CN114720936A - 一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置及方法，其中检测装置包括三个独立的检测单元，检测单元包括中央处理模块、切换开关以及与中央处理模块电连接的励磁改变回路、电流注入回路、第一电压采集模块和第二电压采集模块；励磁改变回路和电流注入回路并联后接入绕组回路，切换开关用于选择将励磁改变回路或电流注入回路串联进绕组回路；第一电压采集模块和第二电压采集模块用于采集二次回路两侧的电压信号；励磁改变回路用于改变回路的励磁条件并获取励磁电流信号；电流注入回路用于向绕组回路注入电流，并获取注入电流信号；中央处理模块用于根据励磁电流信号、注入电流信号以及特征节点两端的电压信号计算互感器误差。

Description

一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置及方法，属于电力设备检测技术领域。

背景技术

对运行中的互感器误差检定传统上要在停电情况下，对互感器的准确度进行检定。变电站中10kV及以上的供电线路停电往往会带来负荷损失，存在停电难度大的问题。互感器二次绕组一般分为计量、测控和保护三种，它们准确度等级不同，使用中严禁互换，而且每种类型绕组存在多变比抽头的情况，所以二次绕组接线必须正确。但由于设计、施工、验收环节工作的疏忽，保护装置和计量或测控专用的二次绕组有时存在互换连接，这会造成电力系统发生故障时故障装置不能准确的传输故障电流信息，甚至会因磁路饱合而无输出，将引发系统保护装置的误动或拒动。

在GIS型变电站的110kV及以上电压等级的互感器，三相互感器的二次端子常集中于一个柜箱内，易出现不同相别、不同准确度等级、不同功能的二次绕组连接混乱情况，一旦造成错误连接需通过停电进行校验核实。在AIS变电站中高电压等级的互感器，每相互感器采用独立的二次端子柜箱，在不停电情况下对柜箱内的二次端子进行检查已出现安全距离不足的问题。与110kV以上高电压等级的互感器不同，10kV互感器体积较小且二次端子一般集成在本体上，同时整个装置安装于封闭的高压开关柜内运行，由于安全距离不足的原因专业人员无法对运行中的互感器二次接线进行核查。

互感器二次绕组不停电误差检测目前常用的方法分为两种，第一种是采用变频电压发生器与互感器二次绕组端子并联，注入变频电压信号，同时通过卡接在二次电流端子盒两端的变频电流夹钳测得电流互感器侧和负载端两侧响应电流，从而计算得出两侧阻抗参数。第二种是采用变频电流发生器与互感器二次端子二次绕组端子串联，注入变频电流信号，通过高频电压检测装置测得电压信号，最终计算得出阻抗参数。两种方法通过注入变频小信号得到相应的响应信号，计算得出互感器的二次绕组阻抗参数和频率的关系，最后以此来判别二次绕组的准确度等级、绝缘状态、励磁特性、互感器运行情况等。第三种是采用带电电场平衡电桥法，在二次绕组回路中串联一匝数可调整的变压器，通过调整变压器匝数来影响整个二次绕组回路的总阻抗及相位角，以此计算互感器励磁阻抗变化，从而分析判别互感器运行状况是否稳定。

现有技术如申请号为“202111065725.5”的专利公开一种电流互感器误差在线监测系统，该系统包括信号注入单元根据接收的信号注入指令注入预设频率的电压信号至第一高频线圈；第一高频线圈根据所述电压信号向电流互感器的二次绕组回路中感应电流信号；第二高频线圈感应所述电流互感器的二次绕组回路中的电流信号；电流信号检测单元对输入至第一高频线圈一次侧的电流信号一次侧的电流信号进行检测以获取第一电流信号；高频信号检测单元对所述第二高频线圈二次侧的电压信号进行检测，以获取第一电压信号；信号处理单元根据所述第一电流信号和第一电压信号计算所述电流互感器的运行误差。其中，根据所述第一电流信号和串联在所述第二高频线圈二次并联的第二电阻确定第二高频线圈二次侧的电流；根据所述的第一电压信号和第二高频线圈二次侧并联的第二电阻确定第二高频线圈二次侧电流；根据所述第二电压信号和第二高频线圈二次侧的电流，确定电流互感器的二次绕组回路总阻抗和回路阻抗角；根据预设频率下的电流互感器的二次绕组回路总阻抗和阻抗角，确定二次绕组回路特征量，最后确定运行误差。特征量表达式包括：二次负荷阻抗、电流互感器励磁阻抗、二次绕组回路等效电阻和等效电感、励磁等效电阻和等效电感。运行误差为二次负荷阻抗和电流互感器励磁阻抗的比值。

该现有技术的优点为：1、传统的带电检测作业安全风险大，带电接入标准作业过程复杂，对现场操作人员及设备的安全均构成威胁，降低操作的安全风险；2、相较于传统带电检测设备，该专利设计的设备轻巧于、灵便易于运输3、带电检测无法实时在线监测运行误差。缺点为：1、专利中未说明励磁阻抗和二次负荷阻抗的计算过程，依据专利的检测方法测量出的电压、电流信号无法准确区分出二次负荷阻抗和励磁阻抗；2、该方案需要和电流互感器在投运前一同安装在计量、保护、测控等二次绕组回路中，如果需要对所有电流互感器进行运行误差监测需要安装多套设备，增加投资。3、因为该方案所述设备需和电流互感器二次绕组回路同时安装，当电流互感器二次绕组回路出现接线错误，将影响监测设备的正确分析。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，该装置设置了三个独立的检测单元，可以同时检测一组三相互感器的同一功能类型不同相别的绕组误差，也可以检测同一个互感器不同功能类型的绕组误差，集成度高、轻巧便携的检测设备，无需升流/压源、无需标准互感器和外接负载箱。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，包括三个独立的检测单元，三个检测单元分别接入互感器二次侧的三个绕组回路；

所述检测单元包括中央处理模块、切换开关以及与中央处理模块电连接的励磁改变回路、电流注入回路、第一电压采集模块和第二电压采集模块；

所述励磁改变回路和电流注入回路并联后接入绕组回路的特征节点，所述切换开关用于选择将励磁改变回路或电流注入回路串联进绕组回路；所述第一电压采集模块和第二电压采集模块分别并联在特征节点的两侧；

所述励磁改变回路用于改变绕组回路的励磁条件，并获取改变励磁条件后的励磁电流信号输入至中央处理模块；所述电流注入回路用于向绕组回路注入电流，并将注入电流信号输入至中央处理模块；所述第一电压采集模块和第二电压采集模块分别用于识别特征节点两端的电压信号并输入至中央处理模块；

所述中央处理模块用于根据励磁电流信号、注入电流信号以及特征节点两端的电压信号计算互感器误差。

作为优选，所述励磁改变回路包括串接的可变阻抗模块和第一检测放大转换模块；

所述可变阻抗模块根据中央处理模块发出的控制指令改变阻抗，以改变绕组回路的励磁条件，所述第一检测放大转换模块用于采集阻抗改变回路串接入绕组回路时的电流信号，并转换为电压信号以获得所述励磁电流信号输入至中央处理模块。

作为优选，所述电流注入回路包括串接的注入电流信号模块和第二检测放大转换模块；

所述注入电流信号模块通过高频线圈向绕组回路注入电流，所述第二检测放大转换模块用于采集注入电流电流信号，并转换为电压信号输入至中央处理模块。

作为优选，所述第一电压采集模块和第二电压采集模块采用选频电压采集识别模块，根据预设的频率进行电压采集。

作为优选，所述中央处理模块内设有励磁阻抗计算单元、二次侧绕组阻抗计算单元和负载阻抗计算单元；

所述励磁阻抗计算单元根据中央处理模块得到的励磁改变回路串接至绕组回路时的励磁条件改变数据，第一电压采集模块和第二电压采集模块分别在特征节点两侧采集到的电压信号计算励磁阻抗；

所述二次侧绕组阻抗计算单元根据中央处理模块得到的电流注入回路串接至绕组回路时的注入电流信号，第一电压采集模块和第二电压采集模块中接近二次侧绕组的模块采集的特征节点一侧的电压信号计算二次侧绕组回路阻抗；

所述负载阻抗计算单元根据中央处理模块得到的电流注入回路串接至绕组回路时的注入电流信号，第一电压采集模块和第二电压采集模块中远离二次侧绕组的模块采集的特征节点另一侧的电压信号计算负载阻抗。

另一方面，本发明提出一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测方法，包括以下步骤：

在二次侧绕组回路中串接一可变阻抗模块，改变二次侧绕组回路的负载阻抗以改变励磁条件，并采集当前二次侧绕组回路的电流为励磁电流信号；

在二次侧绕组回路中可变阻抗模块的两侧并联两电压采集模块以采集当前二次侧绕组回路两侧的第一电压信号和第二电压信号；

根据所述励磁电流信号、第一电压信号和第二电压信号计算互感器励磁阻抗；

解除可变阻抗模块与二次侧绕组回路的连接，并在原位置串接一注入电流信号模块，利用注入电流信号模块向二次侧绕组回路注入电流，采集注入电流信号以及当前二次侧绕组回路两侧的第三电压信号和第四电压信号；

根据所述注入电流信号、第三电压信号和第四电压信号计算二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗；

根据所述励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差。

作为优选，所述根据所述励磁电流信号、第一电压信号和第二电压信号计算互感器励磁阻抗的方法具体为：

根据第一电压信号、第二电压信号和励磁电流信号绘制电压-励磁电流曲线；

根据改变的负载阻抗的值以及励磁电流信号绘制阻抗-励磁电流曲线；

根据电压-励磁电流曲线以及阻抗-励磁电流曲线得到励磁特性曲线，根据励磁特性曲线计算当前工况的励磁阻抗。

作为优选，所述注入电流信号模块通过高频线圈向二次绕组注入预设频率的电流；对高频线圈一次侧的电流进行检测以获取所述注入电流信号；

所述电压采集模块为选频电压采集识别模块，通过两选频电压采集识别模块分别采集预设频率的电流在二次绕组负载侧产生的对应频率的第三电压信号，以及预设频率的电流在二次绕组回路侧产生的对应频率的第四电压信号。

作为优选，所述根据所述注入电流信号、第三电压信号和第四电压信号计算二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗的方法具体为：

根据所述注入电流信号、第三电压信号计算所述负载阻抗；

根据所述注入电流信号、第四电压信号计算所述二次侧绕组回路阻抗。

作为优选，所述根据所述励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差的方法具体为：

确定互感器的型号为电压互感器或电流互感器；

确定电压互感器和电流互感器的T型等效电路模型；

根据互感器对应型号T型等效电路模型，以及励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差：

对于电压互感器，其互感器误差为：

互感器比差为：

互感器角差为：

对于电流互感器，其感器误差为：

互感器比差为：

互感器角差为：

其中，Z₁为一次绕组折算到二次侧的等效阻抗，Z’_m为励磁阻抗折算到二次侧的等效阻抗，Z₂为二次侧绕组回路阻抗，Z_L为负载阻抗；ε为互感器误差，f为互感器比差，δ为互感器角差，ψ为互感器损耗角，根据励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗查阅互感器的磁化曲线得到；α为互感器二次绕组回路阻抗角。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，可同时检测一组三相互感器的同一功能类型不同相别的绕组误差，如计量专用的ABC三相互感器；也可同时检测同一个互感器不同功能类型的绕组误差。

2、本发明一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，单个检测单元包括中央处理模块、切换开关、励磁改变回路、电流注入回路、第一电压采集模块和第二电压采集模块，集成度高、轻巧便携的检测设备，无需升流/压源、无需标准互感器和外接负载箱。

3、本发明一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测方法，根据互感器T型等效电路模型，对于二次绕组回路阻抗、负载阻抗、二次绕组回路阻抗角等参数，通过向二次侧绕组回路注入异频的电流信号的检测方法得到。通过改变二次绕组回路的负载阻抗实现对互感器不同工作点的励磁改变，来等效模拟改变互感器一次侧电流对励磁的影响，通过检测不同二次负载阻抗下的二次回路电流、电压等参数绘制励磁特性曲线，从而计算得出励磁阻抗。互感器损耗角，由厂家提供的磁化曲线可得。由这些互感器二次绕组回路关键参数可以准确计算出绕组误差。

附图说明

图1为本发明实施例一中利用不停电检测装置对计量专用的ABC三相互感器进行检测的示意图；

图2为本发明实施例一中利用不停电检测装置对一个互感器三个不同功能的绕组进行检测的示意图；

图3为本发明实施例一中检测单元的原理示意图；

图4为本发明实施例一中电压互感器的T型等效电路图；

图5为本发明实施例一中电流互感器的T型等效电路图；

图6为本发明实施例二的不停电检测方法的流程图。

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。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

实施例一：

参见图1至图3，本实施例提供一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，包括三个独立的检测单元，三个检测单元分别接入互感器二次侧的三个绕组回路；如图1所示，三个检测单元可同时检测一组三相互感器的同一功能类型不同相别的二次绕组误差，如计量专用的ABC三相互感器；如图2所示，三个检测单元也可同时检测同一个互感器不同功能类型的二次绕组误差，如A相计量、测控、保护三个不同功能类型的绕组误差。

具体参见图3，每个检测单元包括MCU中央处理模块、切换开关S1和S2，以及与MCU中央处理模块电连接的励磁改变回路、电流注入回路、第一电压采集模块Vc1和第二电压采集模块Vc2；

所述励磁改变回路和电流注入回路并联后串接入绕组回路的特征节点，所述切换开关S1和S2用于选择将励磁改变回路或电流注入回路串联进绕组回路，当闭合开关S1断开开关S2时，电流注入回路串联进绕组回路，当断开开关S1闭合开关S2时，励磁改变回路串联进绕组回路；所述第一电压采集模块Vc1和第二电压采集模块Vc2分别并联在特征节点的两侧；

所述励磁改变回路用于通过改变二次侧绕组回路负载阻抗的方法改变绕组回路的励磁条件，并获取改变励磁条件后的励磁电流信号输入至MCU中央处理模块；所述电流注入回路用于向绕组回路注入电流，并将注入电流信号输入至中央处理模块；所述第一电压采集模块和第二电压采集模块分别用于识别特征节点两端的电压信号并输入至中央处理模块；

所述MCU中央处理模块用于根据励磁电流信号、注入电流信号以及特征节点两端的电压信号计算互感器误差。MCU中央处理模块集成了电源模块，为装置内的用电器件供电。

本实施例相较于现有技术的优势在于，现有技术的方案不具备多通道测量的能力，本实施例提出的装置由三个独立的检测单元组成，可同时对多个互感器绕组的进行误差测量。其优点是在不同绕组进行对比时，保证它们能工作在相同工况环境中，如相同二次负荷电流、电磁环境、温/湿度等，降低外界环境因素的影响。三个独立的检测单元可同时检测一组三相互感器的同一功能类型不同相别的绕组误差，如计量专用的ABC三相互感器；也可同时检测同一个互感器不同功能类型的绕组误差并绘制关键参数曲线电压-频率响应曲线、阻抗-频率响应曲线、励磁特性曲线，可用于区分互感器各绕组属于哪种功能类型和准确度等级，如A相计量、测控、保护三个不同功能类型的绕组误差和电压-频率响应曲线。并且现有技术的设备需要和电流互感器在投运前同时安装在计量、保护、测控等二次绕组回路中，如果需要对所有电流互感器进行运行误差监测需要安装多套设备，增加投资。当电流互感器二次绕组回路出现接线错误，将影响监测设备的正确分析。本提案设计的装置是独立于互感器设备的一套集成度高、轻巧便携的检测设备，无需升流/压源、无需标准互感器和外接负载箱。该装置包括三个独立检测单元，一套装置可对多组互感器进行同时或分别检测。

本实施例提出的装置适用于220kV、110kV、35kV、10kV等电压等级的单相或三相互感器。

作为本实施例的优选实施方式，所述励磁改变回路包括串接的可变阻抗模块和第一检测放大转换模块dv2；可变阻抗模块包括可变阻抗控制器和以滑动电阻Rx；

可变阻抗控制器接收MCU中央处理模块发出的阻抗改变指令，并根据指令调控滑动电阻Rx，以改变二次侧绕组回路的阻抗，以改变绕组回路的励磁条件，所述第一检测放大转换模块dv2用于采集阻抗改变回路串接入绕组回路时的电流信号，并转换为电压信号以获得所述励磁电流信号输入至MCU中央处理模块。

作为本实施例的优选实施方式，所述电流注入回路包括串接的注入电流信号模块和第二检测放大转换模块dv1；注入电流信号模块包括注入信号控制器和高频线圈；

注入信号控制器接收MCU中央处理模块发出的信号注入指令；根据指令预设频率的高频电压信号至高频线圈的一次侧，在高频线圈的二次侧根据预设频率的高频电压信号向绕组回路中产生感应电流信号，所述第二检测放大转换模块dv1通过与高频线圈一次侧串联的电阻R0采集注入电流电流信号，并转换为电压信号输入至MCU中央处理模块。

本实施例中，所述注入电流信号的基准设置为5mA，通过第一选频电压采集识别模块Vc1检测二次侧绕组回路的工频电压信号值，作为注入电流信号的阈值。MCU中央处理模块将以此基准向注入电流信号模块输入信号注入指令，随着注入电流信号的频率升高，二次侧绕组回路的对应频率电压信号幅值将增强，当电压幅值达到阈值时，将降低电流基准，频率继续上升达到2kHz为止。避免产生过大的电压信号影响互感器二次侧绕组回路正常工作。

作为本实施例的优选实施方式，所述第一电压采集模块Vc1和第二电压采集模块Vc2采用选频电压采集识别模块，可以根据预设的频率进行电压采集。

作为本实施例的优选实施方式，所述中央处理模块内设有励磁阻抗计算单元、二次侧绕组阻抗计算单元和负载阻抗计算单元；

所述励磁阻抗计算单元根据中央处理模块得到的励磁改变回路串接至绕组回路时的励磁条件改变数据，第一电压采集模块和第二电压采集模块分别在特征节点两侧采集到的电压信号计算励磁阻抗；

所述二次侧绕组阻抗计算单元根据中央处理模块得到的电流注入回路串接至绕组回路时的注入电流信号，第一电压采集模块和第二电压采集模块中接近二次侧绕组的模块采集的特征节点一侧的电压信号计算二次侧绕组回路阻抗；

所述负载阻抗计算单元根据中央处理模块得到的电流注入回路串接至绕组回路时的注入电流信号，第一电压采集模块和第二电压采集模块中远离二次侧绕组的模块采集的特征节点另一侧的电压信号计算负载阻抗。

实施例二：

参见图4，本实施例提出一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测方法，对被测互感器，先检测其二次绕组回路电流，然后根据预先设置的二次绕组回路额定电流、额定负载、准确限值系数计算出其二次侧最大电压和二次侧最大阻抗，具体包括以下步骤：

S1、在二次侧绕组回路中串接一可变阻抗模块，向可变阻抗模块发出小于等于所述二次侧最大阻抗的阻抗改变信号指令，可变阻抗模块接收到该指令后相应的改变其阻抗，以改变二次侧绕组回路的励磁条件，同时采集当前二次侧绕组回路的电流为励磁电流信号；

S2、在二次侧绕组回路中可变阻抗模块的两侧并联两电压采集模块以采集当前二次侧绕组回路两侧的第一电压信号和第二电压信号；

S3、根据所述励磁电流信号、第一电压信号和第二电压信号计算互感器励磁阻抗；

S4、解除可变阻抗模块与二次侧绕组回路的连接，并在原位置串接一注入电流信号模块，利用注入电流信号模块向二次侧绕组回路注入电流；

S5、采集注入电流信号以及当前二次侧绕组回路两侧的第三电压信号和第四电压信号；

S6、根据所述注入电流信号、第三电压信号和第四电压信号计算二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗；

S7、根据所述励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差。

作为本实施例的优选方式，所述根据所述励磁电流信号、第一电压信号和第二电压信号计算互感器励磁阻抗的方法具体为：

根据第一电压信号、第二电压信号和励磁电流信号绘制电压-励磁电流曲线；

根据改变的负载阻抗的值以及励磁电流信号绘制阻抗-励磁电流曲线；

根据电压-励磁电流曲线以及阻抗-励磁电流曲线得到励磁特性曲线，根据励磁特性曲线计算当前工况的励磁阻抗。

作为本实施例的优选方式，所述注入电流信号模块通过高频线圈向二次绕组注入预设频率的电流；对高频线圈一次侧的电流进行检测以获取所述注入电流信号；

所述电压采集模块为选频电压采集识别模块，通过两选频电压采集识别模块分别采集预设频率的电流在二次绕组负载侧产生的对应频率的第三电压信号，以及预设频率的电流在二次绕组回路侧产生的对应频率的第四电压信号。

作为本实施例的优选方式，还可根据测得的电压、电流、阻抗数据绘制绕组回路的电压-频率响应曲线、阻抗-频率响应曲线，根据电压-频率响应曲线、阻抗-频率响应曲线和励磁特性曲线可以区分互感器各个绕组属于哪种功能类型和准确度等级。

作为本实施例的优选方式，所述根据所述注入电流信号、第三电压信号和第四电压信号计算二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗的方法具体为：

根据所述注入电流信号、第三电压信号计算所述负载阻抗；

根据所述注入电流信号、第四电压信号计算所述二次侧绕组回路阻抗。

作为本实施例的优选方式，所述根据所述励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差的方法具体为：

确定互感器的型号为电压互感器或电流互感器；

确定电压互感器和电流互感器的T型等效电路模型；如图4和图5所示，图4为电压互感器的T型等效电路模型，图5为电流互感器的T型等效电路模型；

根据互感器对应型号T型等效电路模型，以及励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差：

对于电压互感器，其互感器误差为：

互感器比差为：

互感器角差为：

对于电流互感器，其感器误差为：

互感器比差为：

互感器角差为：

其中，Z₁为一次绕组折算到二次侧的等效阻抗，Z’_m为励磁阻抗折算到二次侧的等效阻抗，Z₂为二次侧绕组回路阻抗，Z_L为负载阻抗；ε为互感器误差，f为互感器比差，δ为互感器角差，ψ为互感器损耗角，根据励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗查阅互感器的磁化曲线得到；α为互感器二次绕组回路阻抗角。

对于背景技术申请号“202111065725.5”的现有技术公开的一种电流互感器误差在线监测方法，该现有技术未说明励磁阻抗和二次负荷阻抗的计算过程，依据专利的检测方法测量出的电压、电流信号无法准确区分出二次负荷阻抗和励磁阻抗。

而本实施例根据互感器T型等效模型，对于二次绕组回路阻抗、负载阻抗、二次绕组回路阻抗角等参数，通过向二次侧绕组回路注入异频的电流信号的检测方法得到。励磁阻抗由在互感器运行情况下，通过改变二次绕组回路的负载阻抗实现对互感器不同工作点的励磁改变，来等效模拟改变互感器一次侧电流对励磁的影响，通过检测不同二次负载阻抗下的二次回路电流、电压等参数绘制励磁特性曲线，从而计算得出励磁阻抗。互感器损耗角，由厂家提供的磁化曲线可得。由这些互感器二次绕组回路关键参数可以计算出绕组误差或绘制关键参数曲线。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，任一功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory；以下简称：ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，其特征在于：包括三个独立的检测单元，三个检测单元分别接入互感器二次侧的三个绕组回路；

所述检测单元包括中央处理模块、切换开关以及与中央处理模块电连接的励磁改变回路、电流注入回路、第一电压采集模块和第二电压采集模块；

所述励磁改变回路和电流注入回路并联后接入绕组回路的特征节点，所述切换开关用于选择将励磁改变回路或电流注入回路串联进绕组回路；所述第一电压采集模块和第二电压采集模块分别并联在特征节点的两侧；

所述励磁改变回路用于改变绕组回路的励磁条件，并获取改变励磁条件后的励磁电流信号输入至中央处理模块；所述电流注入回路用于向绕组回路注入电流，并将注入电流信号输入至中央处理模块；所述第一电压采集模块和第二电压采集模块分别用于识别特征节点两端的电压信号并输入至中央处理模块；

所述中央处理模块用于根据励磁电流信号、注入电流信号以及特征节点两端的电压信号计算互感器误差。

2.根据权利要求1所述的一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，其特征在于：

所述励磁改变回路包括串接的可变阻抗模块和第一检测放大转换模块；

所述可变阻抗模块根据中央处理模块发出的控制指令改变阻抗，以改变绕组回路的励磁条件，所述第一检测放大转换模块用于采集阻抗改变回路串接入绕组回路时的电流信号，并转换为电压信号以获得所述励磁电流信号输入至中央处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，其特征在于：

所述电流注入回路包括串接的注入电流信号模块和第二检测放大转换模块；

所述注入电流信号模块通过高频线圈向绕组回路注入电流，所述第二检测放大转换模块用于采集注入电流电流信号，并转换为电压信号输入至中央处理模块。

4.根据权利要求3所述的一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，其特征在于：

所述第一电压采集模块和第二电压采集模块采用选频电压采集识别模块，根据预设的频率进行电压采集。

5.根据权利要求1所述的一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测装置，其特征在于：

所述中央处理模块内设有励磁阻抗计算单元、二次侧绕组阻抗计算单元和负载阻抗计算单元；

所述励磁阻抗计算单元根据中央处理模块得到的励磁改变回路串接至绕组回路时的励磁条件改变数据，第一电压采集模块和第二电压采集模块分别在特征节点两侧采集到的电压信号计算励磁阻抗；

所述二次侧绕组阻抗计算单元根据中央处理模块得到的电流注入回路串接至绕组回路时的注入电流信号，第一电压采集模块和第二电压采集模块中接近二次侧绕组的模块采集的特征节点一侧的电压信号计算二次侧绕组回路阻抗；

所述负载阻抗计算单元根据中央处理模块得到的电流注入回路串接至绕组回路时的注入电流信号，第一电压采集模块和第二电压采集模块中远离二次侧绕组的模块采集的特征节点另一侧的电压信号计算负载阻抗。

6.一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在二次侧绕组回路中串接一可变阻抗模块，改变二次侧绕组回路的负载阻抗以改变励磁条件，并采集当前二次侧绕组回路的电流为励磁电流信号；

在二次侧绕组回路中可变阻抗模块的两侧并联两电压采集模块以采集当前二次侧绕组回路两侧的第一电压信号和第二电压信号；

根据所述励磁电流信号、第一电压信号和第二电压信号计算互感器励磁阻抗；

解除可变阻抗模块与二次侧绕组回路的连接，并在原位置串接一注入电流信号模块，利用注入电流信号模块向二次侧绕组回路注入电流，采集注入电流信号以及当前二次侧绕组回路两侧的第三电压信号和第四电压信号；

根据所述注入电流信号、第三电压信号和第四电压信号计算二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗；

根据所述励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差。

7.根据权利要求6所述的一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测方法，其特征在于，所述根据所述励磁电流信号、第一电压信号和第二电压信号计算互感器励磁阻抗的方法具体为：

根据第一电压信号、第二电压信号和励磁电流信号绘制电压-励磁电流曲线；

根据改变的负载阻抗的值以及励磁电流信号绘制阻抗-励磁电流曲线；

根据电压-励磁电流曲线以及阻抗-励磁电流曲线得到励磁特性曲线，根据励磁特性曲线计算当前工况的励磁阻抗。

8.根据权利要求6所述的一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测方法，其特征在于：

所述注入电流信号模块通过高频线圈向二次绕组注入预设频率的电流；对高频线圈一次侧的电流进行检测以获取所述注入电流信号；

所述电压采集模块为选频电压采集识别模块，通过两选频电压采集识别模块分别采集预设频率的电流在二次绕组负载侧产生的对应频率的第三电压信号，以及预设频率的电流在二次绕组回路侧产生的对应频率的第四电压信号。

9.根据权利要求8所述的一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测方法，其特征在于，所述根据所述注入电流信号、第三电压信号和第四电压信号计算二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗的方法具体为：

根据所述注入电流信号、第三电压信号计算所述负载阻抗；

根据所述注入电流信号、第四电压信号计算所述二次侧绕组回路阻抗。

10.根据权利要求6所述的一种多通道互感器二次绕组误差不停电检测方法，其特征在于，所述根据所述励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差的方法具体为：

确定互感器的型号为电压互感器或电流互感器；

确定电压互感器和电流互感器的T型等效电路模型；

根据互感器对应型号T型等效电路模型，以及励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗计算互感器误差：

对于电压互感器，其互感器误差为：

互感器比差为：

互感器角差为：

对于电流互感器，其感器误差为：

互感器比差为：

互感器角差为：

其中，Z₁为一次绕组折算到二次侧的等效阻抗，Z’_m为励磁阻抗折算到二次侧的等效阻抗，Z₂为二次侧绕组回路阻抗，Z_L为负载阻抗；ε为互感器误差，f为互感器比差，δ为互感器角差，ψ为互感器损耗角，根据励磁阻抗、二次侧绕组回路阻抗和负载阻抗查阅互感器的磁化曲线得到；α为互感器二次绕组回路阻抗角。

Images