CN108267707A - 一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法、装置及系统，其中，本方法使用单路电流校正泄漏电流互感器和参考电流互感器的相位误差，通过不同的穿心匝数对两互感器施加不同幅值的一次电流，再通过设置于两互感器副边的补偿装置采集及计算泄漏电流幅值、参考电流幅值、泄漏电流相对参考电流的相位差，将这三个参量存入存储器，形成两条误差曲线，用于相位校正时的插值运算，获得两个相位校正量，通过泄漏电流的相位校正量的关系式得到泄漏电流相对参考电流的相位校正量。本发明的装置及系统用于实现上述方法。本发明通过硬件采集二次电流实现精度较高的相位校正。

Description

一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及电气设备在线监测技术领域，特别涉及一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法、装置及系统。

背景技术

电容型绝缘结构在电力系统有广泛的应用，通过电容串联的方式可有效的均分稳态和暂态的电压，典型的电容型绝缘设备包括CVT、电容绝缘电流互感器、高压套管等。电容型绝缘结构在劣化时为正反馈模式，单极电容损坏或击穿后，其余电容分压增加，加速主绝缘的损坏，因此预警早期的绝缘损伤可以避免贯穿性的恶性故障。

容性设备在线监测装置用于测量电容型绝缘结构末屏的入地电流，入地电流的相位可计算出容性主绝缘的介质损耗。当单极分压电容器损耗增大时，应及时发现并预警。由于分压电容为串联方式，单极分压电容损耗增大对整体绝缘的介质损耗影响较小，这要求容性设备在线监测装置具备很高的相位精度。

由于有分相测量、母线电压测量等距离较远的安装需求，容性设备在线监测装置一般为分布式测量系统，需要使用多台设备采集分布在较远距离上的交流量。分布式测量系统需要解决同步问题，同步的方式包括脉冲同步和矢量同步。脉冲同步方式使用一台主机向所有的采集装置发送脉冲同步信号，所有采集装置在相同的时刻采样，从而保证被测交流量相位有统一的基准。脉冲同步方式原理简单，但容易受干扰，脉冲前沿陡度受电缆长度影响。矢量同步方式在所有的采集装置中增加了一个参考交流量，采集装置在采集泄漏电流的同时，同步采集接入本装置的参考交流量，各采集装置可得到泄漏电流相对参考交流量的相位差。由于所有采集装置接入的是同一个参考交流量(例如选取参考交流量为所有采集装置共用的交流供电电压)，采集装置计算出的相位差有共同的基准，可用于分布式的相位计算。

按照互感器精度定义，相位误差一般只保证到5％的额定电流，当电流小于5％的额定电流时，互感器厂家不保证相位精度。容性设备在线监测装置的测量范围超过了5％下限，以容性设备在线监测装置行业标准为例，测量上限为1000mA时，测量下限为1mA，在1mA到50mA的范围内互感器的相位精度不能得到保证，需要逐个互感器进行相位的校正，十分繁琐。

参见图1，该图为现有技术中矢量同步方式示意图。

AC220V电源通过电阻限流方式将供电电压转换成参考电流，参考电流穿过参考电流互感器。I1～I4为泄漏电流，分别穿过泄漏电流互感器。每台采集装置同步采集和计算一路参考电流和一路泄漏电流，得到这两个电流的相位差。由于所有的采集装置使用相同的AC220V电源产生参考电流，泄漏电流的相位有统一的基准，此基准即为AC220V电源的相位。监测主机收集全部采集装置的相位差后，通过相减即可得到不同地点泄漏电流的相位差，从而计算出介质损耗等参数。正常工作时，AC220V电压和泄漏电流的幅值都会出现波动，幅值的波动会导致参考电流互感器和泄漏电流互感器相位误差出现波动，影响测量精度，补偿计算时需要考虑这个因素。

参见图2，该图为现有技术中电流互感器相位误差曲线示意图。

电流互感器的相位误差随着一次电流幅值的增大而减小，一次电流幅值越大，互感器的相位误差越小。当一次电流逐渐减小时，互感器的相位误差非线性增大。一次电流减小到5％额定电流以下时，互感器生产厂家不保证此时的相位误差指标。一次电流低于5％额定电流时，互感器的相位误差急剧增加，需要使用软件补偿方式减少相位误差。传统软件补偿是通过实测方式获得单个互感器一、二次电流相位差与一次电流幅值的二维误差曲线，通过线性插值等方式从二维误差曲线中得到当前一次电流幅值下的相位校正量，进而从实时计算出的二次电流相位中减去相位校正量，得到准确的一次电流相位。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，旨在克服上述问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，包括如下步骤：

S10由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；

S20将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；

S30施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ₁，及施加幅值为I_r的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ₂，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；

S40补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

优选地，所述泄漏电流的相位校正量θ的关系式为：

泄漏电流的相位校正量θ＝泄漏电流互感器误差曲线的相位误差—参考电流互感器误差曲线的相位误差—该两误差曲线的坐标系差。

优选地，所述傅氏变换方法为：以校正电流I的采样值的幅值为横坐标，以泄漏电流二次相位减去参考电流二次相位的相位误差为纵坐标，采集泄漏电流和参考电流的二次采样值，通过离散傅利叶变换分别获得泄漏电流和参考电流的采样序列的矢量幅值，泄漏电流矢量及参考电流矢量的相位为校正电流I的采样时的初相角，通过泄漏电流矢量的相位减去参考电流矢量的相位获得泄漏电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成泄漏电流互感器的误差曲线；通过参考电流矢量的相位减去泄漏电流矢量的相位获得参考电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成参考电流互感器的误差曲线。

优选地，所述泄漏电流互感器和参考电流互感器采用相同型号的穿心式互感器。

优选地，所述交流电源采用AC220V电源，若以AC220V电源产生参考电流，泄漏电流的相位以AC220V电源的相位为准。

优选地，使用交流50Hz电压串联阻抗的方式产生校正电流

优选地，采用工频电感通过反极性穿线的方式使校正电流相位变化为180 度。

优选地，若日常工作中，由于交流电源电压和泄漏电流的幅值出现波动引起参考电流互感器和/或泄漏电流互感器的相位误差出现波动，补偿装置减去参考电流互感器和/或泄漏电流互感器的相位误差的波动影响，再根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

本发明还提出一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置，包括：

生成模块，用于由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；

第一获取模块，用于将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；

第二获取模块，用于施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ₁，及施加幅值为I_r的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ₂，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；

校正模块，用于补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

本发明还提出一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正系统，包括存储器，还包括如权利要求9所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置。

本发明提供的软件补偿方式无需同时测量一、二次电流，仅使用设备自身的硬件采集二次电流即可实现相位校正。使用单路电流校正矢量同步方式中的泄漏电流互感器和参考电流互感器，通过穿心匝数调整两互感器中电流的幅值，被校正互感器的一次电流相位严格一致(同一个电流)，避免了使用两路输出的高精度电流源。单路电流校正方式对电流幅值精度要求不高，仅要求电流幅值稳定，不仅校正设备成本低，校正过程抗干扰能力强，校正结果准确度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中矢量同步方式示意图；

图2为现有技术中电流互感器相位误差曲线示意图；

图3为本发明一实施例的校正接线示意图；

图4为本发明一实施例的泄漏电流互感器相位误差曲线及参考电流互感器相位误差曲线示意图；

图5为本发明一实施例的相位校正量计算的关系示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种容性设备的泄漏电流的相位校正方法，包括如下步骤：

S10由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；

S20将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；

S30施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ₁，及施加幅值为Ir的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ₂，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；

S40补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

优选地，所述泄漏电流的相位校正量θ的关系式为：

泄漏电流的相位校正量θ＝泄漏电流互感器误差曲线的相位误差—参考电流互感器误差曲线的相位误差—该两误差曲线的坐标系差。

优选地，所述傅氏变换方法为：以校正电流I的采样值的幅值为横坐标，以泄漏电流二次相位减去参考电流二次相位的相位误差为纵坐标，采集泄漏电流和参考电流的二次采样值，通过离散傅利叶变换分别获得泄漏电流和参考电流的采样序列的矢量幅值，泄漏电流矢量及参考电流矢量的相位为校正电流I的采样时的初相角，通过泄漏电流矢量的相位减去参考电流矢量的相位获得泄漏电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成泄漏电流互感器的误差曲线；通过参考电流矢量的相位减去泄漏电流矢量的相位获得参考电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成参考电流互感器的误差曲线。

优选地，所述泄漏电流互感器和参考电流互感器采用相同型号的穿心式互感器。

优选地，所述交流电源采用AC220V电源，若以AC220V电源产生参考电流，泄漏电流的相位以AC220V电源的相位为准。

优选地，使用交流50Hz电压串联阻抗的方式产生校正电流

优选地，采用工频电感通过反极性穿线的方式使校正电流相位变化为180 度。

优选地，若日常工作中，由于交流电源电压和泄漏电流的幅值出现波动引起参考电流互感器和/或泄漏电流互感器的相位误差出现波动，补偿装置减去参考电流互感器和/或泄漏电流互感器的相位误差的波动影响，再根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

在本发明实施例中，本发明使用单路电流校正泄漏电流互感器和参考电流互感器的相位误差，通过不同的穿心匝数对两互感器施加不同幅值的一次电流，再通过设置于两互感器副边的补偿装置采集及计算泄漏电流幅值、参考电流幅值、泄漏电流相对参考电流的相位差，将这三个参量存入存储器，优选EEPROM(一种带电可擦可编程只读存储器)，形成两条误差曲线，用于相位校正时的插值运算；测量泄漏电流互感器的相位误差时，参考电流互感器的一次电流固定在额定电流附近；测量参考电流互感器的相位误差时，泄漏电流互感器的一次电流固定在额定电流附近；校正时首先计算出泄漏电流和参考电流的幅值，然后分别在两互感器的误差曲线上查找相位误差，线性插值得到的两个相位误差之和即为相位校正量，获得参考电流、泄漏电流的实时采样值后，通过傅氏变换可得到两向量的相位差，实时计算出的相位差减去相位校正量即可得到泄漏电流相对参考电流的准确相位，其间，使用交流50Hz电压串联阻抗的方式获得校正用电流，使用工频电感作为限流器件，通过反极性穿线的方式使电流相位变化180度，真实模拟电容电流，减小系统的校正误差。

本发明通过补偿装置进行相位补偿的方式为采用泄漏电流互感器和参考电流互感器，被补偿量是两个互感器的相位差之和，这个被补偿量随两互感器一次电流幅值变化，即随泄漏电流幅值和参考电流幅值变化，变化规律为两根误差曲线。

本发明提供的泄漏电流的相位校正补偿通过两根误差曲线上的线性插值获得两个相位校正量，使用实时计算的两个互感器的二次电流相位差减去这两个相位校正量之和，即可得到准确的两个互感器的一次电流相位差，即泄漏电流相对参考电流的相位校正量。

本发明提供的软件补偿方式无需同时测量一、二次电流，仅使用设备自身的硬件采集二次电流即可实现相位校正。使用单路电流校正矢量同步方式中的泄漏电流互感器和参考电流互感器，通过穿心匝数调整两互感器中电流的幅值，被校正互感器的一次电流相位严格一致(同一个电流)，避免了使用两路输出的高精度电流源。单路电流校正方式对电流幅值精度要求不高，仅要求电流幅值稳定，不仅校正设备成本低，校正过程抗干扰能力强，校正结果准确度高。

高压电源校正方式使用限流电阻作将电压信号转换为电流信号用于校正，为减小引线电感、穿心电感对电流相位的影响，要求限流电阻阻值较大，因此校正电压一般较高，为千伏级别。高压电源校正方式不仅需要配置升压器，设备容量大，对电源容量有要求，对试验场地也有要求，存在较大的安全隐患，易发生人身安全事故。单路电流校正方式对电源容量无特殊要求，由于不存在高压，对试验场地也无特殊要求，故交流电源的电压采用AC220V，相对高压电源校正方式安全。

如图3-5所示：

图3为本发明提供的校正接线示意图。

使用AC220V交流电源作为校正电源，使用电感限流的方式生成校正电流 I，流过电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，校正导线的穿心匝数分别为N匝和M匝，参考电流互感器一次电流为N×I，泄漏电流互感器一次电流为M×I，通过调整I、N、M的大小，可以使参考电流互感器和泄漏电流互感器获得不同的一次电流，两互感器的一次电流相位严格相等 (同一个电流)。采集和计算单元接入参考电流互感器和泄漏电流互感器的二次输出电流，计算出两个二次电流的相位差。

图4为本发明提供的误差曲线测量示意图。

泄漏电流互感器相位误差曲线为Err1，参考电流互感器相位误差曲线为 Err2，两误差曲线实际的横坐标轴为X0。

调整I、N、M的大小，使得参考电流互感器一次电流为额定电流，即位于图中B点，同时控制泄漏电流互感器一次电流在额定电流范围的若干个点上变化，采集并计算出两互感器二次电流的相位差、泄漏电流的幅值，生成误差曲线Err1，此时误差曲线Err1的横坐标轴为X2。举例说明，对于额定电流为 1000mA的参考电流互感器和泄漏电流互感器，调整I、N、M的大小，使得参考电流互感器一次电流固定为1000mA，泄漏电流互感器一次电流依次为1000mA、200mA、50mA、25mA、10mA、5mA、3mA、1mA，计算出以上8 点两互感器二次电流的相位差作为纵坐标，以这8个点的泄漏电流互感器一次电流幅值为横坐标，可得到以X2为横坐标轴的误差曲线Err1。

调整I、N、M的大小，使得泄漏电流互感器一次电流为额定电流，即位于图中A点，同时控制参考电流互感器一次电流在额定电流范围的若干个点上变化，采集并计算出两互感器二次电流的相位差、参考电流的幅值，生成误差曲线Err2，此时误差曲线Err2的横坐标轴为X₁。举例说明，对于额定电流为 1000mA的参考电流互感器和泄漏电流互感器，调整I、N、M的大小，使得泄漏电流互感器一次电流固定为1000mA，参考电流互感器一次电流依次为1000mA、200mA、50mA、25mA、10mA、5mA、3mA、1mA，计算出以上8 点两互感器二次电流的相位差作为纵坐标，以这8个点的参考电流互感器一次电流幅值为横坐标，可得到以X₁为横坐标轴的误差曲线Err2。

在计算相位差时两误差曲线使用相同的公式，即都是使用泄漏电流二次相位减去参考电流二次相位，即两误差曲线的符号是相反的。

以上叙述仅为原理性解释，实际校正参数不限于以上叙述。

图5为本发明提供的校正相位计算关系示意图。

当实际泄漏电流幅值为Ix时，泄漏互感器造成的相位误差位于已知曲线 Err1上的C点，由于横坐标Ix已知，通过线性插值可得到Err1误差曲线上C点的纵坐标相位误差θ₁；当实际参考电流幅值为I_r时，参考互感器造成的相位误差位于已知曲线Err2上的D点，由于横坐标I_r已知，通过线性插值可得到Err2误差曲线上D点的纵坐标相位误差θ₂；Err1误差曲线和Err2误差曲线横坐标轴相位差为θ₀，θ₀可从Err1误差曲线或Err2误差曲线的最大电流对应点直接读取获得。

当实时泄漏电流幅值为Ix、实时参考电流幅值为Ir时，由泄漏电流和参考电流的两互感器引入的相位差为θcd，θcd可通过如下公式计算得到：

θcd＝θ₁-θ₀-θ₂与以上公式对应，当实时泄漏电流幅值为Ix、实时参考电流幅值为Ir时，计算等到的实时校正量为θ。

本发明的实景操作：使用单个电流调整匝数M、N的方式获得泄漏电流互感器的误差曲线Err1(参考电流固定为1000mA)，误差曲线Err1仅包含8个点，横坐标为1000mA、200mA、50mA、25mA、10mA、5mA、3mA、1mA，纵坐标为泄漏电流二次相位减去参考电流二次相位。获得两电流的二次采样值之后，通过傅氏变化可得到这两个采样序列的矢量幅值，这两个矢量的相位为采样时刻的初相角，这两个矢量的相位相减后即为两电流的二次相位差；使用单个电流调整匝数M、N的方式获得参考电流互感器的误差曲线Err2(泄漏电流固定为1000mA)，误差曲线Err2仅包含8个点，横坐标为1000mA、 200mA、50mA、25mA、10mA、5mA、3mA、1mA，纵坐标同样为泄漏电流二次相位减去参考电流二次相位，Err2的符号和Err1是相反的；施加幅值为Ix 的泄漏电流、幅值为Ir的参考电流，由于Ix、Ir不等于1000mA、200mA、50mA、 25mA、10mA、5mA、3mA、1mA中的任意一个值，需要通过插值方式获得误差曲线上的相位误差，以Ix＝125mA为例说明，125mA位于200mA和50mA 区间的正中位置，相位误差即为200mA纵坐标和50mA纵坐标的平均值，此即为线性插值原理。通过线性插值可得到两误差曲线的纵坐标θ₁和θ₂，但这两个误差曲线不在同一坐标系中，实际的相位误差还要减去两误差曲线之间的坐标系差θ₀，即θcd＝θ₁-θ₀-θ₂。各校正量之间的关系只可能是“加”或者是“减”，这取决于误差曲线的符号。

本专利的创新处在于通过相对方式避免了对互感器一次电流的测量，在仅测量二次电流的条件下，实现了两个互感器相对相位误差的消除。

以上所述，仅是本发明的部分实现原理，并非对本发明作任何形式上的限制。采用同一电流改变幅值和匝数得到相位误差曲线、并插值校正的方法均属于本发明技术方案保护的范围。实际的容性设备测量装置一般为多量程硬件系统，被校正的相位误差不仅来源于互感器，还包括滤波电路中的相位偏移，对多量程硬件系统的校正原理类似，也属于本发明技术方案保护的范围。

本发明还提出一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置，该容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置用于实现上述方法，该容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置的具体结构参照上述实施例，由于本容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。该容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置包括：

生成模块，用于由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；

第一获取模块，用于将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；

第二获取模块，用于施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ1，及施加幅值为Ir 的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ2，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；

校正模块，用于补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

本发明还提出一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正系统，包括存储器，还包括如上述所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置，用于上述所述的方法实现所述容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；

S20将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；

S30施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ1，及施加幅值为Ir的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ2，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；

S40补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

2.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，所述泄漏电流的相位校正量θ的关系式为：

泄漏电流的相位校正量θ＝泄漏电流互感器误差曲线的相位误差—参考电流互感器误差曲线的相位误差—该两误差曲线的坐标系差。

3.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，所述傅氏变换方法为：以校正电流I的采样值的幅值为横坐标，以泄漏电流二次相位减去参考电流二次相位的相位误差为纵坐标，采集泄漏电流和参考电流的二次采样值，通过离散傅利叶变换分别获得泄漏电流和参考电流的采样序列的矢量幅值，泄漏电流矢量及参考电流矢量的相位为校正电流I的采样时的初相角，通过泄漏电流矢量的相位减去参考电流矢量的相位获得泄漏电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成泄漏电流互感器的误差曲线；通过参考电流矢量的相位减去泄漏电流矢量的相位获得参考电流互感器的误差曲线相对校正电流I的采样值的幅值的纵坐标，由此生成参考电流互感器的误差曲线。

4.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，所述泄漏电流互感器和参考电流互感器采用相同型号的穿心式互感器。

5.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，所述交流电源采用AC220V电源，若以AC220V电源产生参考电流，泄漏电流的相位以AC220V电源的相位为准。

6.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，使用交流50Hz电压串联阻抗的方式产生校正电流。

7.如权利要求1所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，采用工频电感通过反极性穿线的方式使校正电流相位变化为180度。

8.如权利要求1-7任一项所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正方法，其特征在于，若日常工作中，由于交流电源电压和泄漏电流的幅值出现波动引起参考电流互感器和/或泄漏电流互感器的相位误差出现波动，补偿装置减去参考电流互感器和/或泄漏电流互感器的相位误差的波动影响，再根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

9.一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置，其特征在于，包括：

生成模块，用于由交流电源、限流器件、参考电流互感器和泄漏电流互感器组成单路电流，补偿装置分别与参考电流互感器和泄漏电流互感器的副边连接，由可调电感生成校正电流I，流过校正电流I的校正导线分别穿过参考电流互感器和泄漏电流互感器，其中校正导线穿过参考电流互感器的穿心匝数为N匝，穿过泄漏电流互感器的穿心匝数为M匝；

第一获取模块，用于将参考电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得泄漏电流互感器误差曲线，及将泄漏电流固定为额定电流，调整N、M及校正电流I的采样值，采用傅氏变换方法获得参考电流互感器误差曲线，及由泄漏电流互感器的误差曲线和参考电流互感器的误差曲线获得该两误差曲线的坐标系差，由泄漏电流互感器误差曲线的相位误差、参考电流互感器误差曲线的相位误差及该两误差曲线的坐标系差建立泄漏电流的相位校正量θ的关系式；

第二获取模块，用于施加幅值为Ix的实时泄漏电流，采用插值方式从泄漏电流互感器相位误差曲线获取泄漏电流实时相位误差θ₁，及施加幅值为I_r的实时参考电流，采用插值方式从参考电流互感器相位误差曲线获取参考电流实时相位误差θ₂，通过所建立的泄漏电流的相位校正量θ的关系式获取泄漏电流的实时相位校正量；

校正模块，用于补偿装置根据所获取的泄漏电流的实时相位校正量实施泄漏电流相位误差的校正。

10.一种容性设备泄漏电流互感器的相位校正系统，包括存储器，其特征在于，还包括如权利要求9所述的容性设备泄漏电流互感器的相位校正装置。