一种电流互感器抗直流性能检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电流互感器抗直流性能检测装置及方法，升流器输出端与无感电容串联构成交流电流支路，直流电流发生器电流输出端与电抗器串联构成直流电流支路，交流电流支路与直流电流支路并联后形成交直流电流接入被检电流互感器的一次侧，标准电流互感器一次侧串入交流电流支路，被检电流互感器的二次侧与电流负荷箱串联后接入数字式互感器校验仪的被检电流互感器电流输入端，标准电流互感器的二次侧接数字式互感器校验仪的标准电流互感器电流输入端，通过调节直流电流与交流电流大小可调节交直流电流中直流电流的比重，以检测与评价不同比重直流分量下被检电流互感器的抗直流性能。本发明专利技术解决了非穿心式及大电流互感器检测问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电流互感器抗直流性能检测装置及方法
本专利技术涉及一种电流互感器抗直流性能检测装置及方法，属电流互感器检测

技术介绍
随着非线性负荷应用越来越普遍，负荷电流含直流分量也越来越多，并且高压直流输电也使电力线路含有直流分量，负荷电流直流分量使电流互感器铁芯磁饱和，导致铁芯的等效导磁率减小，误差将显著地向负值反向偏移，影响电能计量的准确性，为此需要检测直流分量影响下电流互感器误差特性，称该检测项目为抗直流性能检测，抗直流性能主要检测方法是在叠加直流分量工频交流电流下检测电流互感器的误差，有文献提出交流电流回路和直流电流回路独自穿过电流互感器形成等效的含直流分量工频电流检测电流互感器抗直流性能，但这种方法不适用于非穿心式电流互感器抗直流性能检测；利用任意波形发生装置可产生单匝含直流分量工频交流电流，但产生的电流大小有限，无法满足额定电流较大的电流互感器抗直流性能检测，针对以上问题，研究一种适用于所有互感器类型的大电流电流互感器抗直流性能检测方法对改变上述局面，具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为了解决电流互感器抗直流性能检测过程中单匝含直流分量工频大电流发生的问题，目前采用的半波电流检测方法，其波形所含直流分量很难进行定量分析，导致检测结果局限性很大，为了克服这个问题，本专利技术提供了一种基于比例直流叠加法的电流互感器抗直流性能检测方法，并提供了对应的电流互感器抗直流性能检测装置。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种电流互感器抗直流性能检测装置，包括调压器、升流器、无感电容、电抗器、直流电流发生器、标准电流互感器、数字式互感器校验仪、电流负荷箱，调压器的输出端接升流器的输入端，升流器输出端与无感电容串联构成交流电流支路，直流电流发生器电流输出端与电抗器串联构成直流电流支路，交流电流支路与直流电流支路并联后形成交直流电流接入被检电流互感器的一次侧，标准电流互感器一次侧串入交流电流支路，被检电流互感器的二次侧与电流负荷箱串联后接入数字式互感器校验仪的被检电流互感器电流输入端，标准电流互感器的二次侧接数字式互感器校验仪的标准电流互感器电流输入端。作为优选，所述数字式互感器校验仪由标准电流采样通道、被检电流采样通道、信号处理模块和上位机构成，标准电流采样通道包括精密电流互感器、I/V变换器、信号调理电路I、AD采样模块，精密电流互感器连接标准电流互感器，精密电流互感器连接I/V变换器，I/V变换器连接信号调理电路I，信号调理电路I连接AD采样模块，被检电流通道包括交直流零磁通电流互感器或者霍尔传感器、信号调理电路II、AD采样模块，交直流零磁通电流互感器或者霍尔传感器连接被检电流互感器，交直流零磁通电流互感器或者霍尔传感器连接信号调理电路II，信号调理电路II连接AD采样模块，AD采样模块连接信号处理模块，信号处理模块连接上位机。信号处理模块的功能是同步采集标准电流互感器和被检电流互感器二次侧电流信号，根据设置的被检电流互感器、标准电流互感器变比将采样数据还原成一次侧电流值，并打包发送至上位机，上位机负责对采样数据进行分析，计算出误差结果，并显示检测结果。作为优选，标准电流采样通道、被检电流采样通道共用AD采样模块的一块AD采样芯片，可以做到更准确的同步采样。本专利技术提供了一种电流互感器抗直流性能检测方法，基于前述的电流互感器抗直流性能检测装置，通过调节直流电流与交流电流大小可调节交直流电流中直流电流的比重，以检测与评价不同比重直流分量下被检电流互感器的抗直流性能。本专利技术利用无感电容隔离直流电流，短路交流电流，以防止直流电流串入升流器，使升流器磁芯饱和，造成升流器输出电流波形畸变；利用电抗器增加直流电流支路的交流电抗，使交流大电流不串入直流电流源，造成直流电流源损坏，同时保证不增加直流电流回路电抗。作为优选，数字式互感器校验仪包括标准电流采样通道、被检电流采样通道，抗直流性能是指标准电流采样通道采样值与被检标准电流采样通道采样值工频分量之间的比差和相位差。作为优选，由于非同步采样会影响检测准确性，通过增加采样周期和采样点数可减小非同步采样的影响，结合准同步DFT算法即可准确计算出被检电流采样通道和标准电流采样通道电流的幅值和相位，因此上位机接受到信号处理模块发送的采样值数据后，采用准同步DFT算法计算出被检电流采样通道和标准电流采样通道电流的幅值和相位，然后据此计算出电流互感器抗直流相位差和比差，具体计算过程如下：标准电流采样通道电流幅值相位计算：被检电流采样通道电流幅值相位计算：(1)、(2)式中f为工频电流频率，通常为50Hz，I0N、IxN分别为标准电流采样通道电流幅值、被检电流采样通道工频分量电流幅值，分别为标准通道电流相位、被检电流采样通道工频分量电流相位；比差计算：f(％)＝(IxN/I0N-1)×100％(3)相位差计算：本专利技术的有益效果是，检测电流互感器抗直流性能时，利用电容隔直通交、电感隔交通直的作用产生单匝含直流分量交流大电流，解决了非穿心式及大电流互感器检测问题；采用数字式互感器校验仪，利用准同步DFT算法计算抗直流误差，解决了非同步采样影响误差检测的问题，同时也允许标准和被检电流互感器变比不同，扩大了测量范围；用工频分量电流的角比差评估抗直流性能，保证了抗直流检测结果与电能计量的一致性。本专利技术具有方法简洁、经济、科学、实用、可操作性强、成本低等优点。本专利技术适用于互感器检测
附图说明图1是电流互感器抗直流性能检测装置原理图；图2是数字式互感器校验仪原理框图。图中符号：100——调压器、200——升流器、300——无感电容C、400——电抗器L、500——直流电流发生器、600——标准电流互感器T0、700——被检电流互感器Tx、800——电流负荷箱Z、900——数字式互感器校验仪、IA——一次交流电流、IZ——一次直流电流、901——精密电流互感器、902——I/V变换器、903——信号调理电路I、904——AD采样模块、905——信号处理模块、906——交直流零磁通电流互感器或者霍尔传感器、907——信号调理电路II、908——上位机。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细说明。如图1所示，一种电流互感器抗直流性能检测装置，包括一台调压器100、一台升流器200、一个无感电容C300、一个电抗器L400、一台直流电流发生器500、一台标准电流互感器600、一台数字式互感器校验仪900、一台电流负荷箱Z800。调压器100的输出端接升流器200的输入端产生交流大电流，升流器200输出端与无感电容C300串联构成交流电流支路，直流电流发生器500电流输出端与电抗器L400串联构成直流电流支路，交流电流支路与直流电流支路并联后形成交直流电流接入被检电流互感器Tx700的一次侧，通过调节直流电流与交流电流大小可调节交直流电流中直流电流的比重，以检测与评价不同比重直流分量下被检电流互感器Tx700的抗直流性能；标准电流互感器T0600一次侧串入交流电流支路，被检电流互感器Tx700的二次侧与电流负荷箱Z800串联后接入数字式互感器校验仪900的被检电流互感器电流输入端，标准电流互感器T0600的二次侧接数字式互感器校验仪900的标准电流互感器电流输入端。无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流互感器抗直流性能检测装置，包括调压器、升流器、无感电容、电抗器、直流电流发生器、标准电流互感器、数字式互感器校验仪、电流负荷箱，调压器的输出端接升流器的输入端，其特征是：升流器输出端与无感电容串联构成交流电流支路，直流电流发生器电流输出端与电抗器串联构成直流电流支路，交流电流支路与直流电流支路并联后形成交直流电流接入被检电流互感器的一次侧，标准电流互感器一次侧串入交流电流支路，被检电流互感器的二次侧与电流负荷箱串联后接入数字式互感器校验仪的被检电流互感器电流输入端，标准电流互感器的二次侧接数字式互感器校验仪的标准电流互感器电流输入端。

【技术特征摘要】
1.一种电流互感器抗直流性能检测装置，包括调压器、升流器、无感电容、电抗器、直流电流发生器、标准电流互感器、数字式互感器校验仪、电流负荷箱，调压器的输出端接升流器的输入端，其特征是：升流器输出端与无感电容串联构成交流电流支路，直流电流发生器电流输出端与电抗器串联构成直流电流支路，交流电流支路与直流电流支路并联后形成交直流电流接入被检电流互感器的一次侧，标准电流互感器一次侧串入交流电流支路，被检电流互感器的二次侧与电流负荷箱串联后接入数字式互感器校验仪的被检电流互感器电流输入端，标准电流互感器的二次侧接数字式互感器校验仪的标准电流互感器电流输入端。2.根据权利要求1所述的电流互感器抗直流性能检测装置，其特征是：所述数字式互感器校验仪由标准电流采样通道、被检电流采样通道、信号处理模块和上位机构成，标准电流采样通道包括精密电流互感器、I/V变换器、信号调理电路I、AD采样模块，精密电流互感器连接标准电流互感器，精密电流互感器连接I/V变换器，I/V变换器连接信号调理电路I，信号调理电路I连接AD采样模块，被检电流通道包括交直流零磁通电流互感器或者霍尔传感器、信号调理电路II、AD采样模块，交直流零磁通电流互感器或者霍尔传感器连接被检电流互感器，交直流零磁通电流互感器或者霍尔传感器连接信号调理电路II，信号调理电路II连接AD采样模块，AD采样模...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘见，靳绍平，李东江，李敏，王浔，王英，杨爱超，吴宇，唐新宇，李欣，聂方明，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西,36