基于双钳型电流线圈的电子式电流互感器在线校验系统

摘要

本发明涉及基于双钳型电流线圈校验的电子式互感器在线校验系统，包括高压侧标准通道电流互感器、低压侧的接收端和上位机构成的校验平台，高压侧标准通道电流互感器通过无线传输与低压侧的接收端相连，低压侧的接收端通过串口信号连接线与上位机相连，低压侧的接收端通过连接导线或光纤与被校验的电子式电流互感器相连。本发明通过二个钳型电流线圈的互相校准，从而实现对标准通道电流传感器安装是否符合要求的判断，构成标准电流通道的校验数据反馈判断，保证现场操作时的可控，从而实现高精度的电子式互感器在线校验。同时本发明采用高低压侧间基于开放频段无线传输数据技术，免去笨重的光纤合成绝缘子，大大降低了现场操作的难度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双钳型电流线圈校验的电子式互感器在线校验系 统，用于对电网中运行的电子式互感器进行不断电的在线校验。

背景技术

互感器在变电站中起着给后续计量、保护及监控设备提供信号的重要 作用，其运行的稳定性是尤为重要的。电子式互感器与传统互感器存在原 理性差异，因而不能采用传统互感器的校验方法和设备。并且，传统互感 器由于结构相对简单，技术相对成熟，一般是采用定期停电检修校验的方 法，期限可能为10年甚至更长。但是，电子式互感器采用了大量的电子元 器件或光学器件，稳定性受到一定的限制，不论是从电能计量还是保护的 应用考虑，都不能采用传统互感器的定期校验的方法，而是在必要的时候 应该随时对其误差特性进行校验。

由于目前不论是传统互感器还是电子式互感器的校验大多都停留在 停电状态下的离线校验，在带电状态下对电子式互感器性能进行监测的有 效手段刚刚起步，因此电子式互感器在线校验系统是亟待研究和开发的新 技术。

文献(Tong Yue，Li Hong Bin.An accurate continuous calibration  system for high voltage current transformer[J].Review of Scientific  Intrusments，2011，82(2)：025107-025107-9)研究了一种电子式电流互 感器的在线校验系统，但是存在以下不足：1、电流互感器标准通道采用了 钳型空心线圈，但是，钳型空心线圈的测量精度受安装位置和气隙闭合程 度的影响很大，由于是带电安装，所以，在安装过程和结果不可控的前提 下，空心线圈的测量精度不可控，难以保证标准电流通道的电流测量精度， 以至于校验结果的可信度受到质疑。2、高低压侧间的信号传输采用了光纤 合成绝缘子，光纤合成绝缘子体积大，重量重，不便于现场安装。

发明内容

本发明针对上述电子式电流互感器的在线校验系统存在的技术缺陷， 进行了技术改进，提出一种基于双钳型电流线圈校验的电子式互感器在线 校验系统，通过二个钳型电流线圈的互相校准，从而实现对标准通道电流 传感器安装是否符合要求的判断，构成标准电流通道的校验数据反馈判断， 保证现场操作时的可控，从而实现高精度的电子式电流互感器在线校验。 同时本发明采用高低压侧间基于开放频段无线传输数据的技术，免去笨重 的光纤合成绝缘子，大大降低了现场操作的难度。

本发明的技术方案为：

基于双钳型电流线圈校验的电子式互感器在线校验系统，包括高压侧 标准通道电流互感器、低压侧的接收端和上位机构成的校验平台，高压侧 标准通道电流互感器通过无线传输与低压侧的接收端相连，低压侧的接收 端通过串口信号连接线与上位机相连，低压侧的接收端通过连接导线或光 纤与被校验的电流互感器相连，其特征在于：所述的高压侧标准通道电流 互感器由二个钳型电流线圈、信号采集及发送电路板、电池、屏蔽罩以及 外置印刷电路板PCB发送天线构成，信号采集及发送电路板、电池分别固 定在屏蔽罩内部，电池为信号采集及发送电路板供电，二个钳型电流线圈 分别通过导线与屏蔽罩内的信号采集及发送电路板连接，外置PCB发送天 线镶嵌在屏蔽罩的PCB板上，二个钳型电流线圈、屏蔽罩的中心分别开有 通孔，二个钳型电流线圈、屏蔽罩串联安装于被校验的电子式电流互感器 的同一回路的一次电流导线上。所述的双钳型电流线圈是铁芯电流线圈、 空心电流线圈或铁芯电流线圈与空心电流线圈的组合线圈，首先在同一电 流信号下对双钳型电流线圈的两路输出进行比对，当两路输出的差值小于 相应准确度等级规定的误差限值时，构成标准通道电流传感器安装符合要 求的判断，再以安装符合要求的双钳型电流线圈的输出为参考依据，根据 国家标准，对被校验的电子式电流互感器进行误差计算及校验。二个钳型 电流线圈、信号采集及发送电路板、电池均从市场购得。

位于低压侧的接收端以无线接收的方式接收高压侧标准通道电流互感 器的数字输出信号并发送到上位机，接收端同时接收低压侧被校验的电子 式电流互感器的数字输出信号；上位机得到高压侧标准通道电流互感器与 高压侧标准通道电流互感器这两路信号在同一时刻的输出信号后，分别提 取两路信号的幅值和相位，根据国家标准，计算出两路信号的比差和相差。

接收端和上位机均采用现有设备，高压侧标准通道电流互感器需要串 联安装于被校验的电子式电流互感器同一电流回路的一次电流导线上，而 接收端和上位机是放置在低压控制室等位置，也可以根据需要放置在无线 传输的有效距离内的任何位置。

本发明通过二个钳型电流线圈的互相校准，从而实现对标准通道电流 互感器安装是否符合要求的判断，构成标准电流通道的校验数据反馈判断， 保证现场操作时的可控，从而实现高精度的电子式互感器在线校验。同时 本发明采用高低压侧间基于开放频段无线传输数据的技术，免去笨重的光 纤合成绝缘子，大大降低了现场操作的难度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，基于双钳型电流线圈校验的电子式互感器在线校验系统， 包括高压侧标准通道电流互感器、低压侧的接收端9和上位机11构成的校 验平台，高压侧标准通道电流互感器通过无线传输与低压侧的接收端9相 连，低压侧的接收端9通过串口信号连接线12与上位机11相连，低压侧 的接收端9通过连接导线或光纤13与被校验的电流互感器相连，所述的高 压侧标准通道电流互感器由二个钳型电流线圈(2，3)、信号采集及发送电 路板4、电池7、屏蔽罩6以及外置印刷电路板PCB发送天线5构成，信号 采集及发送电路板4、电池7分别固定在屏蔽罩6内部，电池7为信号采 集及发送电路板4供电，二个钳型电流线圈(2，3)分别通过导线8与屏蔽 罩6内的信号采集及发送电路板4连接，外置PCB发送天线5镶嵌在屏蔽 罩6的PCB板上，二个钳型电流线圈(2，3)、屏蔽罩6的中心分别开有通 孔10，二个钳型电流线圈(2，3)、屏蔽罩6串联安装于被校验的电子式电 流互感器的同一回路的一次电流导线1上。所述的双钳型电流线圈是铁芯 电流线圈、空心电流线圈或铁芯电流线圈与空心电流线圈的组合线圈，首 先在同一电流信号下对双钳型电流线圈的两路输出进行比对，当两路输出 的差值小于相应准确度等级规定的误差限值时，构成标准通道电流传感器 安装符合要求的判断，再以安装符合要求的双钳型电流线圈的输出为参考 依据，根据国家标准，对被校验的电子式电流互感器进行误差计算及校验。 二个钳型电流线圈、信号采集及发送电路板、电池均从市场购得。

本发明高压侧标准通道电流互感器通过无线传输与接收端9相连，接 收端9经过串口传输给上位机11，接收端9同时接收与标准通道电流互感 器串联于同一电流回路中的被校的电子式电流互感器的数字输出并发送到 上位机11。接收端9和上位机11均采用现有设备，标准通道电流互感器 安装于被校验电子式电流互感器的同一回路，接收端可放置在低压控制室 等位置，也可以根据需要放置在无线传输的有效距离内的任何位置。

如图1所示，对此实用新型的高压侧部分的具体安装方式进行说明： 将开口屏蔽罩、钳型双电流线圈套在被校验电子式电流互感器的同一回路， 并将其固定好；将屏蔽罩上有PCB天线的一面朝向较为开阔以及低压侧的 接收端所处的方向。被校验的电子式电流互感器的输出信号连接到接收端。 接收端再将标准通道电流互感器及被校验的电子式电流互感器的输出信号 连接传输到上位机。

安装完毕后，首先对传输至上位机的同一电流信号下双钳型电流线圈 的两路输出进行比对，当两路输出的差值小于相应准确度等级规定的误差 限值时，可认为标准通道电流传感器安装符合要求，再以安装符合要求的 双钳型电流线圈的输出为参考依据，根据国家标准，对被校验的电流互感 器进行误差计算及校验。如果双钳型电流线圈两路输出差值大于相应准确 度等级规定的误差限值时，则认为安装不符合要求，需要调整钳型电流线 圈的安装位置，重新固定后再重复上述判断过程，直至双钳型电流线圈两 路输出差值小于相应准确度等级规定的误差限值。