CN117554880A - 一种计量用高压互感器二次回路故障检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种计量用高压互感器二次回路故障检测方法和装置，当高压互感器二次回路出现畸变波形时，采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度，对高压互感器的振动幅度进行监测，以及获取高频电压信号下的二次电流进、出线回路阻抗值；根据所采集的各类温度与对应的温度正常范围的比较结果，区分高压互感器故障还是电力系统故障，以及确定高压互感器故障类型；根据振动幅度与设定的振幅阈值的比较结果，判断高压互感器是否存在安装故障；根据阻抗值与设定的阈值的比较结果，判断高压互感器二次回路是否存在故障。多种检测技术融合，更为全面地智能检测高压互感器二次回路接地故障，以及潜伏性的二次回路短路或接地故障。
Description
技术领域
本发明涉及互感器技术领域，具体而言，涉及一种计量用高压互感器二次回路故障检测方法和装置。
背景技术
高压电流互感器运行状态优劣，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电保护、自动装置的可靠性，对电力系统安全运行影响极大。
现有的检测互感器连接故障时，通过肉眼观察或用万用表测量连接测试的方式，此种方式只能通过定期维护或巡检来排查故障，费时费力，并且出现故障不能及时发现，有效性较差。此外，如何在不需要和用户进行协商、停电检查的情况下判断是否是计量电流回路存在接地故障，实现工作专业度和效率的提升，是亟需深入研究的问题。
传统人工通过肉眼观察或用万用表测量连接测试的方式只能通过定期维护或巡检来排查故障，费时费力，并且出现故障不能及时发现，有效性较差。现有技术1(CN108627793B)“基于波形反演的电子式电流互感器故障识别方法”提出对电子式电流互感器的输入端输入瞬时电流突变量，并对电子式电流互感器输出端的输出波形进行采样；利用输出波形是否畸变，判断是否存在非电子式电流互感器故障以外的系统故障；输出波形畸变时，对输出波形进行先微分再积分的反演运算，反演失败时，确定电子式电流互感器存在故障。现有技术1根据反演的波形特征准确定位其故障点，为电子式电流互感器的可靠性研究以及数字化继电保护对于电子式互感器的适用性提供技术支撑。然而，现有技术1只能确定电流互感器是否发生故障，无法进一步判断故障的类型，无法为后续检修提供准确参考建议。同时，现有技术中并未将多种技术手段进行有机的融合，形成完整的相互支撑的故障检测方法，同时检测方法也相对传统，难以检测出微小的潜伏性故障。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种高压互感器二次回路接地故障检测方法和装置，对高压互感器二次回路接地的故障类型进行检测。
本发明采用如下的技术方案。
本发明提出了一种计量用高压互感器二次回路故障检测方法，包括：
步骤1，当高压互感器二次回路出现畸变波形时，采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度，对高压互感器的振动幅度进行监测，以及获取高频电压信号下的二次电流进、出线回路阻抗值；
步骤2，根据所采集的各类温度与对应的温度正常范围的比较结果，区分高压互感器故障还是电力系统故障，以及确定高压互感器故障类型；根据振动幅度与设定的振幅阈值的比较结果，判断高压互感器是否存在安装故障；根据阻抗值与设定的阈值的比较结果，判断高压互感器二次回路是否存在故障。
优选地，步骤1中，对高压互感器二次回路的电压、电流波形进行采样，监听电压、电流波形的畸变事件；
采集畸变事件前后设定间隔内的畸变波形，采用广义多项式插值法对所采集的畸变波形进行二次采样，以获得待反演的畸变波形；
对待反演的畸变波形进行反演运算得到反演波形，反演波形与正常波形相比出现失真时，则判定高压互感器存在故障，采集相关的温度、监测振动幅度以及获取对应的阻抗值；
反演波形与正常波形相比出现未失真时，则判定高压互感器存在信号干扰。
优选地，反演运算包括先微分运算再积分运算；
其中，微分运算公式为：
式中，
e(t)为高压互感器的输出电压、电流，
ip(t)为穿过线圈的一次电流函数，
M＝μ0·N·A，μ0为真空导磁率，N为线圈的匝数密度，A为线圈的单匝面积；
积分运算公式为：
式中，
H(s)为有损积分器的S域传输函数，
R1为输入端电阻，
R2为有损衰减电阻，
C为积分电容，
s为复变量。
优选地，步骤2中，采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度；
若本体温度和进线母线温度均处于设定的温度正常范围内、且二次侧出线接头温度不在设定的温度正常范围内，则判定为高压互感器二次侧出线接头故障；
若进线母线温度处于设定的温度正常范围内、且本体温度和二次侧出线接头温度不在设定的温度正常范围内，则判定为高压互感器内部故障；
若进线母线温度不在设定的温度正常范围内，则判定为电力系统故障。
优选地，设定的温度正常范围为[T-Δt,T+Δt]，其中Δt为设定的温度偏差，取值为10℃，T为参考温度，满足如下关系式：
T＝Te+k×I
式中，Te为环境温度，k为大于0的常数，I为负载电流。
优选地，步骤2中，对高压互感器的振动幅度进行监测，采集高压互感器的本体振幅和安装座振幅，若本体振幅和安装座振幅的差值超过设定的振幅阈值，则判定高压互感器存在安装故障。
优选地，设定的振幅阈值的取值范围为大于等于0.05mm且小于等于0.10mm。
优选地，步骤2中，在互感器二次出线端口至电表进线端口之间的线路上施加5kHz的高频电压信号，计算二次电流进、出线回路阻抗值；将计算得到的阻抗值与利用互感器额定参数计算得到的阻抗额定值进行比较，若阻抗值与阻抗额定值的偏差大于设定的阈值，则判定高压互感器二次回路存在接地或短路故障。
优选地，设定的阈值为阻抗额定值的5％。
本发明还提出了一种计量用高压互感器二次回路故障检测装置，包括：主控单元，波形采样单元，温度采集单元，振动采集单元，高频信号发生单元，高频阻抗测量单元；
主控单元，用于从波形采样单元获取高压互感器二次回路的电压、电流波形进行采样，监听电压、电流波形的畸变事件；当高压互感器二次回路出现畸变波形时，控制温度采集单元采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度，控制振动采集单元对高压互感器的振动幅度进行监测，控制高频信号发生单元在互感器二次出线端口至电表进线端口之间的线路上施加5kHz的高频电压信号，控制高频电流信号测量单元计算二次电流进、出线回路阻抗值；
主控单元，还用于根据所采集的各类温度与对应的温度正常范围的比较结果，区分高压互感器故障还是电力系统故障，以及确定高压互感器故障类型；根据振动幅度与设定的振幅阈值的比较结果，判断高压互感器是否存在安装故障；根据阻抗值与设定的阈值的比较结果，判断高压互感器二次回路是否存在故障。
优选地，装置还包括：报警单元，存储单元；
报警单元，用于根据主控单元输出的故障类型进行相应报警；
存储单元，用于存储采集数据和处理结果。
优选地，波形采样单元的输入端与开路检测单元的输入端连接，开路检测单元的输入端与高压互感器的二次输出端连接；
温度采集单元的输入端分别与高压互感器本体、高压互感器二次侧出线的接头和高压互感器进线的母线连接；
振动采集单元的输入端分别与高压互感器的本体和安装座连接；
高频阻抗测量单元的输入端分别与二次电流进、出线回路连接；
开路检测单元、温度采集单元、振动采集单元以及高频阻抗测量单元的输出端通过或门逻辑电路与主控单元连接。
优选地，开路检测单元包括依次串联的第一可调电阻、第二可调电阻、分压电阻和第一运算放大器，第一可调电阻的一端与高压互感器的二次输出端连接，第一可调电阻的另一端与第二可调电阻的一端和分压电阻的一端连接，第二可调电阻的另一端接地，分压电阻的另一端与第一运算放大器的反向输入端连接，第一运算放大器的同向输入端输入与高压互感器二次输出信号方向相反的工频信号；
第一运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
优选地，温度采集单元包括依次串联的温度传感器、第一数模转换器和第二运算放大器；
温度传感器的数量为多个，各温度传感器分别安装在高压互感器本体、高压互感器二次侧出线的接头和高压互感器进线的母线上，各温度传感器的输出端均与第一数模转换器连接，第一数模转换器的输出端与第二运算放大器的反向输入端相连，第二运算放大器的同向输入端输入温度正常范围；
第二运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
优选地，振动采集单元包括依次串联的振动传感器、第二数模转换器和第三运算放大器；
振动传感器的数量为多个，各振动传感器分别安装在高压互感器的本体和安装座上，各振动传感器的输出端均与第二数模转换器连接，第二数模转换器输出端与第三运算放大器的反向输入端相连，第三运算放大器的同向输入端输入设定的振幅阈值；
第三运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
优选地，高频阻抗测量单元包括：高频阻抗发生回路、第三数模转换器以及第四运算放大器；
高频阻抗发生回路包括高频信号发生器、钳形电流互感器、信号调理器以及高通滤波器；高频信号发生器，用于在电流进、出线回路之间施加高频电压信号；钳形电流互感器，用于测量二次回路电流；信号调理器，用于滤除混合电流信号中的低频信号；信号调理器的输入端通过模拟信号线与钳形电流互感器的二次绕组连接，信号调理器的输出端通过模拟信号线与高通滤波器的输入端连接；
高通滤波器的输出端通过差分模拟信号线与第三数模转换器的输入端连接；第三数模转换器的输出端与第四运算放大器的反向输入端相连，第四运算放大器的同向输入端输入设定的阈值；
第四运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，重点考虑了多种检测技术的融合，同时提出的高频信号检测方法有利于检测出潜伏性的二次回路短路或接地故障，技术融合后可以更为全面地智能检测高压互感器二次回路接地故障。
附图说明
图1是本发明提出的一种计量用高压互感器二次回路故障检测方法的流程图；
图2是本发明提出的一种计量用高压互感器二次回路故障检测中高压互感器二次回路故障检测装置的结构图；
图2中的附图说明如下：
R1-第一可调电阻，R2-第二可调电阻，R3-分压电阻，
U1-第一运算放大器，U2-第二运算放大器，U3-第三运算放大器，U4-第四运算放大器，
Y1-或门逻辑电路，D/A-数模转换器，A/D-模数转换器，T1-温度传感器，C1-振动传感器，I1-高频阻抗发生回路。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
本发明提出了一种计量用高压互感器二次回路故障检测方法，如图1所示，包括：
步骤1，当高压互感器二次回路出现畸变波形时，采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度，对高压互感器的振动幅度进行监测，以及获取高频电压信号下的二次电流进、出线回路阻抗值；
具体地，步骤1中，对高压互感器二次回路的电压、电流波形进行采样，监听电压、电流波形的畸变事件；
采集畸变事件前后设定间隔内的畸变波形，采用广义多项式插值法对所采集的畸变波形进行二次采样，以获得待反演的畸变波形；
对待反演的畸变波形进行反演运算得到反演波形，反演波形与正常波形相比出现失真时，则判定高压互感器存在故障，采集相关的温度、监测振动幅度以及获取对应的阻抗值；
反演波形与正常波形相比出现未失真时，则判定高压互感器存在信号干扰。
具体地，反演运算包括先微分运算再积分运算；
其中，微分运算公式为：
式中，
e(t)为高压互感器的输出电压、电流，
ip(t)为穿过线圈的一次电流函数，
M＝μ0·N·A，μ0为真空导磁率，N为线圈的匝数密度，A为线圈的单匝面积；
积分运算公式为：
式中，
H(s)为有损积分器的S域传输函数，
R1为输入端电阻，
R2为有损衰减电阻，
C为积分电容，
s为复变量。
通过对畸变波形的二次采样以提取能够反映畸变特征的数据，排除错误数据的干扰，再通过反演运算来平滑曲线，从而使得畸变特征更加突出，提高故障检测的灵敏度。
步骤2，根据所采集的各类温度与对应的温度正常范围的比较结果，区分高压互感器故障还是电力系统故障，以及确定高压互感器故障类型；根据振动幅度与设定的振幅阈值的比较结果，判断高压互感器是否存在安装故障；根据阻抗值与设定的阈值的比较结果，判断高压互感器二次回路是否存在故障。
具体地，步骤2中，采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度；
若本体温度和进线母线温度均处于设定的温度正常范围内、且二次侧出线接头温度不在设定的温度正常范围内，则判定为高压互感器二次侧出线接头故障；
若进线母线温度处于设定的温度正常范围内、且本体温度和二次侧出线接头温度不在设定的温度正常范围内，则判定为高压互感器内部故障；
若进线母线温度不在设定的温度正常范围内，则判定为电力系统故障。
优选地，设定的温度正常范围为[T-Δt,T+Δt]，其中Δt为设定的温度偏差，取值为10℃，T为参考温度，满足如下关系式：
T＝Te+k×I
式中，Te为环境温度，k为大于0的常数，I为负载电流。
在实际工程中，温度正常范围根据环境温度，按照规程规范以及厂家对设备运行温度的建议值进行设定。
具体地，步骤2中，对高压互感器的振动幅度进行监测，采集高压互感器的本体振幅和安装座振幅，若本体振幅和安装座振幅的差值超过设定的振幅阈值，则判定高压互感器存在安装故障。
具体地，设定的振幅阈值的取值范围为大于等于0.05mm且小于等于0.10mm。
优选地，步骤2中，在互感器二次出线端口至电表进线端口之间的线路上施加5kHz的高频电压信号，计算二次电流进、出线回路阻抗值；将计算得到的阻抗值与利用互感器额定参数计算得到的阻抗额定值进行比较，若阻抗值与阻抗额定值的偏差大于设定的阈值，则判定高压互感器二次回路存在接地或短路故障。
具体地，设定的阈值为阻抗额定值的5％。
本发明通过反演波形与最终输出波形进行比较，根据两者的失真度，判别畸变波形是由于外部信号干扰还是高压互感器自身故障引起的，避免由于外部信号干扰的影响造成错判。在通过畸变波形初步判定设备存在故障后，进一步采用多个温度传感器分别对高压互感器本体、高压互感器二次侧出线的接头、高压互感器进线的母线进行监测，排除电力系统运行负荷对高压互感器运行的温度影响，提高互感器故障的诊断精度；并行采用多个振动传感器分别对高压互感器的本体和安装座进行监测，通过两者振幅的差值判断高压互感器是否发生安装松动，避免剧烈振动使互感器产生损坏；同时，采用对电流回路施加高频信号的方式，比较输入高频电流与流经电表的高频电流实现对回路是否存在故障的带电检测。
尤其是在二次回路施加高频电压信号，计算二次回路的阻抗值，能够直观的发现互感器的二次回路的故障，并且可以根据计算得到的阻抗值的大小来区分是接地故障还是短路故障，使得故障检测结果更加直观可靠。
本发明提出的方法，针对实际工程中高压互感器故障的非单一性，对温度、振幅以及高频阻抗的检测同时开展，以便更全面的排查出各种故障，提高系统运行可靠性。
本发明还提出了一种计量用高压互感器二次回路故障检测装置，如图2所示，包括：主控单元，波形采样单元，温度采集单元，振动采集单元，高频信号发生单元，高频阻抗测量单元；
主控单元，用于从波形采样单元获取高压互感器二次回路的电压、电流波形进行采样，监听电压、电流波形的畸变事件；当高压互感器二次回路出现畸变波形时，控制温度采集单元采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度，控制振动采集单元对高压互感器的振动幅度进行监测，控制高频信号发生单元在互感器二次出线端口至电表进线端口之间的线路上施加5kHz的高频电压信号，控制高频电流信号测量单元计算二次电流进、出线回路阻抗值；
主控单元，还用于根据所采集的各类温度与对应的温度正常范围的比较结果，区分高压互感器故障还是电力系统故障，以及确定高压互感器故障类型；根据振动幅度与设定的振幅阈值的比较结果，判断高压互感器是否存在安装故障；根据阻抗值与设定的阈值的比较结果，判断高压互感器二次回路是否存在故障。
优选地，装置还包括：报警单元，存储单元、显示单元以及通信单元；
报警单元，用于根据主控单元输出的故障类型进行相应报警；
存储单元，用于存储采集数据和处理结果。
优选地，波形采样单元的输入端与开路检测单元的输入端连接，开路检测单元的输入端与高压互感器的二次输出端连接；
温度采集单元的输入端分别与高压互感器本体、高压互感器二次侧出线的接头和高压互感器进线的母线连接；
振动采集单元的输入端分别与高压互感器的本体和安装座连接；
高频阻抗测量单元的输入端分别与二次电流进、出线回路连接；
开路检测单元、温度采集单元、振动采集单元以及高频阻抗测量单元的输出端通过或门逻辑电路Y1与主控单元连接。
进一步，或门逻辑电路通过模数转换器与主控单元连接。
优选地，开路检测单元包括依次串联的第一可调电阻R1、第二可调电阻R2、分压电阻R3和第一运算放大器U1，第一可调电阻的一端与高压互感器的二次输出端连接，第一可调电阻的另一端与第二可调电阻的一端和分压电阻的一端连接，第二可调电阻的另一端接地，分压电阻的另一端与第一运算放大器的反向输入端连接，第一运算放大器的同向输入端输入与高压互感器二次输出信号方向相反的工频信号V0；
第一运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
优选地，温度采集单元包括依次串联的温度传感器T1、第一数模转换器D/A和第二运算放大器U2；
温度传感器的数量为多个，各温度传感器分别安装在高压互感器本体、高压互感器二次侧出线的接头和高压互感器进线的母线上，各温度传感器的输出端均与第一数模转换器连接，第一数模转换器的输出端与第二运算放大器的反向输入端相连，第二运算放大器的同向输入端输入温度正常范围V1；
第二运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
优选地，振动采集单元包括依次串联的振动传感器C1、第二数模转换器D/A和第三运算放大器U3；
振动传感器的数量为多个，各振动传感器分别安装在高压互感器的本体和安装座上，各振动传感器的输出端均与第二数模转换器连接，第二数模转换器输出端与第三运算放大器的反向输入端相连，第三运算放大器的同向输入端输入设定的振幅阈值；
第三运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
优选地，高频阻抗测量单元包括：高频阻抗发生回路I1、第三数模转换器D/A以及第四运算放大器U4；
高频阻抗发生回路包括高频信号发生器、钳形电流互感器、信号调理器以及高通滤波器；高频信号发生器，用于在电流进、出线回路之间施加高频电压信号；钳形电流互感器，用于测量二次回路电流；信号调理器，用于滤除混合电流信号中的低频信号；信号调理器的输入端通过模拟信号线与钳形电流互感器的二次绕组连接，信号调理器的输出端通过模拟信号线与高通滤波器的输入端连接；
高通滤波器的输出端通过差分模拟信号线与第三数模转换器的输入端连接；第三数模转换器的输出端与第四运算放大器的反向输入端相连，第四运算放大器的同向输入端输入设定的阈值；
第四运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
实施例中，ARM主控处理器的输出端与显示模块相连、输入端与操作键盘相连，ARM处理器通过SPI总线与DDS频率合成器连接，控制高频电压信号产生部分，通过AD转换器与DSP信号处理器连接，ARM主控处理器根据AD转换数据计算得到互感器二次回路阻抗等相关参数，通过测量到的参数可判断被检测电流互感器二次回路是否有接地或短接故障、显示模块、操作键盘。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，当高压互感器二次回路出现畸变波形时，采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度，对高压互感器的振动幅度进行监测，以及获取高频电压信号下的二次电流进、出线回路阻抗值；
步骤2，根据所采集的各类温度与对应的温度正常范围的比较结果，区分高压互感器故障还是电力系统故障，以及确定高压互感器故障类型；根据振动幅度与设定的振幅阈值的比较结果，判断高压互感器是否存在安装故障；根据阻抗值与设定的阈值的比较结果，判断高压互感器二次回路是否存在故障。
2.根据权利要求1所述的计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，
步骤1中，对高压互感器二次回路的电压、电流波形进行采样，监听电压、电流波形的畸变事件；
采集畸变事件前后设定间隔内的畸变波形，采用广义多项式插值法对所采集的畸变波形进行二次采样，以获得待反演的畸变波形；
对待反演的畸变波形进行反演运算得到反演波形，反演波形与正常波形相比出现失真时，则判定高压互感器存在故障，采集相关的温度、监测振动幅度以及获取对应的阻抗值；
反演波形与正常波形相比出现未失真时，则判定高压互感器存在信号干扰。
3.根据权利要求2所述的计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，
反演运算包括先微分运算再积分运算；
其中，微分运算公式为：
式中，
e(t)为高压互感器的输出电压、电流，
ip(t)为穿过线圈的一次电流函数，
M＝μ0·N·A，μ0为真空导磁率，N为线圈的匝数密度，A为线圈的单匝面积；
积分运算公式为：
式中，
H(s)为有损积分器的S域传输函数，
R1为输入端电阻，
R2为有损衰减电阻，
C为积分电容，
s为复变量。
4.根据权利要求2所述的计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，
步骤2中，采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度；
若本体温度和进线母线温度均处于设定的温度正常范围内、且二次侧出线接头温度不在设定的温度正常范围内，则判定为高压互感器二次侧出线接头故障；
若进线母线温度处于设定的温度正常范围内、且本体温度和二次侧出线接头温度不在设定的温度正常范围内，则判定为高压互感器内部故障；
若进线母线温度不在设定的温度正常范围内，则判定为电力系统故障。
5.根据权利要求4所述的计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，
设定的温度正常范围为[T-Δt,T+Δt]，其中Δt为设定的温度偏差，取值为10℃，T为参考温度，满足如下关系式：
T＝Te+k×I
式中，Te为环境温度，k为大于0的常数，I为负载电流。
6.根据权利要求2所述的计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，
步骤2中，对高压互感器的振动幅度进行监测，采集高压互感器的本体振幅和安装座振幅，若本体振幅和安装座振幅的差值超过设定的振幅阈值，则判定高压互感器存在安装故障。
7.根据权利要求6所述的计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，
设定的振幅阈值的取值范围为大于等于0.05mm且小于等于0.10mm。
8.根据权利要求2所述的计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，
步骤2中，在互感器二次出线端口至电表进线端口之间的线路上施加5kHz的高频电压信号，计算二次电流进、出线回路阻抗值；将计算得到的阻抗值与利用互感器额定参数计算得到的阻抗额定值进行比较，若阻抗值与阻抗额定值的偏差大于设定的阈值，则判定高压互感器二次回路存在接地或短路故障。
9.根据权利要求8所述的计量用高压互感器二次回路故障检测方法，其特征在于，
设定的阈值为阻抗额定值的5％。
10.一种计量用高压互感器二次回路故障检测装置，实现权利要求1至9任一项所述方法，包括：主控单元，波形采样单元，温度采集单元，振动采集单元，高频信号发生单元，高频阻抗测量单元；其特征在于，
主控单元，用于从波形采样单元获取高压互感器二次回路的电压、电流波形进行采样，监听电压、电流波形的畸变事件；当高压互感器二次回路出现畸变波形时，控制温度采集单元采集高压互感器的本体温度、二次侧出线接头温度、进线母线温度，控制振动采集单元对高压互感器的振动幅度进行监测，控制高频信号发生单元在互感器二次出线端口至电表进线端口之间的线路上施加5kHz的高频电压信号，控制高频电流信号测量单元计算二次电流进、出线回路阻抗值；
主控单元，还用于根据所采集的各类温度与对应的温度正常范围的比较结果，区分高压互感器故障还是电力系统故障，以及确定高压互感器故障类型；根据振动幅度与设定的振幅阈值的比较结果，判断高压互感器是否存在安装故障；根据阻抗值与设定的阈值的比较结果，判断高压互感器二次回路是否存在故障。
11.根据权利要求10所述的计量用高压互感器二次回路故障检测装置，其特征在于，
装置还包括：报警单元，存储单元；
报警单元，用于根据主控单元输出的故障类型进行相应报警；
存储单元，用于存储采集数据和处理结果。
12.根据权利要求10所述的计量用高压互感器二次回路故障检测装置，其特征在于，
波形采样单元的输入端与开路检测单元的输入端连接，开路检测单元的输入端与高压互感器的二次输出端连接；
温度采集单元的输入端分别与高压互感器本体、高压互感器二次侧出线的接头和高压互感器进线的母线连接；
振动采集单元的输入端分别与高压互感器的本体和安装座连接；
高频阻抗测量单元的输入端分别与二次电流进、出线回路连接；
开路检测单元、温度采集单元、振动采集单元以及高频阻抗测量单元的输出端通过或门逻辑电路与主控单元连接。
13.根据权利要求12所述的计量用高压互感器二次回路故障检测装置，其特征在于，
开路检测单元包括依次串联的第一可调电阻、第二可调电阻、分压电阻和第一运算放大器，第一可调电阻的一端与高压互感器的二次输出端连接，第一可调电阻的另一端与第二可调电阻的一端和分压电阻的一端连接，第二可调电阻的另一端接地，分压电阻的另一端与第一运算放大器的反向输入端连接，第一运算放大器的同向输入端输入与高压互感器二次输出信号方向相反的工频信号；
第一运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
14.根据权利要求12所述的计量用高压互感器二次回路故障检测装置，其特征在于，
温度采集单元包括依次串联的温度传感器、第一数模转换器和第二运算放大器；
温度传感器的数量为多个，各温度传感器分别安装在高压互感器本体、高压互感器二次侧出线的接头和高压互感器进线的母线上，各温度传感器的输出端均与第一数模转换器连接，第一数模转换器的输出端与第二运算放大器的反向输入端相连，第二运算放大器的同向输入端输入温度正常范围；
第二运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
15.根据权利要求12所述的计量用高压互感器二次回路故障检测装置，其特征在于，
振动采集单元包括依次串联的振动传感器、第二数模转换器和第三运算放大器；
振动传感器的数量为多个，各振动传感器分别安装在高压互感器的本体和安装座上，各振动传感器的输出端均与第二数模转换器连接，第二数模转换器输出端与第三运算放大器的反向输入端相连，第三运算放大器的同向输入端输入设定的振幅阈值；
第三运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
16.根据权利要求12所述的计量用高压互感器二次回路故障检测装置，其特征在于，
高频阻抗测量单元包括：高频阻抗发生回路、第三数模转换器以及第四运算放大器；
高频阻抗发生回路包括高频信号发生器、钳形电流互感器、信号调理器以及高通滤波器；高频信号发生器，用于在电流进、出线回路之间施加高频电压信号；钳形电流互感器，用于测量二次回路电流；信号调理器，用于滤除混合电流信号中的低频信号；信号调理器的输入端通过模拟信号线与钳形电流互感器的二次绕组连接，信号调理器的输出端通过模拟信号线与高通滤波器的输入端连接；
高通滤波器的输出端通过差分模拟信号线与第三数模转换器的输入端连接；第三数模转换器的输出端与第四运算放大器的反向输入端相连，第四运算放大器的同向输入端输入设定的阈值；
第四运算放大器的输出端与或门逻辑电路连接。
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- 2023-11-22 CN CN202311572678.2A patent/CN117554880A/zh active Pending
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| CN117767577B (zh) * | 2024-02-22 | 2024-05-24 | 大连华亿电力电器有限公司 | 一种基于电流、电压测量的电力故障监控系统 |
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