中识别位于多个导体（106A，B，C）中的导体（106A，B，C）附近的电流传感器（8），所述计量装置包括：

包括处理器（138）和存储器（142）的处理器设备（134）；

与所述处理器设备连接的多个输入（114A，B，C）；

与所述处理器设备连接的至少第一输出（130）；

所述存储器中存储了若干例程，在多个电流传感器（8）与所述多个输入连接且向多个导体（106A，B，C）中的特定导体（106A，B，C）施加预定义负载的环境中，所述例程在处理器上被执行时，使得所述计量装置执行操作，所述操作包括：

根据响应于所述预定义负载从特定电流传感器（8）检测到的信号判定所述特定电流传感器位于所述特定导体附近。

7.根据权利要求6所述的计量装置，其中所述预定义负载从所述特定导体汲取以预定方式随时间变化的电流，且其中所述操作还包括作为所述判定的至少一部分，判断所述信号的至少一部分以所述预定方式随时间变化。

8.根据权利要求7所述的计量装置，其中所述操作还包括：

与施加所述预定义负载同时，针对从所述多个电流传感器中的至少一些中的每一个检测的任何信号，分析可能的以所述预定方式随时间的变化。

9.根据权利要求7所述的计量装置，其中所述操作还包括：

使从所述多个电流传感器的至少一些中的每一个检测到的任何信号受到所述处理器设备上的算法作用，所述算法能够被执行以检测信号以预定方式随时间的变化；以及

采用所述算法识别输出以所述预定方式随时间变化的信号的所述特定电流传感器。

10.根据权利要求9所述的计量装置，其中所述操作还包括：

在所述至少第一输出上提供可见指示，该指示将所述多个电流传感器中的所述特定电流传感器识别为位于所述特定导体附近。

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