CN107544045B - 一种用于对自校式电流互感器误差进行检测的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测方法和系统，用于对自校式电流互感器误差进行检测，所述系统包括：铁芯完整性检测单元、绕组匝数检测单元、误差准确性测量单元和保安系数检测单元。本发明在进行电流互感器线圈误差测量时，不需要使用大容量升流器及承受上千安培的长导线，降低了现场电流互感器测量误差的工作强度。本发明采用外接1A:1A的小型标准器的方式，使得电流互感器线圈在通入1A小电流的情况下，能在全工况下完成铁芯性能检查。本发明根据等安匝原理，采用相同匝数比与被检线圈一致的外接线圈与被检线圈比较，使得线圈的匝数在低电流下能得到准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及检测领域，更具体地，涉及一种用于对自校式电流互感器误差进行检测的系统和方法。
背景技术
在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，电流数值范围从几安至几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为统一的电流，另外线路上的电压一般会比较高，如直接测量是非常危险的，电流互感器起到电流变换和电气隔离作用。电力电流互感器的计量绕组需要按计量法规定进行周期性检测，电流互感器误差特性周期性检测是准确评估电网经济运行的重要依据。随着电压等级的升高和征地的难度加大，GIS型变电站的数量逐年递增。安装在GIS管道内的电流互感器线圈在进行误差测试时，很多需要利用GIS的两个出线套管，在其外侧接入标准CT和大功率升流器等设备，形成一个闭合大电流试验回路。因此，随着电压等级的提升，GIS管道直径与回路长度将增加，采用这种方法进行误差测试难度很大。如果借助于接地道闸，就要求断路器、隔离开关等设备按照大电流回路构成进行预定操作，目前大多数接地道闸的通流量仅有数百安培，也不能承受CT线圈的全电流误差测试时的电流值，因此需要重新预定通流参数，这对设备制造单位提出了更高的要求。同时，由于试验回路长，大电流升流器的容量需求大，导致试验单位在设备投入和人力投入方面存在较大的负担。随着变电站快速建设，设备数量越来越多，需要考虑电流互感器状态检测及状态评估，减少运维工作量。
实验室用电流互感器通常在内部采用等安匝的方式，在二次绕组不变的情况下改变一次绕组的匝数，实现在同一个二次绕组上出现不同的电流变比。虽然该方法在实验室用电流互感器上被广泛应用，但考虑到电力互感器二次绕组长期运行的特点，在制作时需要考虑双二次绕组的动热稳定、抗冲击电流等因素，而未在电力电流互感器上得到应用，如果能克服这些困难，将实验室用电流互感器误差测量技术应用于电力工程，将简化电力互感器现场试验难度，大大提高运维工作效率。
现有技术没有自校功能的电力电流互感器，目前产品无法满足在现场对电力电流互感器功能情况进行简单而快速的判断，检查其运输过程中线圈是否受损，绕组误差是否正确，保安系数是否达标等基本功能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种系统，用于对自校式电流互感器误差进行检测，所述系统包括：铁芯完整性检测单元、绕组匝数检测单元、误差准确性测量单元和保安系数检测单元。
铁芯完整性检测单元，采用标准电流互感器输出电流作为标准电流信号，使用比较法对所述自校式电流互感器的两个二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组进行准确度比较，当比较结果符合预定条件时，确定铁芯材料良好；否则确定铁芯存在缺陷。
绕组匝数检测单元，在所述自校式电流互感器线圈上绕至少10匝以作为临时的一次绕组，与绕有相同匝数比的被检测线圈绕组在低电流条件下比较，当两者输出电流偏差绝对值小于所述匝数比分之一时，确定被检测绕组匝数正确；否则确定被检测绕组匝数错误。
误差准确性测量单元，所述自校式电流互感器包括交叉并绕的双二次绕组，所述双二次绕组中的第一绕组为N21,所述第一绕组N21包括端子1S1和1S2，所述双二次绕组中的第二绕组为N22,所述第二绕组N22包括端子2S1和2S2，采用自校方式将所述第二绕组N22与升流器连接，将所述第一绕组N21与互感器校验仪被测量端子连接，获得所述第一绕组为N21的误差情况；将所述第一绕组N21与所述第二绕组N22连接位置互换，获得所述第二绕组N22的误差情况。
保安系数检测单元，所述自校式电流互感器的所述双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成中任意一对绕组中的一个绕组的电流升高到预定的电流倍数，对该绕组中的另一个绕组感应出的二次电流满足预定的电流值。
优选地，所述铁芯完整性检测单元在全电流条件下对铁芯材料进行检测；所述第一绕组为N1与所述第二绕组N2绕组匝数相同，所述标准电流信号为1A:1A，准确度等级为0.05S级的准确度等级。
优选地，所述绕组匝数检测单元中所述自校式电流互感器上的临时绕组与绕有相同匝数的被检测线圈绕组的输出电流进行比较，当电流偏差绝对值大于所述绕组匝数分之一时，所述被检测绕组匝数错误；被检测绕组电流小于所述临时一次绕组输出电流时，所述被检测绕组匝数大于所述临时一次绕组匝数；被检测绕组电流大于所述临时一次绕组输出电流时，所述被检测绕组匝数小于所述临时一次绕组匝数。
优选地，所述误差准确性测量单元测试出所述第一绕组N21与所述第二绕组N22的误差值的预定准确度为0.05级，并且所述自校式电流互感器绕组线圈的预定准确度为0.2级。
优选地，所述双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组中的一个绕组的电流升高到预定的电流的安全系数。
优选地，基本本发明的又一实施例，本发明提供一种方法，用于对自校式电流互感器误差进行检测，所述检测方法包括：
对铁芯完整性检测单元进行检测，采用标准电流互感器输出电流作为标准电流信号，使用比较法对所述自校式电流互感器的双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组进行准确度比较，当比较结果符合预定条件时，确定铁芯材料良好；否则确定铁芯存在缺陷；
对绕组匝数检测单元进行检测，在所述自校式电流互感器线圈上绕至少10匝以作为临时的一次绕组，与绕有相同匝数比的被检测线圈绕组在低电流条件下比较，当两者输出电流偏差绝对值小于所述匝数比分之一时确定被检测绕组匝数正确；否则确定被检测绕组匝数错误；
对误差准确性测量单元进行检测，所述自校式电流互感器包括交叉并绕的双二次绕组，所述双二次绕组中的第一绕组为N21,所述第一绕组N21包括端子1S1和1S2，所述双二次绕组中的第二绕组为N22,所述第二绕组N22包括端子2S1和2S2，采用自校方式将所述第二绕组N22与升流器连接，将所述第一绕组N21与互感器校验仪被测量端子连接，获得所述第一绕组为N21的误差情况；将所述第一绕组N21与所述第二绕组N22连接位置互换，获得所述第二绕组N22的误差情况；
对保安系数检测单元进行检测，所述自校式电流互感器的所述双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组中的一个绕组的电流升高到预定的电流倍数，对该绕组中的另一个绕组感应出的二次电流满足预定的电流值。
本发明在进行电流互感器线圈误差测量时，不需要使用大容量升流器及承受上千安培的长导线，降低了现场电流互感器测量误差的工作强度，提高工作效率。本发明采用外接1A:1A的小型标准器的方式，使得电流互感器线圈在通入1A小电流的情况下，就能在全工况下完成铁芯性能检查。本发明根据等安匝原理，采用相同匝数比与被检线圈一致的外接线圈与被检线圈比较，使得线圈的匝数在低电流下就能得到准确测量。本发明的测试方法不仅可以在电流互感器进行现场交接试验中使用，也可以在电流互感器进行期间检查时使用。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明一种实施方式的对自校式电流互感器误差进行检测的系统结构图；
图2为根据本发明一种实施方式的铁芯检测线路图；以及
图3为根据本发明一种实施方式的自校式电力电流互感器原理图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明一种实施方式的对自校式电流互感器误差进行检测的系统结构图。如图1所示，检测系统，用于对自校式电流互感器误差进行检测，系统包括：铁芯完整性检测单元、绕组匝数检测单元、误差准确性测量单元和保安系数检测单元。本发明实施方式以3000A:1A的穿心式电流互感器为例对自校式电流互感器误差检查设计方法进行说明。
优选地，如图1所示，本实施例的检测系统包括铁芯完整性检测单元101，采用标准电流互感器输出电流作为标准电流信号，使用比较法对所述自校式电流互感器的双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组进行准确度比较，当比较结果符合预定条件时，确定铁芯材料良好；否则确定铁芯存在缺陷。根据本发明的实施例，采用外接1A:1A的电流标准器的方式对线圈铁芯的情况进行检查，第一绕组为N1与第二绕组N2绕组匝数相同，准确度等级为0.05S级的准确度等级。根据交接试验相关技术规范，铁芯需要在全电流条件下进行误差试验，铁芯在全电流条件下铁芯磁密才到铁芯预定的上限工作情况，该工作情况能够反应铁芯的情况。图1未示出(详见图2)，自校式电流互感器的双二次绕组为Nt和N2，一次绕组为N1。正常运行时，一次绕组N1为输入端，二次绕组N2为输出端，二次绕组Nt连接保护间隙。进行检测时，Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组进行准确度比较，电流互感器的二次绕组Nt的两个端子分别与电流比为1A:1A的标准电流互感器的一次绕组连接，二次绕组N2两端分别连接互感器校验仪HE的TX和TO端，自校式电流互感器和标准电流互感器连接端口Rd和互感器校验仪k端相连接。
优选地，如图1所示，本实施例的检测系统包括绕组匝数检测单元102，在所述自校式电流互感器线圈上绕至少10匝以作为临时的一次绕组，与绕有相同匝数比的被检测线圈绕组在低电流条件下比较，当两者输出电流偏差绝对值小于匝数比分之一时被检测绕组匝数正确；否则被检测绕组匝数错误。根据电流比例关系，一次绕组匝数越多，一次电流下降幅度越明显。绕组匝数检测单元中自校式电流互感器上的临时绕组与绕有相同匝数的被检测线圈绕组的输出电流进行比较，当电流偏差绝对值大于绕组匝数分之一时，被检测绕组匝数错误。被检测绕组电流小于临时一次绕组输出电流时，被检测绕组匝数大于临时一次绕组匝数。被检测绕组电流大于临时一次绕组输出电流时，被检测绕组匝数小于临时一次绕组匝数。优选地，根据本发明实施方式，采用外接1A:1A的电流标准器的方式对自校式电力电流互感器进行误差检测，自校式电流互感器线圈实际二次电流工作在额定电流水平，与一次全感应出的二次电流为一个值，符合交接试验关于全电流条件进行误差准确性检测。在自校式电流互感器线圈上绕10匝绕组，并与一台匝数为300:1的电流线圈进行比较，检测自校式电流互感器线圈中的双二次绕组是否存在匝数错误。当两者之间的误差绝对值在0.33％之内时，匝数正确，如果误差绝对值超出0.33％，则匝数错误。
优选地，如图1所示，本实施例的检测系统包括差准确性测量单元103，所述自校式电流互感器包括交叉并绕的双二次绕组，所述双二次绕组中的第一绕组为N21,所述第一绕组N21包括端子1S1和1S2，所述双二次绕组中的第二绕组为N22,所述第二绕组N22包括端子2S1和2S2，采用自校方式将所述第二绕组N22与升流器连接，将所述第一绕组N21与互感器校验仪被测量端子连接，获得所述第一绕组为N21的误差情况；将所述第一绕组N21与所述第二绕组N22连接位置互换，获得所述第二绕组N22的误差情况。误差准确性测量单元测试出第一绕组N21与第二绕组N22的误差值高于自校式电流互感器绕组线圈的预定准确度两个等级。优选地，根据本发明的实施方式，(图1未示出，详见图3)采用比较法进行误差测量，用一根导线在其自校式电流互感器线圈中心穿一匝，导线通过的额定电流为3000A，根据等安匝原理，二次绕组为3000匝时，二次输出电流应为1A。同样根据等安匝原理，在二次绕组中任选一个，如在N21上通入1A电流，则电流互感器线圈同样形成3000匝，由于N22绕组有3000匝，因此在N22绕组上电流理论上也应该为1A，与N21相同。
优选地，如图1所示，本实施例的检测系统包括保安系数检测单元104，所述自校式电流互感器的所述双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的中任意一对绕组中的一个绕组的电流升高到预定的电流倍数，对该绕组中的另一个绕组感应出的二次电流满足预定的电流值保安系数检测单元，所述自校式电流互感器的所述双二次绕组中任意一对绕组中的绕组中的电流升高到预定的电流倍数，对该绕组中的另一个绕组感应出的二次电流满中预定的电流值。优选地，保安系统检测单元用于电流互感器形成保护，双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组中的一个绕组的电流升高到预定的电流安全系数。
优选地，图2为根据本发明一种实施方式的铁芯检测线路图。自校式电流互感器的双二次绕组为Nt和N2，一次绕组为N1。正常运行时，一次绕组N1为输入端，二次绕组N2为输出端，二次绕组Nt连接保护间隙。进行检测时，Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组进行准确度比较，电流互感器的二次绕组Nt的两个端子分别与电流比为1A:1A的标准电流互感器的一次绕组连接，二次绕组N2两端分别连接互感器校验仪HE的TX和TO端，自校式电流互感器和标准电流互感器连接端口Rd和互感器校验仪k端相连接。
优选地，图3为根据本发明一种实施方式的自校式电力电流互感器原理图。本发明实施方式采用比较法进行误差测量，用一根导线在其自校式电流互感器线圈中心穿一匝，导线通过的额定电流为3000A，根据等安匝原理，二次绕组为3000匝时，二次输出电流应为1A。同样根据等安匝原理，在二次绕组中任选一个，如在N21上通入1A电流，则电流互感器线圈同样形成3000匝，由于N22绕组有3000匝，因此在N22绕组上电流理论上也应该为1A，与N21相同。
本发明提供的实施方式，使得在进行电流互感器线圈误差测量时，不需要使用大容量升流器及承受上千安培的长导线，降低了现场电流互感器测量误差的工作强度，提高工作效率。
本发明提供的实施方式，采用外接1A:1A的小型标准器的方式，使得电流互感器线圈在通入1A小电流的情况下，就能在全工况下完成铁芯性能检查。
本发明提供的实施方式，根据等安匝原理，采用相同匝数比与被检线圈一致的外接线圈与被检线圈比较，使得线圈的匝数在低电流下就能得到准确测量。
本发明提供的实施方式，既可以在电流互感器进行现场交接试验中使用，也可以在电流互感器进行期间检查时使用。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何系统的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (6)
1.一种检测方法，用于对自校式电流互感器误差进行检测，所述检测方法包括：
对铁芯完整性检测单元进行检测，采用标准电流互感器输出电流作为标准电流信号，使用比较法对所述自校式电流互感器的双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组进行准确度比较，当比较结果符合预定条件时，确定铁芯材料良好；否则确定铁芯存在缺陷；
对绕组匝数检测单元进行检测，在所述自校式电流互感器线圈上绕至少10匝以作为临时的一次绕组，与绕有相同匝数比的被检测线圈绕组在低电流条件下比较，当两者输出电流偏差绝对值小于所述匝数比分之一时确定被检测绕组匝数正确；否则确定被检测绕组匝数错误；
对误差准确性测量单元进行检测，所述自校式电流互感器包括交叉并绕的双二次绕组，所述双二次绕组中的第一绕组为N21,所述第一绕组N21包括端子1S1和1S2，所述双二次绕组中的第二绕组为N22,所述第二绕组N22包括端子2S1和2S2，采用自校方式将所述第二绕组N22与升流器连接，将所述第一绕组N21与互感器校验仪被测量端子连接，获得所述第一绕组为N21的误差情况；将所述第一绕组N21与所述第二绕组N22连接位置互换，获得所述第二绕组N22的误差情况；
对保安系数检测单元进行检测，所述自校式电流互感器的所述双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组中的一个绕组的电流升高到预定的电流倍数，对该绕组中的另一个绕组感应出的二次电流满足预定的电流值。
2.根据权利要求1所述的方法，所述铁芯完整性检测单元在全电流条件下对铁芯材料进行检测；所述第一绕组为N1与所述第二绕组N2绕组匝数相同，所述标准电流信号为1A:1A，准确度等级为0.05S级的准确度等级。
3.根据权利要求1所述的方法，所述绕组匝数检测单元中所述自校式电流互感器上的临时绕组与绕有相同匝数的被检测线圈绕组的输出电流进行比较，当电流偏差绝对值大于所述绕组匝数分之一时，所述被检测绕组匝数错误；被检测绕组电流小于所述临时一次绕组输出电流时，所述被检测绕组匝数大于所述临时一次绕组匝数；被检测绕组电流大于所述临时一次绕组输出电流时，所述被检测绕组匝数小于所述临时一次绕组匝数。
4.一种检测系统，用于对自校式电流互感器误差进行检测，所述系统包括：铁芯完整性检测单元、绕组匝数检测单元、误差准确性测量单元和保安系数检测单元；
铁芯完整性检测单元，采用标准电流互感器输出电流作为标准电流信号，使用比较法对所述自校式电流互感器的两个二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成的任意一对绕组进行准确度比较，当比较结果符合预定条件时，确定铁芯材料良好；否则确定铁芯存在缺陷；
绕组匝数检测单元，在所述自校式电流互感器线圈上绕至少10匝以作为临时的一次绕组，与绕有相同匝数比的被检测线圈绕组在低电流条件下比较，当两者输出电流偏差绝对值小于所述匝数比分之一时，确定被检测绕组匝数正确；否则确定被检测绕组匝数错误；
误差准确性测量单元，所述自校式电流互感器包括交叉并绕的双二次绕组，所述双二次绕组中的第一绕组为N21,所述第一绕组N21包括端子1S1和1S2，所述双二次绕组中的第二绕组为N22,所述第二绕组N22包括端子2S1和2S2，采用自校方式将所述第二绕组N22与升流器连接，将所述第一绕组N21与互感器校验仪被测量端子连接，获得所述第一绕组为N21的误差情况；将所述第一绕组N21与所述第二绕组N22连接位置互换，获得所述第二绕组N22的误差情况；
保安系数检测单元，所述自校式电流互感器的所述双二次绕组中Nt和N2与一次绕组N1组合成中任意一对绕组中的一个绕组的电流升高到预定的电流倍数，对该绕组中的另一个绕组感应出的二次电流满足预定的电流值。
5.根据权利要求4所述的系统，所述铁芯完整性检测单元在全电流条件下对铁芯材料进行检测；所述第一绕组为N1与所述第二绕组N2绕组匝数相同，所述标准电流信号为1A:1A，准确度等级为0.05S级的准确度等级。
6.根据权利要求4所述的系统，所述绕组匝数检测单元中所述自校式电流互感器上的临时绕组与绕有相同匝数的被检测线圈绕组的输出电流进行比较，当电流偏差绝对值大于所述绕组匝数分之一时，所述被检测绕组匝数错误；被检测绕组电流小于所述临时一次绕组输出电流时，所述被检测绕组匝数大于所述临时一次绕组匝数；被检测绕组电流大于所述临时一次绕组输出电流时，所述被检测绕组匝数小于所述临时一次绕组匝数。
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- 2016-06-24 CN CN201610475003.XA patent/CN107544045B/zh active Active
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