[發(fā)明專利]一種電流互感器抗直流性能檢測裝置及方法

在審

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• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106842097A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 劉見;靳紹平;李東江;李敏;王潯;王英;楊愛超;吳宇;唐新宇;李欣;聶方明
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 吳稱生

技術領域

本發(fā)明涉及一種電流互感器抗直流性能檢測裝置及方法，屬電流互感器檢測技術領域。

背景技術

隨著非線性負荷應用越來越普遍，負荷電流含直流分量也越來越多，并且高壓直流輸電也使電力線路含有直流分量，負荷電流直流分量使電流互感器鐵芯磁飽和，導致鐵芯的等效導磁率減小，誤差將顯著地向負值反向偏移，影響電能計量的準確性，為此需要檢測直流分量影響下電流互感器誤差特性，稱該檢測項目為抗直流性能檢測，抗直流性能主要檢測方法是在疊加直流分量工頻交流電流下檢測電流互感器的誤差，有文獻提出交流電流回路和直流電流回路獨自穿過電流互感器形成等效的含直流分量工頻電流檢測電流互感器抗直流性能，但這種方法不適用于非穿心式電流互感器抗直流性能檢測；利用任意波形發(fā)生裝置可產生單匝含直流分量工頻交流電流，但產生的電流大小有限，無法滿足額定電流較大的電流互感器抗直流性能檢測，針對以上問題，研究一種適用于所有互感器類型的大電流電流互感器抗直流性能檢測方法對改變上述局面，具有現實意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是，為了解決電流互感器抗直流性能檢測過程中單匝含直流分量工頻大電流發(fā)生的問題，目前采用的半波電流檢測方法，其波形所含直流分量很難進行定量分析，導致檢測結果局限性很大，為了克服這個問題，本發(fā)明提供了一種基于比例直流疊加法的電流互感器抗直流性能檢測方法，并提供了對應的電流互感器抗直流性能檢測裝置。

為了實現上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種電流互感器抗直流性能檢測裝置，包括調壓器、升流器、無感電容、電抗器、直流電流發(fā)生器、標準電流互感器、數字式互感器校驗儀、電流負荷箱，調壓器的輸出端接升流器的輸入端，升流器輸出端與無感電容串聯構成交流電流支路，直流電流發(fā)生器電流輸出端與電抗器串聯構成直流電流支路，交流電流支路與直流電流支路并聯后形成交直流電流接入被檢電流互感器的一次側，標準電流互感器一次側串入交流電流支路，被檢電流互感器的二次側與電流負荷箱串聯后接入數字式互感器校驗儀的被檢電流互感器電流輸入端，標準電流互感器的二次側接數字式互感器校驗儀的標準電流互感器電流輸入端。

作為優(yōu)選，所述數字式互感器校驗儀由標準電流采樣通道、被檢電流采樣通道、信號處理模塊和上位機構成，標準電流采樣通道包括精密電流互感器、I/V變換器、信號調理電路I、AD采樣模塊，精密電流互感器連接標準電流互感器，精密電流互感器連接I/V變換器，I/V變換器連接信號調理電路I，信號調理電路I連接AD采樣模塊，被檢電流通道包括交直流零磁通電流互感器或者霍爾傳感器、信號調理電路II、AD采樣模塊，交直流零磁通電流互感器或者霍爾傳感器連接被檢電流互感器，交直流零磁通電流互感器或者霍爾傳感器連接信號調理電路II，信號調理電路II連接AD采樣模塊，AD采樣模塊連接信號處理模塊，信號處理模塊連接上位機。信號處理模塊的功能是同步采集標準電流互感器和被檢電流互感器二次側電流信號，根據設置的被檢電流互感器、標準電流互感器變比將采樣數據還原成一次側電流值，并打包發(fā)送至上位機，上位機負責對采樣數據進行分析，計算出誤差結果，并顯示檢測結果。

作為優(yōu)選，標準電流采樣通道、被檢電流采樣通道共用AD采樣模塊的一塊AD采樣芯片，可以做到更準確的同步采樣。

本發(fā)明提供了一種電流互感器抗直流性能檢測方法，基于前述的電流互感器抗直流性能檢測裝置，通過調節(jié)直流電流與交流電流大小可調節(jié)交直流電流中直流電流的比重，以檢測與評價不同比重直流分量下被檢電流互感器的抗直流性能。

本發(fā)明利用無感電容隔離直流電流，短路交流電流，以防止直流電流串入升流器，使升流器磁芯飽和，造成升流器輸出電流波形畸變；利用電抗器增加直流電流支路的交流電抗，使交流大電流不串入直流電流源，造成直流電流源損壞，同時保證不增加直流電流回路電抗。

作為優(yōu)選，數字式互感器校驗儀包括標準電流采樣通道、被檢電流采樣通道，抗直流性能是指標準電流采樣通道采樣值與被檢標準電流采樣通道采樣值工頻分量之間的比差和相位差。

作為優(yōu)選，由于非同步采樣會影響檢測準確性，通過增加采樣周期和采樣點數可減小非同步采樣的影響，結合準同步DFT算法即可準確計算出被檢電流采樣通道和標準電流采樣通道電流的幅值和相位，因此上位機接受到信號處理模塊發(fā)送的采樣值數據后，采用準同步DFT算法計算出被檢電流采樣通道和標準電流采樣通道電流的幅值和相位，然后據此計算出電流互感器抗直流相位差和比差，具體計算過程如下：

標準電流采樣通道電流幅值相位計算：