CN107548510B - 用于互感器磁芯退磁的退磁装置和方法 - Google Patents
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Abstract
为了对互感器磁芯(13，23)进行退磁，退磁装置(40)以可断开方式连接至互感器(10，20)的初级侧(11)。为了该互感器(10，20)的退磁，交变信号馈送至所述初级侧(11)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于互感器磁芯退磁的退磁装置和方法。本发明尤其涉及可用于开关、互感器或其他电气工程元件测试过程中所施加的直流电流可导致互感器磁芯磁化的场合中的互感器磁芯退磁装置和方法。
背景技术
许多电气工程设备内都安装有互感器。此类互感器例如为电流互感器。电流互感器可以为保护式互感器，此类互感器即使发生故障也能实现将初级系统的电流信息传输至保护式继电器等次级工程设备的功能。然而，电流互感器也可以为仪用互感器，此类互感器在正常工作时，传输初级系统的电流信息。此类型下的次级工程设备例如包括仪表及控制系统中的测量装置或指示器。
电流互感器可配置为如下所述的互感器：该互感器的导电轨等初级导体穿通电流互感器，多个次级绕组可绕制于互感器磁芯上。在许多情况下，还采用绕制于其上的多个互感器磁芯及多个次级绕组，其中，所述多个互感器共用同一初级导体。
在正常工作时，电流互感器的互感器磁芯仅磁化至极其局部的程度，而且保护式互感器尤其如此。在互感器磁芯被磁化的情况下，该互感器可在故障电流作用下进入饱和状态。例如，在开关或其他电气工程设备的测试过程中，当电流施加至初级导体并致使磁芯极化时，便可能发生此类情形。其风险在于，无法实现故障电流的可靠检测。连接于互感器次级侧的保护装置(如保护式继电器)在发生故障时可能延迟一段时间才能断开或根本不断开，从而导致严重损坏。
发明内容
需要提供能够提高电气工程设备工作可靠性的装置和方法。具体而言，需要一种能够降低电气工程设备检测后互感器因极化而快速达到饱和并无法实现或延迟对故障电流的检测的风险的装置和方法。
根据例示实施方式，本文公开了用于对互感器的互感器磁芯进行退磁的装置，系统和方法。为此目的，交变信号馈送至所述互感器的初级侧。该交变信号的频率和/或幅度可随时间变化。
所述例示实施方式的装置和方法可实现各种效果。鉴于在外壳接地断路器(dead-tank circuit-breaker)中，如不磁化电流互感器的互感器磁芯便无法对开关本身进行检验，因此对于该情形，退磁尤为重要。
当共用同一初级导体的多个互感器串联时，所有串联的互感器的互感器磁芯可同时退磁。在所述多个互感器的互感器磁芯退磁时，无需要求所有该串联互感器的次级端均可操作。
所述交变信号可例如为正弦信号，方波信号，三角波信号或其他具有极性反转的信号。
所述交变信号可以为交变电压或交变电流。
所述装置和方法可设置为，在退磁时，仅向所述互感器的初级侧提供交变信号。
此处，所述互感器磁芯的“退磁”是指降低该互感器磁芯在断电情况下的磁化强度，即降低其剩磁量。所述互感器磁芯可以，但不一定需要完全消磁。
一种例示实施方式的退磁装置包括以可断开方式将该退磁装置连接至互感器初级侧的端子。该退磁装置包括源，该源设计为，为了对所述互感器的互感器磁芯进行退磁，通过所述端子向所述互感器的所述初级侧馈送交变信号。
所述退磁装置可配置为具有壳体的装置，所述源设于该壳体内。
该退磁装置可配置为移动装置。该退磁装置可配置为便携装置。
该退磁装置可设计为，为了对所述互感器磁芯进行退磁，令所述交变信号的幅度和/或频率随时间变化。
该退磁装置可设计为，为了对所述互感器磁芯进行退磁，令所述交变信号的幅度随时间减小，以及/或者令所述交变信号的频率随时间增大。
该退磁装置可设计为，为了对所述互感器磁芯进行退磁，所述交变信号生成为，使得该交变信号的两个相继极性反转时刻之间所确定的该交变信号的大小的时间积分随时间变化。
所述交变信号可在第一时刻和第二时刻发生相继极性反转。所述交变信号可在第三时刻和第四时刻发生其他相继极性反转，其中，该第三时刻晚于所述第一时刻。所述退磁装置可设计为，令所述交变信号随时间变化，以使得该交变信号的大小在所述第一时刻和第二时刻之间的时间积分大于该交变信号的大小在所述第三时刻和第四时刻之间的时间积分。
所述退磁装置可设计为，为了对所述互感器磁芯进行退磁，生成所述交变信号，以使得所述时间积分减小。
所述退磁装置可包括对所述互感器对所述交变信号的响应进行检测的测量装置。该退磁装置可设计为，令所述交变信号根据所述测量装置所检测到的所述响应而发生变化。
所述互感器与可至少一个其他互感器共用同一初级导体。所述退磁装置可包括对所述互感器及所述至少一个其他互感器对所述交变信号的响应进行检测的测量装置。
所述交变信号可以为交变电压。所述响应可以为流经所述初级侧的电流。
所述交变信号可以为交变电流。所述响应可以为在所述初级侧发生压降的电压。
所述退磁装置可设计为，令所述交变信号根据由所述测量装置所检测到的响应而发生变化。
所述退磁装置可设计为，根据由所述测量装置所检测到的响应，确定所述交变信号的幅度变化量和/或频率变化量。
所述退磁装置可设计为，根据由所述测量装置所检测到的响应，对所述互感器磁芯的退磁程度进行检测。
所述测量装置连接至所述互感器的所述初级侧。
所述退磁装置可设计为，无需以可导电方式连接至所述互感器的次级侧，便可实施退磁。当所述退磁装置对多个互感器进行同时退磁时，该退磁装置可设计为，无需以可导电方式连接至所述多个互感器当中任何一个互感器的次级侧，便可实施退磁。
所述退磁装置可设计为，在所述互感器的初级侧进行电阻测量，以及为了在该电阻测量完成后对所述互感器磁芯进行退磁，将所述交变信号馈送至所述互感器的初级侧。该退磁装置可设计为，在所述电阻测量完成后，自动实施退磁。所述电阻测量可以为微欧姆测量。该电阻测量可实施为四点测量。
一种根据例示实施方式的系统包括具有初级侧，次级侧以及互感器磁芯的互感器。该系统还包括根据一种例示实施方式的退磁装置。
所述退磁装置可仅连接至所述互感器的初级侧。
所述互感器可以为保护式互感器。该保护式互感器可以为配置为电流互感器的保护式互感器。
所述系统可包括用于电力系统的保护装置，该保护装置连接至所述互感器的次级侧。该保护装置可以为保护式继电器。
所述互感器可设置于套管中。该互感器可以为外壳接地断路器的套管式电流互感器(bushing-type current transformer)。
所述互感器可设于气体绝缘开关设备(GIS)中。
一种互感器退磁的方法包括：将退磁装置连接至所述互感器的初级侧；以及对该互感器的互感器磁芯进行退磁。为了对所述互感器磁芯进行退磁，所述退磁装置生成交变信号，该交变信号被馈送至所述互感器初级侧。
为了所述互感器磁芯的退磁，所述交变信号的幅度和/或频率可随时间变化。
为了所述互感器磁芯的退磁，所述交变信号的幅度可随时间减小。作为替代或补充，为了所述互感器磁芯的退磁，所述交变信号的频率可随时间增大。
所述交变信号可生成为，使得该交变信号的两个相继极性反转时刻之间所确定的该交变信号的大小的时间积分随时间变化。
所述交变信号可在第一时刻和第二时刻发生相继极性反转。所述交变信号可在第三时刻和第四时刻发生其他相继极性反转，其中，该第三时刻晚于所述第一时刻。所述交变信号可随时间变化为使得，该交变信号的大小在所述第一时刻和第二时刻之间的时间积分大于该交变信号的大小在所述第三时刻和第四时刻之间的时间积分。
所述方法可包括检测对所述交变信号的响应。该响应可以为所述互感器对所述交变信号的响应。该响应可以为所述互感器以及与该互感器共用同一初级导体的至少一个其他互感器对所述交变信号的响应。
所述方法可包括令所述交变信号根据所述响应而随时间变化。
所述交变信号可以为交变电流，所述响应可包括电压。
所述交变信号可以为交变电压，所述响应可包括电流。
所述交变信号的幅度变化量和/或频率变化量可根据所检测到的响应确定。
所述退磁装置可仅连接至所述互感器初级侧。
所述互感器可设置于套管内。所述互感器可以为外壳接地断路器的套管式电流互感器。
所述互感器可以为保护式互感器。该互感器可以为配置为保护式互感器的电流互感器。
电力系统的保护装置可连接至所述互感器的次级侧。该保护装置可以为保护式继电器。
该方法可由根据一种例示实施方式的退磁装置或系统实施。
通过采用根据本发明例示实施方式的装置，系统和方法，无需为退磁而对所述互感器次的级侧进行操作，便可实现互感器磁芯的退磁。共用同一初级导体的多个互感器可以以简单方式实现退磁。为了实现有效退磁，可将交变信号的变化量与所述一个或多个互感器对该交变信号的响应相匹配。
本发明例示实施方式的装置，方法和系统降低了测试过程后，互感器磁芯磁化强度高的风险。该风险可导致不能对故障电流进行可靠检测。
附图说明
以下，参考附图，就优选例示实施方式，进行进一步的详细描述。附图中，相同的元件采用相同的附图标记来进行标识。
图1所示为具有根据一种例示实施方式的装置的系统。
图2所示为具有根据一种例示实施方式的装置的系统。
图3为根据各例示实施方式的装置和方法的工作模式示意图。
图4为根据一种例示实施方式的方法流程图。
图5所示为根据各例示实施方式的互感器磁芯退磁装置和方法生成的交变信号。
图6所示为根据各例示实施方式的互感器磁芯退磁装置和方法生成的交变信号。
图7所示为根据各例示实施方式的互感器磁芯退磁装置和方法生成的交变信号。
图8所示为根据各例示实施方式的互感器磁芯退磁装置和方法生成的交变信号。
图9所示为根据各例示实施方式的互感器磁芯退磁装置和方法生成的交变信号。
图10所示为根据各例示实施方式的互感器磁芯退磁装置和方法生成的交变信号。
图11为根据各例示实施方式的装置和方法的工作模式示意图。
图12为根据一种例示实施方式的方法流程图。
图13为根据一种例示实施方式的装置框图。
具体实施方式
以下，参考附图，就优选实施方式，对本发明进行更加详细的说明。附图中，相同附图标记表示相同或类似元件。各附图均为本发明不同实施方式的示意图。附图中所呈现的元件并不一定按比例描绘。相反，附图中不同元件的呈现方式在于使得本领域技术人员可清楚了解其功能和目的。
附图中所呈现的功能单元和元件之间的连接和联结也可配置为间接性的连接或联结。连接或联结可配置为有线或无线形式。
以下，将对互感器磁芯退磁装置和方法进行描述。为此目的，能够以可断开方式连接至所述互感器初级侧的装置向该初级侧馈送交变信号。所述交变信号随时间变化，以实现所述互感器磁芯的退磁。通过所述装置和方法，多个互感器磁芯可同时退磁，其中，所述交变信号施加至多个互感器共用的初级导体上。
如以下所进一步详述的，所述交变信号的频率和/或幅度可随时间变化，以实现所述互感器磁芯的退磁。所述交变信号的频率可增大。该交变信号的幅度可减小。该交变信号的频率和/或幅度可根据针对该交变信号的响应而变化，其中，可在该互感器初级侧对响应进行检测。通过这种方式，可以更加高效和更加可靠的方式降低所述互感器磁芯的磁化强度。
所述互感器可以为保护式互感器。初级侧可以为电力网、发电厂或变电站初级系统内的导体。所述互感器的次级侧(或者，当存在多个互感器时，该互感器的各次级侧)可联结至次级系统的保护装置。通过所述方法和装置，可例如在完成所述电力网初级系统内的部件的测试后，对所述互感器磁芯进行退磁，从而无需为了退磁而建立与所述互感器的次级侧或与该互感器的导电连接，便可实现故障电流的可靠检测。
图1所示为具有根据一种例示实施方式的装置40的系统1。装置40为退磁装置。装置40可以为移动装置，尤其为便携装置。装置40可设计为用于以可断开方式连接至互感器初级侧的导体上。装置40可设计为用于执行电力系统的部件的测试过程，以及下文将进一步详述的互感器磁芯的退磁过程。
系统1包括电力系统的部件2。部件2可以为开关。部件2可以为高压或中压网络的开关。该开关可以为安装于发电厂或变电站内的开关。为了例示目的，以带套管3的外壳接地断路器为例进行描述。装置40还可用于与具有一个或多个互感器的发电厂、变电站或供电网的其他开关或其他装置结合使用。
外壳接地断路器可包括内装有一个或多个电流互感器10的套管3。电流互感器10可包括互感器磁芯13。当通过装置40或者与装置40不同的测试装置以微欧姆测量法对上述开关进行检验时，可施加直流电，直至套管3内的所述一个或多个互感器完全进入饱和状态，以用来防止所述一个或多个互感器10继续影响所述微欧姆测量法的结果。通过以下详细描述的所述装置和方法，可简单地实现所述一个或多个互感器磁芯的退磁，在该过程中，交变信号施加至所述初级侧上，从而避免为了退磁目的，对所述次级侧进行任何操作。由于无需对互感器的次级侧进行任何操作，因此可减少操作成本，而且也无需为了所述一个或多个互感器磁芯的退磁而对所述电流互感器进行重新调试。
装置40包括多个端子31，32以及交变信号源41。所述交变信号可施加或注入至所述一个或多个互感器10的初级导体。源41可以为电流源，该电流源可受控制以用来生成直流和/或交变电流。源41可受控制以用来在多个不同频率下生成交变电流。源41可以为电压源，该电压源可受控制以用来生成作为信号的直流电压和/或交变电压。源41可受控制以用来在多个不同频率下生成交变电压。
装置40可进一步包括用于对感应所述交变信号而产生的响应进行检测的装置，例如一个或多个测量装置42。装置40可包括用于对源41进行自动电气控制的控制装置44。装置40可包括用于对经测量装置42检测的互感器10的响应进行评价的评价装置45。
控制装置44和评价装置45可由一个或多个集成半导体电路43构成。集成半导体电路43可包括控制器，微控制器，处理器，微处理器，专用特殊电路，或者以上各部件的组合。
控制装置44设计为对源41进行控制，以使得所述交变信号随时间变化。所述交变信号的频率可增大，和/或所述交变信号的幅度可减小。所述频率变化和/或幅度变化的时间点和/或大小可根据测量装置42所检测到的响应决定。
装置40将具有可变频率和/或可变幅度的交变信号注入至电流互感器10的初级侧，其中，所述交变信号可以为交变电流或交变电压。互感器10的初级侧为高电流侧，且可以为固体导体或导电轨，该导体或导电轨一次或多次穿过绕有所述次级绕组的互感器磁芯。所述退磁可在该初级侧实现。在此情况下，既可令所述交变信号的频率变化，也可令其幅度变化。由于半个波的电压时间面积随频率的降低及幅度的增大而增大，因此所述交变信号的频率越低以及/或者其幅度越大，所述一个或多个互感器磁芯13的饱和度越大。如以下所进一步详述的，源41可受控制为，通过提高所述频率以及/或者减小所述幅度，使得磁芯的电压时间面积逐渐减小。
如果所述初级导体穿通多个互感器的互感器磁芯，而且该多个互感器磁芯以所谓的串联方式设置，该多个互感器磁芯可同时退磁。在许多情形下，多个电流互感器设置于同一导电轨上或同一互感器壳体内。这些电流互感器可按此方式串联于所述初级侧，但是其也可以以相互完全独立的方式连接于该次级侧。通过所述方式，所有这些互感器都可通过单个连接及单个退磁过程退磁。
源41可以具有各种配置。源41可设计为生成具有正弦信号形状的交变信号。源41可设计为生成具有三角波信号形状的交变信号，例如锯齿波信号。源41可设计为生成交变直流电流或交变直流电压。所述交变信号可以为注入所述初级侧的电流。所述交变信号可以为施加至所述初级侧的电压。
所述测量装置42可设计为对所注入的交变电流在所述互感器或互感器串联体上产生的电压进行检测。根据所检测到的电压，评价装置45可确定每个互感器在何种频率下达到饱和，并相应改变所述交变信号的频率和/或幅度。如此，可在短时间内实现有效退磁。
所述测量装置42可设计为对所施加的交变电压在所述互感器或互感器串联体上产生的电流进行检测。根据所检测到的电流，评价装置45可确定每个互感器在何种频率下达到饱和，并相应改变所述交变信号的频率和/或幅度。如此，可在短时间内实现有效退磁。
互感器退磁必须对该一个或多个互感器的次级绕组，其上所联结的装置(包括保护式继电器，测量装置或计量装置)以及所述仪表及控制系统不产生任何影响。
如图1所示，可采用根据例示实施方式的互感器退磁装置和方法，其中，所述互感器安装于开关套管3内。该装置和方法可用于多个保护式互感器的同时退磁，其中，无需为了退磁对所述保护式互感器的次级侧进行操作。该装置和方法并不限于此用途。
图2所示为具有根据另一例示实施方式的装置40的系统1。装置40设计为用于对多个互感器磁芯进行同时退磁。
系统1包括互感器10以及至少一个其他互感器20。该多个互感器10，20可以为安装于外壳接地断路器的同一套管或不同套管内或安装于其他电气工程设备内的多个保护式互感器。
由导电轨或其他固体导体构成的初级导体11形成了第一互感器10和第二互感器20的初级侧。互感器10的次级绕组12以可感应方式与初级导体11联结。次级绕组12可绕制于互感器10的互感器磁芯13上。互感器磁芯13可以为铁芯。所述其他互感器20的其他次级绕组22以可感应方式与初级导体11联结。该其他次级绕组22可绕制于所述其他互感器20的其他互感器磁芯23上。所述其他互感器磁芯23可以为铁芯。
初级导体11的额定电流可高于次级绕组12，22的额定电流。初级导体11可构成高电流侧，该高电流侧内流动的电流高于次级绕组12，22内流动的电流。
如图2所示的串联体还可包括两个以上的互感器10，20。举例而言，装置40可用于对由两个、三个或三个以上互感器构成的串联体内的多个互感器的互感器磁芯进行同时退磁。为此目的，装置40可生成交变电压，该交变电压施加至由所述多个互感器共用且穿通该多个互感器的互感器磁芯的初级导体上。为了实现多个互感器磁芯的同时退磁，装置40可令所述交变电压的幅度和/或频率随时间变化。装置40可生成交变电流，该交变电流注入至由所述多个互感器共用且穿通该多个互感器的互感器磁芯的所述初级导体内。为了实现多个互感器磁芯的同时退磁，装置40可令所述交变电流的幅度和/或频率随时间变化。
所述系统可包括例如保护式继电器等的保护装置5，以及/或者仪表及控制系统指示器。次级绕组12，22当中的一个或多个可连接至所述电力系统的保护装置5上。次级绕组12，22当中的一个或多个可连接至所述仪表及控制系统指示器。所述系统可包括设于所述初级系统内的开关6。开关6可例如为自通风断路器等的带淬灭气体(quenching gas)的开关或其他开关。保护装置5可响应于所述互感器10，20当中的一个或多个所检测到的故障电流而断开开关6。
图3所示为可由例示实施方式的装置和方法退磁的互感器磁芯的磁滞曲线50。其中，磁通密度表示为磁场强度的函数。
在初级导体11的电阻测量或其他测试当中，当可由装置40注入的高电流流过初级导体11时，所述互感器磁芯被磁化。在有可能在此类测试中导入的高电流强度的作用下，所述互感器可达到饱和，并在测试完成时具有高的剩磁量。
如果具有上述剩磁量的该互感器磁芯进一步用于有高电流注入初级导体11的测试中时，该互感器磁芯可例如处于磁滞曲线50的区域52中。在该互感器磁芯磁化的作用下，无法总能检测到故障电流，或者无法总能以足够的速度检测到故障电流。
通过注入频率和/或幅度可由装置40控制或调节的交变信号，可实现所述互感器磁芯的退磁。如此，该互感器磁芯可经历所述磁滞图中的磁化强度衰减路径51。通过对所述互感器磁芯进行退磁，可恢复故障电流的可靠检测。
在由初级导体11穿通多个互感器磁芯的多个互感器的串联体中，所述多个互感器磁芯可同时退磁。
图4为可由例示实施方式的装置执行的方法60的流程图。
在步骤61中，可自动实施例如开关等的供电系统内的装置的测试。为此目的，可向初级导体馈送电流。该测试可由装置40或与其不同的测试装置实施。该测试可包括对闭合状态下开关电阻进行测量的微欧姆测量。至少一个互感器次级侧以可感应方式联结至所述初级导体，以用来构成互感器。
在步骤62中，对所述互感器的互感器磁芯进行退磁。为此目的，将装置40生成的交变信号馈送至所述互感器初级侧。如以下参考图5～图13所进一步详述的，为了实现所述互感器磁芯的退磁，所述交变信号随时间变化。
装置40可设计为使得步骤61中的测试和步骤62中的退磁可按顺序执行，而无需为此目的对装置40和所述互感器初级侧之间的导电连接做出改变。或者，也可采用不同于装置40的测试装置执行步骤61中的测试。
由装置40生成的用于互感器磁芯退磁的交变信号可以为交变电流或交变电压。该交变信号可具有各种信号形状，如正弦、锯齿波、方波信号等。
所述交变信号可随时间变化为使得，分别在该交变信号的相继极性反转时刻之间确定的该交变信号大小的时间积分随时间减小。该交变信号可随时间变化为使得，分别在该交变信号的相继极性反转时刻之间确定的该交变信号大小的时间积分随时间单调递减。
图5所示为可由装置40生成的用于互感器磁芯退磁的交变信号70。该交变信号可例如为正弦信号或基本为正弦信号。该交变信号的频率随时间增大。
交变信号70的相继极性反转时刻t1，t2之间的时间段71长于交变信号70的其他相继极性反转时刻t3，t4之间的时间段72，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
相继极性反转时刻间的所述时间段必须不随周期递减。此外，多个周期也可具有相同的时间段71。
装置40可设计为使得交变信号70的相继极性反转之间的时间段随时间单调递减。该时间段可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
因所述频率增大，所述交变信号的大小在所述其他时刻t3，t4之间的时间积分74小于该交变信号的大小在所述时刻t1，t2之间的时间积分73，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
装置40可设计为使得交变信号70的相继极性反转之间所确定的该交变信号大小的时间积分随时间单调递减。该时间积分可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
图6所示为可由装置40生成的用于互感器磁芯退磁的交变信号75。该交变信号可例如为正弦信号或基本为正弦信号。该交变信号的幅度随时间减小。
交变信号75在时刻t1，t2之间的周期的幅度76可大于其他时刻t3，t4之间的幅度77，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
所述幅度必须不随周期递减。此外，交变信号75的多个周期也可具有相同幅度76。
装置40可设计为使得交变信号75的幅度随时间单调递减。该幅度可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
因所述幅度减小，所述交变信号的大小在所述其他时刻t3，t4之间的时间积分74小于该交变信号的大小在所述时刻t1，t2之间的时间积分73，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
装置40可设计为使得，因所述幅度减小，交变信号75的相继极性反转之间所确定的该交变信号大小的时间积分随时间单调递减。该时间积分可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
图7所示为可由装置40生成的用于互感器磁芯退磁的交变信号78。该交变信号可例如为正弦信号或基本为正弦信号。其中，以上参考图5和图6所描述的频率随时间增大及幅度随时间减小的情形同时发生。
装置40可设计为使得交变信号78的幅度随时间单调递减，而且交变信号78的频率随时间单调递增。该频率可(但不一定非得)随时间严格单调递增。该幅度可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
因所述幅度减小和频率增大，所述交变信号的大小在所述其他时刻t3，t4之间的时间积分74小于该交变信号的大小在所述时刻t1，t2之间的时间积分73，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
装置40可设计为使得，因所述幅度减小和频率增大，交变信号78的相继极性反转之间所确定的该交变信号大小的时间积分随时间单调递减。该时间积分可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
图8所示为可由装置40生成的用于互感器磁芯退磁的交变信号80。该交变信号可例如为极性交替变化的方波形信号的交变直流分量信号。该交变信号的频率随时间增大。
交变信号80的相继极性反转时刻t1，t2之间的时间段81可长于交变信号80的其他相继极性反转时刻t3，t4之间的时间段82，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
相继极性反转时刻之间的所述时间段必须不随周期递减。此外，多个周期也可具有相同的时间段81。
装置40可设计为使得交变信号80的相继极性反转之间的时间段随时间单调递减。该时间段可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
因所述频率增大，所述交变信号的大小在所述其他时刻t3，t4之间的时间积分84小于该交变信号的大小在所述时刻t1，t2之间的时间积分83，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
装置40可设计为使得交变信号80的相继极性反转之间所确定的该交变信号大小的时间积分随时间单调递减。该时间积分可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
图9所示为可由装置40生成的用于互感器磁芯退磁的交变信号85。该交变信号可例如为极性交替变化的方波形信号的交变直流分量信号。该交变信号的幅度随时间减小。
交变信号85在时刻t1，t2之间的周期的幅度86可大于其他时刻t3，t4之间的幅度87，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
所述幅度必须不随周期递减。此外，交变信号85的多个周期也可具有相同幅度86。
装置40可设计为使得交变信号85的幅度随时间单调递减。该幅度可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
因所述幅度减小，所述交变信号的大小在所述其他时刻t3，t4之间的时间积分84小于该交变信号的大小在所述时刻t1，t2之间的时间积分83，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
装置40可设计为使得，因所述幅度减小，交变信号85的相继极性反转之间所确定的该交变信号大小的时间积分随时间单调递减。该时间积分可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
图10所示为可由装置40生成的用于互感器磁芯退磁的交变信号88。该交变信号可例如为极性交替变化的方波形信号的交变直流分量信号。其中，以上参考图8和图9所描述的频率随时间增大及幅度随时间减小的情形同时发生。
装置40可设计为使得交变信号88的幅度随时间单调递减，而且交变信号88的频率随时间单调递增。该频率可(但不一定非得)随时间严格单调递增。该幅度可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
因所述幅度减小和频率增大，所述交变信号的大小在所述其他时刻t3，t4之间的时间积分84小于该交变信号的大小在所述时刻t1，t2之间的时间积分83，其中，所述其他时刻t3，t4当中的至少一个晚于时刻t2。
装置40可设计为使得，因所述幅度减小和频率增大，交变信号88的相继极性反转之间所确定的该交变信号大小的时间积分随时间单调递减。该时间积分可(但不一定非得)随时间严格单调递减。
无论所述信号形状的具体实施方式如何，装置40可设计为根据所述互感器对该交变信号的响应，确定该交变信号发生变化的时刻和/或方式。为此目的，评价装置45可对所述互感器的响应进行检测。其中，可在初级导体11上检测所述响应。当初级导体11上连有多个互感器的次级侧时，可在初级导体11上检测所述多个互感器对所述交变信号的响应。
根据所述一个或多个互感器对所述交变信号的响应，可确定该交变信号的幅度和/或频率的变化时间。作为替代或补充，根据所述一个或多个互感器对所述交变信号的响应，可确定该交变信号的幅度和/或频率的变化量。通过考虑所述一个或多个互感器对所述交变信号的响应，可极其有效地实现退磁。
图11所示为装置40如何令在所述交变信号先后两次极性反转之间所确定的所述交变信号大小的时间积分随时间发生变化。装置40可根据所述一个或多个互感器对所述交变信号的响应，自动确定所述交变信号变化的时间点91，92，93。装置40可根据所述一个或多个互感器对所述交变信号的响应，自动分别确定所述交变信号的幅度和/或频率保持不变的持续时间94，95。装置40可根据所述一个或多个互感器对所述交变信号的响应，自动确定所述交变信号的时间积分变化量96，97，频率和/或幅度。
作为替代或补充，装置40也可设计为，根据所述一个或多个互感器对所述交变信号的响应，检测出所述一个或多个互感器磁芯不在需要继续退磁。如此，根据所述一个或多个互感器对所述交变信号的响应，可中断为了退磁目的而进行的交变信号的馈送。
图12为根据例示实施方式的方法100的流程图。方法100可由装置40自动执行。
在步骤101中，装置40以可断开方式连接至供电系统或发电系统的部件上。该部件例如可以为外壳接地断路器等的开关，或所述供电系统或发电系统的初级系统的其他单元。
在步骤102中，实施所述部件的测试。该测试可包括闭合状态下的开关电阻测量。该测试可以为微欧姆测量。在该测试过程中，电流，尤其直流电流流过互感器的初级导体。该电流可由装置40提供并馈送至所述初级导体。所述互感器具有互感器磁芯，所述初级导体可穿通该互感器磁芯。该互感器具有可绕制于所述互感器磁芯上的次级绕组。在其他方案中，步骤102中的测试可由不同于装置40的测试装置实施。
在步骤103中，对是否有互感器磁芯需要退磁进行检查。步骤103中的检查可包括，由装置40对是否已有装置40的用户界面上的用户输入触发了退磁进行监测。步骤103中的检查可包括，对被测试部件的类型进行检测。根据被测试部件的类型的不同，可通过自动或其他方式进行退磁。例如，针对一种被测试部件类型(如TPX磁芯)，可自动实施退磁。所述部件的相关配置信息可以非易失方式保存于装置40内。用户可通过用户界面输入与装置40连接的所述部件。根据此项输入以及保存于装置40存储器内的信息，可通过自动或其他方式进行退磁。如果所述互感器磁芯无须退磁(例如，采用TPZ磁芯的情形)，可在步骤109中结束该方法。
在步骤104中，装置40生成用于所述互感器磁芯退磁的交变信号。该交变信号被馈送至所述互感器初级侧。该交变信号可在步骤103中的测试及步骤104～108中的退磁之间馈送，其间无须改变装置40与所述供电系统或发电系统的部件之间的连接。
在步骤105中，可对所述互感器对所述交变信号的响应进行检测。其中，可在所述互感器初级侧对该响应进行检测。当存在多个互感器时，可在该多个互感器的以可感应方式联结至同一初级导体的次级绕组上，对该多个互感器对所述交变信号的响应进行检测。其中，可在所述互感器初级侧对该响应进行检测。在该响应的检测过程中，无须为了该响应的检测目的而与所述互感器当中的一个互感器的次级绕组建立连接。
在步骤106中，根据所述响应，对是否需要对所述交变信号做出变化进行检查。步骤106中所进行的检查可包括，将所测得的响应或者自其衍生的特征值与一个或多个阈值进行的阈值比较。该检查可包括，根据所测得的响应，测定所述一个或多个互感器磁芯的磁化强度。为此目的，例如，可测定所述交变信号与所述响应之间的相位偏移。根据该磁化强度，可判断是否需要对所述交变信号做出改变。如果无须对该交变信号做出改变，则进入步骤108。
在步骤107中，当步骤106中做出需要改变所述交变信号的判断时，令该交变信号发生变化。其中，可根据步骤105中测得的所述响应，确定令所述交变信号发生变化的时间点。作为替代或补充，可根据步骤105中测得的所述响应，确定所述交变信号的幅度变化量。作为替代或补充，可根据步骤105中测得的所述响应，确定所述交变信号的频率变化量。
在步骤108中，对所述互感器磁芯是否已充分退磁进行检查。所述互感器磁芯无需完全退磁。举例而言，可对中止退磁判断依据值进行检查，该依据值例如确保故障电流可被保护式互感器可靠检测到。所述中止退磁判断依据值可包括步骤105中所测得的所述响应的评价值。所述中止退磁判断依据值可选择为小于或等于所述信号的积分阈值。如果所述互感器磁芯未充分退磁，所述方法返回步骤104。如果已满足该中止退磁判断依据值，则该方法可在步骤109中被结束。
在此之后，可将所述装置从所述供电系统或发电系统的部件断开。
图13为根据一种例示实施方式的装置40的框图。装置40可包括直流电源111。直流电源111可受控制以用于允许对供电系统或发电系统的部件进行电阻测量或其他测试。其中，可使用电压表42检测电压。直流电源111可串联电流表112，或内设有电流表112。电流表112的输出信号可用于直流电源111的输出电流的电流调节。
为了生成所述交变信号，可以设置第一可控开关113及第二可控开关114。第一可控开关113和第二可控开关114可在控制装置44的控制下运行，从而使得输出端32的电流极性交替变化。通过这种方式，所述交变信号可生成为交变直流分量信号。
在图13的装置40中，直流电源111与同步连接的可控开关113，114共同作为所述交变信号源。
所述交变信号源可具有其他配置方式。例如，可采用可控的电流或电压源，以使得其能够可选地用作直流分量信号源或交变信号源。
所述交变信号源可集成至装置40的壳体49内。装置40可包括用户界面46。通过该用户界面46，用户可确定是否需要对一个或多个互感器磁芯进行退磁。通过该用户界面46，用户可输入由装置40自动评估的输入值，以确定是否需要对一个或多个互感器磁芯进行退磁。
虽然以上已参考附图对例示实施方式进行了详细描述，但是其他例示实施方式中还可采用替代或附加特征。虽然以例示方式将装置描述为与发电厂或供电系统内的开关联用，但上述例示实施方式的装置和方法还可用于其他部件。
虽然在上述例示实施方式中，包括向所述初级侧馈送交变信号在内的退磁过程可自动执行，但这些例示实施方式的装置和方法也可用于退磁与所述发电厂或供电系统内的部件测试分开进行的场合。
虽然在上述例示实施方式中，可在所述初级侧对互感器对交变信号的响应进行检测，但该响应也可在所述次级侧进行检测。
上述例示实施方式的装置，方法和系统降低了在发电厂或供电系统的部件测试后无法可靠检测故障电流的风险。
Claims (23)
1.一种退磁装置，其特征在于，包括：
端子(31，32)，所述端子(31，32)用来以可断开方式将所述退磁装置(40)连接至互感器(10，20)的初级侧；
源(41；111，113，114)，所述源设计为，为了对所述互感器(10，20)的互感器磁芯(13，23)进行退磁，通过所述端子(31，32)向所述互感器(10，20)的所述初级侧馈送交变信号(70；75；78；80；85；88)；
用于对所述互感器(10，20)对所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的响应进行检测的测量装置(42)，
其中，所述退磁装置(40)设计为，令所述交变信号(70；75；78；80；85；88)根据所述测量装置(42)所检测到的所述响应而发生变化。
2.如权利要求1所述的退磁装置，其特征在于，所述退磁装置(40)设计为，为了对所述互感器磁芯(13，23)进行退磁，令所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的幅度和/或频率随时间变化。
3.如权利要求2所述的退磁装置，其特征在于，所述退磁装置(40)设计为，为了对所述互感器磁芯(13，23)进行退磁，令所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的幅度随时间减小，以及/或者令所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的频率随时间增大。
4.如权利要求1所述的退磁装置，其特征在于，所述退磁装置(40)设计为，为了对所述互感器磁芯(13，23)进行退磁，生成所述交变信号(70；75；78；80；85；88)，以使得所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的两个相继极性反转时刻之间所确定的所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的大小的时间积分(73，74；83，84)随时间变化。
5.如权利要求4所述的退磁装置，其特征在于，所述退磁装置(40)设计为，为了对所述互感器磁芯(13，23)进行退磁，生成所述交变信号(70；75；78；80；85；88)，以使得所述时间积分(73，74；83，84)减小。
6.如权利要求1所述的退磁装置，其特征在于，包括：
用于对所述互感器(10)以及与所述互感器(10)共用同一初级导体(11)的至少一个其他互感器(20)对所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的响应进行检测的测量装置(42)。
7.如权利要求1所述的退磁装置，其特征在于，所述退磁装置(40)设计为，令所述交变信号(70；75；78；80；85；88)根据由所述测量装置(42)所检测到的响应而发生变化。
8.如权利要求7所述的退磁装置，其特征在于，所述退磁装置(40)设计为，根据由所述测量装置(42)所检测到的响应，确定所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的幅度变化量和/或频率变化量。
9.如权利要求1所述的退磁装置，其特征在于，所述退磁装置(40)设计为，根据由所述测量装置(42)所检测到的响应，检测所述互感器磁芯(13，23)的退磁程度。
10.如权利要求1所述的退磁装置，其特征在于，所述测量装置连接至所述互感器(10，20)的所述初级侧以检测所述响应。
11.如权利要求1所述的退磁装置，其特征在于，所述退磁装置(40)设计为在所述互感器(10，20)的所述初级侧进行电阻测量，以及为了在所述电阻测量完成后对所述互感器磁芯(13，23)进行退磁，将所述交变信号(70；75；78；80；85；88)馈送至所述互感器(10，20)的所述初级侧。
12.一种系统，其特征在于，包括：
互感器(10，20)，所述互感器(10，20)具有初级侧，次级侧(12，22)和互感器磁芯(13，23)；以及
如权利要求1所述的退磁装置(40)。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述退磁装置(40)仅连接至所述互感器(10，20)的所述初级侧。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述互感器(10，20)为外壳接地断路器(2)的套管式电流互感器(10，20)。
15.一种对互感器(10，20)的互感器磁芯(13，23)进行退磁的方法，其特征在于，包括：
将退磁装置(40)连接至所述互感器(10，20)的初级侧，以及
对所述互感器(10，20)的所述互感器磁芯(13，23)进行退磁，
其中，对所述互感器磁芯(13，23)进行退磁包括：
由所述退磁装置(40)生成交变信号(70；75；78；80；85；88)，以及将所述交变信号(70；75；78；80；85；88)馈送至所述互感器(10，20)的所述初级侧；
检测对所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的响应，以及所述交变信号(70；75；78；80；85；88)根据所检测到的响应而发生变化。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，为了对所述互感器磁芯(13，23)进行退磁，所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的幅度和/或频率随时间变化。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，为了对所述互感器磁芯(13，23)进行退磁，所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的所述幅度随时间较小，以及/或者所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的所述频率随时间增大。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述交变信号(70；75；78；80；85；88)为交变电流，所述响应包括电压。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述交变信号(70；75；78；80；85；88)为交变电压，所述响应包括电流。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，根据所检测到的响应，确定所述交变信号(70；75；78；80；85；88)的幅度变化量和/或频率变化量。
21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述退磁装置(40)仅连接至所述互感器(10，20)的所述初级侧。
22.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述互感器(10，20)为外壳接地断路器(2)的套管式电流互感器(10，20)。
23.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述互感器(10，20)为保护式互感器(10，20)。
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