CN112946552A - 一种电流互感器二次侧断线检测方法及装置 - Google Patents

一种电流互感器二次侧断线检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电流互感器二次侧断线检测方法及装置，电流互感器与ADC采样芯片之间并联设置有检测电流源和数字电位器，其中方法包括：连续调整数字电位器阻抗值；获取ADC采样芯片的检测电压值；判断ADC采样芯片的检测电压值是否随数字电位器线性变化；当ADC采样芯片的检测电压值随数字电位器线性变化时，判定集成采样电阻未断线；当ADC采样芯片的检测电压值未随数字电位器线性变化时，判定集成采样电阻断线。通过对数字电位器阻抗值进行调整，判断ADC采样芯片检测电压值是否随数字电位器阻抗值变化，以实现对电流互感器二次侧是否断线的判定，如发生断线则开放保护出口回路，跳开相应开关，把断线对电力系统的影响降到最小。

Description

一种电流互感器二次侧断线检测方法及装置
技术领域
本发明涉及电力设备控制技术领域，特别涉及一种电流互感器二次侧断线检测方法及装置。
背景技术
为了保证电力系统安全经济运行必须对电力设备的运行情况进行监视和测量。电流互感器一次绕组串接于高压输电电路，二次绕组与测量仪表、保护装置等二次设备连接。其关系到测量计量的准确性、继电保护装置的可靠性及高压输电电路的安全性。
电流互感器可将一次侧的大电流变换成二次侧的小电流，然而ADC芯片只能识别电压信号，所以需在互感器二次侧并联一个合适的采样电阻，将二次侧的电流转换成可测量的电压。
在装置运输和运行过程中均存在不同程度的振动现象，而且电流互感器本身质量较重，电流互感器管脚与印制电路板之间的连线可能因较大的机械应力而断裂的现象偶有发生。如果电流互感器二次侧因断线形成开路，一次侧电流将全部用于激磁，使电流互感器的铁芯严重饱和。交变的磁通在电流互感器的二次侧线圈上感应出一个悬浮的高电压，其峰值有时可达上万伏，这么高的电压作用于电流互感器的二次回路上及二次侧线圈，将严重威胁设备和人身的安全，甚至可能引起电流互感器线圈绝缘因过热而烧坏。因而通常采用内部集成并联电阻的电流互感器。电流互感器内部集成并联电阻后，尽管二次侧断线不会形成高电压，但却无法采集到一次侧电流。若没有断线检测功能，会误认为一次侧为零负载状态，若一次侧存在故障电流，却无法得知预警，则可能会造成事故风险。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电流互感器二次侧断线检测方法及装置，通过对数字电位器阻抗值进行调整，判断ADC采样芯片检测电压值是否随数字电位器阻抗值变化，以实现对电流互感器二次侧是否断线，当检测到电流互感器二次侧发生断线，则开放保护出口回路，跳开相应开关，便于检修人员处理故障，把电流互感器断线对电力系统的影响降到最小，保证电网的可靠、安全稳定运行。
为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种电流互感器二次侧断线检测方法，电流互感器与ADC采样芯片之间并联设置有检测电流源和数字电位器，包括如下步骤：
连续调整所述数字电位器阻抗值；
获取所述ADC采样芯片的检测电压值；
判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性变化；
当所述ADC采样芯片的所述检测电压值随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻未断线；
当所述ADC采样芯片的所述检测电压值未随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻断线。
进一步地，所述连续调整所述数字电位器阻抗值之前，还包括：
获取所述ADC采样芯片的检测电压值；
判断所述检测电压值是否大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积；
如所述检测电压值大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积，则判定所述集成采样电阻未断线；
如所述检测电压值小于或等于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积，则调整所述数字电位器阻抗值。
进一步地，所述判断所述检测电压值是否大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积之后，还包括：
判断所述ADC采样芯片的检测电压值是否为0；
如所述ADC采样芯片的检测电压值为0，则判定所述集成采样电阻未断线；
如所述ADC采样芯片的检测电压值未为0，则调整所述数字电位器阻抗值。
进一步地，所述连续调整所述数字电位器阻抗值，包括：
连续增大所述数字电位器阻抗值；或
连续减小所述数字电位器阻抗值。
进一步地，所述判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器变化，包括：
判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性增大或线性减小。
相应地，本发明实施例的第二方面提供了电流互感器二次侧断线检测装置，所述电流互感器设置有集成采样电阻，所述电流互感器与ADC采样芯片之间并联设置有检测电流源和数字电位器，包括：
调整模块，其用于连续调整所述数字电位器阻抗值；
获取模块，其用于获取所述ADC采样芯片的检测电压值；
第一判断模块，其用于判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性变化；
判定模块，其用于当所述ADC采样芯片的所述检测电压值随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻未断线；
所述判定模块还用于当所述ADC采样芯片的所述检测电压值未随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻断线。
进一步地，电流互感器二次侧断线检测装置还包括：第二判断模块；
所述第二判断模块用于判断所述检测电压值是否大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积预设数值；
所述判定模块在所述检测电压值大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积时判定所述集成采样电阻未断线；
所述调整模块在所述检测电压值小于或等于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积时调整所述数字电位器阻抗值。
进一步地，所述电流互感器二次侧断线检测还包括：第三判断模块；所述第三判断模块用于判断所述ADC采样芯片的检测电压值是否为0；
所述判定模块在所述ADC采样芯片的检测电压值为0时判定所述集成采样电阻未断线；
所述调整模块在所述ADC采样芯片的检测电压值未为0时调整所述数字电位器阻抗值。
进一步地，所述调整模块连续增大或连续减小所述数字电位器阻抗值。
进一步地，所述第一判断模块判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性增大或线性减小。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过对数字电位器阻抗值进行调整，判断ADC采样芯片检测电压值是否随数字电位器阻抗值变化，以实现对电流互感器二次侧是否断线，当检测到电流互感器二次侧发生断线，则开放保护出口回路，跳开相应开关，便于检修人员处理故障，把电流互感器断线对电力系统的影响降到最小，保证电网的可靠、安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电流互感器二次侧断线检测方法原理图；
图2是本发明实施例提供的电流互感器二次侧断线检测方法流程图；
图3是本发明实施例提供的电流互感器二次侧断线检测方法逻辑图；
图4是本发明实施例提供的电流互感器二次侧断线检测装置模块图。
附图标记：
1、调整模块，2、获取模块，3、第一判断模块，4、判定模块，5、第二判断模块，6、第三判断模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明实施例提供的电流互感器二次侧断线检测方法原理图。
图2是本发明实施例提供的电流互感器二次侧断线检测方法流程图。
图3是本发明实施例提供的电流互感器二次侧断线检测方法逻辑图。
请参照图1、图2和图3，本发明实施例的第一方面提供了一种电流互感器二次侧断线检测方法，电流互感器与ADC采样芯片之间并联设置有检测电流源和数字电位器，包括如下步骤：
S200，连续调整数字电位器阻抗值。
S300，获取ADC采样芯片的检测电压值。
S400，判断ADC采样芯片的检测电压值是否随数字电位器线性变化。
S500，当ADC采样芯片的检测电压值随数字电位器线性变化时，判定集成采样电阻未断线。
S600，当ADC采样芯片的检测电压值未随数字电位器线性变化时，判定集成采样电阻断线。
在本实施例的一个实施方式中，调整数字电位器阻抗值之前，还包括：
S110，获取ADC采样芯片的检测电压值。
S120，判断检测电压值是否大于检测电流源电流值与数字电位器阻抗值之积预设数值。
S130，如检测电压值大于预设电压值，则判定集成采样电阻断线。
S140，如检测电压值小于预设电压值，则调整数字电位器阻抗值。
进一步地，步骤S140之后还包括：
S150，判断ADC采样芯片的检测电压值是否为0。
S160，如ADC采样芯片的检测电压值为0，则判定集成采样电阻未断线。
S170，如ADC采样芯片的检测电压值未为0，则调整数字电位器阻抗值。
可选的，步骤S200中调整数字电位器阻抗值的过程可以为：连续增大数字电位器阻抗值；或，连续减小数字电位器阻抗值。
进一步地，判断ADC采样芯片的检测电压值是否随数字电位器变化，包括：判断ADC采样芯片的检测电压值是否随数字电位器线性增大或线性减小。
如图1所示，若数字电位器RD的电阻(其初始值R0可取100kΩ)远大于电流互感器内部的并联电阻Rs(通常约为100Ω)，并联后的等效电阻近似等于Rs(0.999Rs)，当数字电位器的电阻RD在较小范围内变化时，就几乎不会影响采样精度。其中，开关S1用来模拟互感器二次侧是否断线。
I0是电流非常小的恒流源(可取1uA)，当没有断线时开关S1闭合，其所形成的电压近似为I0·Rs；当断线时开关S1断开后，其所形成的电压为I0·R0。一次侧电流值应为ADC采样值减去I0·Rs。
当ADC芯片采样值大于I0·Rs时，说明S1没有断开，且一次侧电流值等于ADC采样值减去I0·Rs，否则再判断ADC芯片采样值是否等于零；若ADC采样值等于零，说明S1没有断开，且一次侧电流值等于0，否则说明S1可能断开；连续N次线性调整(减小或增大)RD的阻值，若采样值没有相应的线性(减小或增大)变化，说明S1没有断开；若采样值均相应的线性(减小或增大)变化，则说明S1断开，此时可开放保护出口回路，跳开相应开关，发出告警信号通知检修人员处理故障。
上述电流互感器二次侧断线检测方法通过对数字电位器阻抗值进行调整，判断ADC采样芯片检测电压值是否随数字电位器阻抗值变化，以实现对电流互感器二次侧是否断线，当检测到电流互感器二次侧发生断线，则开放保护出口回路，跳开相应开关，便于检修人员处理故障，把电流互感器断线对电力系统的影响降到最小，保证电网的可靠、安全稳定运行。
图4是本发明实施例提供的电流互感器二次侧断线检测装置模块图。
相应地，请参照图4，本发明实施例的第二方面提供了一种电流互感器二次侧断线检测装置，电流互感器与ADC采样芯片之间并联设置有检测电流源和数字电位器，包括：调整模块1、获取模块2、第一判断模块3和判定模块4。其中，调整模块1用于连续调整数字电位器阻抗值；获取模块2用于获取ADC采样芯片的检测电压值；第一判断模块3用于判断ADC采样芯片的检测电压值是否随数字电位器线性变化；判定模块4用于当ADC采样芯片的检测电压值随数字电位器线性变化时，判定电流互感器二次侧；判定模块还用于当ADC采样芯片的检测电压值未随数字电位器线性变化时，判定集成采样电阻断线。
在本实施例的一个车实施方式中，电流互感器二次侧断线检测装置还包括：第二判断模块5。第二判断模块5判断检测电压值是否大于检测电流源电流值与数字电位器阻抗值之积预设数值；判定模块4在检测电压值大于预设电压值时判定集成采样电阻断线；调整模块1在检测电压值小于预设电压值时调整数字电位器阻抗值。
进一步地，电流互感器二次侧断线检测还包括：第三判断模块6。第三判断模块6用于判断ADC采样芯片的检测电压值是否为0。判定模块4在ADC采样芯片的检测电压值为0时判定集成采样电阻未断线。调整模块1在ADC采样芯片的检测电压值未为0时调整数字电位器阻抗值。
可选的，调整模块1连续增大或连续减小数字电位器阻抗值。
进一步地，第一判断模块3判断ADC采样芯片的检测电压值是否随数字电位器线性增大或线性减小。
上述电流互感器二次侧断线检测装置通过对数字电位器阻抗值进行调整，判断ADC采样芯片检测电压值是否随数字电位器阻抗值变化，以实现对电流互感器二次侧是否断线，当检测到电流互感器二次侧发生断线，则开放保护出口回路，跳开相应开关，便于检修人员处理故障，把电流互感器断线对电力系统的影响降到最小，保证电网的可靠、安全稳定运行。
本发明实施例旨在保护一种电流互感器二次侧断线检测方法及装置，电流互感器与ADC采样芯片之间并联设置有检测电流源和数字电位器，其中方法包括：连续调整数字电位器阻抗值；获取ADC采样芯片的检测电压值；判断ADC采样芯片的检测电压值是否随数字电位器线性变化；当ADC采样芯片的检测电压值随数字电位器线性变化时，判定集成采样电阻未断线；当ADC采样芯片的检测电压值未随数字电位器线性变化时，判定集成采样电阻断线。上述技术方案具备如下效果：
通过对数字电位器阻抗值进行调整，判断ADC采样芯片检测电压值是否随数字电位器阻抗值变化，以实现对电流互感器二次侧是否断线，当检测到电流互感器二次侧发生断线，则开放保护出口回路，跳开相应开关，便于检修人员处理故障，把电流互感器断线对电力系统的影响降到最小，保证电网的可靠、安全稳定运行。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种电流互感器二次侧断线检测方法，其特征在于，所述电流互感器设置有集成采样电阻，所述电流互感器与ADC采样芯片之间并联设置有检测电流源和数字电位器，包括如下步骤：
连续调整所述数字电位器阻抗值；
获取所述ADC采样芯片的检测电压值；
判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性变化；
当所述ADC采样芯片的所述检测电压值随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻未断线；
当所述ADC采样芯片的所述检测电压值未随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻断线。
2.根据权利要求1所述的电流互感器二次侧断线检测方法，其特征在于，所述连续调整所述数字电位器阻抗值之前，还包括：
获取所述ADC采样芯片的检测电压值；
判断所述检测电压值是否大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积；
如所述检测电压值大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积，则判定所述集成采样电阻未断线；
如所述检测电压值小于或等于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积，则调整所述数字电位器阻抗值。
3.根据权利要求2所述的电流互感器二次侧断线检测方法，其特征在于，所述判断所述检测电压值是否大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积之后，还包括：
判断所述ADC采样芯片的检测电压值是否为0；
如所述ADC采样芯片的检测电压值为0，则判定所述集成采样电阻未断线；
如所述ADC采样芯片的检测电压值未为0，则调整所述数字电位器阻抗值。
4.根据权利要求1所述的电流互感器二次侧断线检测方法，其特征在于，所述连续调整所述数字电位器阻抗值，包括：
连续增大所述数字电位器阻抗值；或
连续减小所述数字电位器阻抗值。
5.根据权利要求4所述的电流互感器二次侧断线检测方法，其特征在于，所述判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器变化，包括：
判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性增大或线性减小。
6.一种电流互感器二次侧断线检测装置，其特征在于，所述电流互感器设置有集成采样电阻，所述电流互感器与ADC采样芯片之间并联设置有检测电流源和数字电位器，包括：
调整模块，其用于连续调整所述数字电位器阻抗值；
获取模块，其用于获取所述ADC采样芯片的检测电压值；
第一判断模块，其用于判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性变化；
判定模块，其用于当所述ADC采样芯片的所述检测电压值随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻未断线；
所述判定模块还用于当所述ADC采样芯片的所述检测电压值未随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻断线。
7.根据权利要求6所述的电流互感器二次侧断线检测装置，其特征在于，还包括：第二判断模块；
所述第二判断模块用于判断所述检测电压值是否大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积预设数值；
所述判定模块在所述检测电压值大于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积时判定所述集成采样电阻未断线；
所述调整模块在所述检测电压值小于或等于所述检测电流源电流值与所述数字电位器阻抗值之积时调整所述数字电位器阻抗值。
8.根据权利要求7所述的电流互感器二次侧断线检测装置，其特征在于，还包括：第三判断模块；所述第三判断模块用于判断所述ADC采样芯片的检测电压值是否为0；
所述判定模块在所述ADC采样芯片的检测电压值为0时判定所述集成采样电阻未断线；
所述调整模块在所述ADC采样芯片的检测电压值未为0时调整所述数字电位器阻抗值。
9.根据权利要求6所述的电流互感器二次侧断线检测装置，其特征在于，
所述调整模块连续增大或连续减小所述数字电位器阻抗值。
10.根据权利要求9所述的电流互感器二次侧断线检测装置，其特征在于，
所述第一判断模块判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性增大或线性减小。
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