專(zhuān)利名稱(chēng)：檢測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用電計(jì)量計(jì)費(fèi)領(lǐng)域，特別涉及一種檢測(cè)電流互感器二次接線 異常的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在用電計(jì)量計(jì)費(fèi)中，通常要用到電壓互感器和電流互感器，電壓互感器 將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，電流互感器將大電流轉(zhuǎn)換成小電流，計(jì)量部件根 據(jù)小信號(hào)計(jì)算用電，最后乘以變比得到真實(shí)的用電量.電壓互感器，電流 互感器的二次接線是否正確對(duì)準(zhǔn)確計(jì)量有著十分重要的影響。檢測(cè)電流互 感器的二次接線情況常見(jiàn)方法是通過(guò)檢查三相電壓電流及零序電流的相位 關(guān)系，判斷某相電流是否短路。當(dāng)前常用的檢測(cè)方法采用純軟件檢測(cè)方法， 但其計(jì)算方法復(fù)雜，需要設(shè)置一個(gè)零序電流門(mén)檻值，此值門(mén)檻值的設(shè)置是 否合理跟現(xiàn)場(chǎng)情況相關(guān).同時(shí)，此類(lèi)方法還無(wú)法分辨開(kāi)路情況與無(wú)負(fù)載電 流情況。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了 一種檢測(cè)電流互感器二次 接線異常的系統(tǒng)及方法，解決目前檢測(cè)方法中無(wú)法分辨開(kāi)路情況與無(wú)負(fù)載 電流的問(wèn)題，達(dá)到檢測(cè)方便、快捷的目的。
本&明解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)和制造一種檢測(cè) 電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)，包括檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字高 通濾波器以及異常判斷模塊；所述檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字高通濾 波器以及異常判斷模塊依次連接；所述檢測(cè)電路包括外部、內(nèi)部電流互感 器、線圈、鐵心、電阻以及高頻信號(hào)源；所述外部、內(nèi)部電流互感器、線 圏、鐵心、電阻以及高頻信號(hào)源進(jìn)行電連接。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述線圏為次級(jí)線圏；所述鐵心、次級(jí)線圈 以及內(nèi)部電流互感器組成新的電流互感器。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述新的電流互感器的次級(jí)線圈包括第 一次 級(jí)線圈和第二次級(jí)線圈；所述第一次級(jí)線圈和所述電阻進(jìn)行連接；所述第 二次級(jí)線圈和所述高頻信號(hào)源進(jìn)行連接。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器將交流信號(hào)和高頻信號(hào) 進(jìn)行轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)字高通濾波器分開(kāi)所述交流信號(hào)和高頻信號(hào) 并反饋到所述異常判斷模塊中。本發(fā)明又提供了 一種檢測(cè)電流互感器二次接線異常的方法，包括如下
步驟，(Sl)進(jìn)行電路連接并生成交流信號(hào)和高頻信號(hào)；(S2)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；(S3)數(shù)字高通濾波器分離數(shù)字信號(hào)；(S4)異常判斷模塊 檢測(cè)外部電流互感器的接線情況。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述步驟(S1)中，將檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn) 換器、數(shù)字高通濾波器以及異常判斷模塊分別進(jìn)行連接；所述檢測(cè)電路包 括外部電流互感器、內(nèi)部電流互感器、電阻、鐵心、線圏以及高頻信號(hào)源； 所述內(nèi)部電流互感器、4失心和線圈組成新的電流互感器。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將交流信號(hào)和高頻信號(hào)的混 合信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)字高通濾波器分開(kāi)所述交流信號(hào)和高頻信 號(hào)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述步驟(S4)中，所述異常判斷模塊檢測(cè) 從數(shù)字'高通濾波器反饋的高頻信號(hào)并判斷外部電流互感器的接線情況。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述接線情況包括短路、開(kāi)路以及接線正常 狀態(tài)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是所述新的電流互感器包括兩個(gè)豎直排列的鐵 心；所述鐵心兩側(cè)分別為初級(jí)線圈和次級(jí)線圈；所述次級(jí)線圏包括第一次 級(jí)線圈和第二次級(jí)線圏；所述第一次級(jí)線圈和電阻連接；所述第二次級(jí)線 圈和高頻信號(hào)源連接。
本發(fā)明的有益效果是通過(guò)筒單改進(jìn)計(jì)量互感器，注入一高頻信號(hào)源， 結(jié)合DSP技術(shù)，解決了電力電流互感器二次各種接線異常情況的判定問(wèn)題， 有如下優(yōu)點(diǎn)不依賴(lài)于三相電壓電流的矢量關(guān)系，除可用于三相測(cè)量電路 外，亦可用于單相測(cè)量電路中；可靠的分辨出無(wú)負(fù)載電流接線與開(kāi)路接線 的情況；可2 4小時(shí)在線檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，反應(yīng)靈敏；實(shí)施成本增加很少， 方便易行。


圖1是本發(fā)明檢測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)框圖。 圖2是4企測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)常用框圖。 圖3是本發(fā)明檢測(cè)電流互感器二次接線異常的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
一秤檢測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)，包括檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字高通濾波器以及異常判斷模塊；所述檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 數(shù)字高通濾波器以及異常判斷模塊依次連接；所述檢測(cè)電路包括外部、內(nèi) 部電流互感器、線圏、鐵心、電阻以及高頻信號(hào)源；所述外部、內(nèi)部電流 互感器'、線圏、鐵心、電阻以及高頻信號(hào)源進(jìn)行電連接。
所述線圈為次級(jí)線圏；所述鐵心、次級(jí)線圏以及內(nèi)部電流互感器組成 新的電流互感器。
所述新的電流互感器的次級(jí)線圈包括第 一次級(jí)線圈和第二次級(jí)線圈； 所述第一次級(jí)線圈和所述電阻進(jìn)行連接；所述第二次級(jí)線圈和所述高頻信 號(hào)源進(jìn)行連接。
所述ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器將交流信號(hào)和高頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；所 述數(shù)字高通濾波器分開(kāi)所述交流信號(hào)和高頻信號(hào)并反々責(zé)到所述異常判斷才莫 塊中。
圖2是電子式電能計(jì)量中典型的電流測(cè)量原理框圖，TA0是外部電力電 流互感器(即是要求凈皮^r測(cè)的電流互感器)，A，B兩點(diǎn)右側(cè)是計(jì)量部件，TA1 是內(nèi)部測(cè)量用電流互感器，它將電流信號(hào)進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換成更小的小信號(hào)， Rl是取樣電阻，將TA1輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后經(jīng)過(guò)ADC將模擬 電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
圖l是本發(fā)明中一實(shí)施例圖，該方案對(duì)計(jì)量?jī)?nèi)部電流互感器TA1進(jìn)行 了改進(jìn)，增加了一個(gè)鐵心， 一個(gè)次級(jí)繞組以及一個(gè)高頻信號(hào)源Sl，高頻信 號(hào)源Sl的頻率選擇范圍在1. 5KHZ—2KHZ，即交流電50HZ的30倍頻~ 40倍 頻之間，根據(jù)奈查斯特定理，采樣率在8Kbps的ADC轉(zhuǎn)換器很容易的將高 頻信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。
本發(fā)明又提供了 一種檢測(cè)電流互感器二次接線異常的方法，包括如下 步驟，$1進(jìn)行電路連接并生成交流信號(hào)和高頻信號(hào)；S2模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模 數(shù)轉(zhuǎn)換；S3數(shù)字高通濾波器分離數(shù)字信號(hào)；S4異常判斷模塊檢測(cè)外部電 流互感器的接線情況。
所述步驟S1中，將檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字高通濾波器以及 異常判斷模塊分別進(jìn)行連接；所述檢測(cè)電路包括外部電流互感器、內(nèi)部電 流互感器、電阻、鐵心、線圏以及高頻信號(hào)源；所述內(nèi)部電流互感器、鐵 心和線圈組成新的電流互感器。
所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將交流信號(hào)和高頻信號(hào)的混合信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 所述數(shù)字高通濾波器分開(kāi)所述交流信號(hào)和高頻信號(hào)。所述步驟S4中，所述異常判斷模塊檢測(cè)從數(shù)字高通濾波器反饋的高頻
信號(hào)并判斷外部電流互感器的接線情況。
所述接線情況包括短路、開(kāi)路以及接線正常狀態(tài)。
所述新的電流互感器包括兩個(gè)豎直排列的鐵心；所述鐵心兩側(cè)分別為 初級(jí)線圃和次級(jí)線圈；所述次級(jí)線圈包括第一次級(jí)線圈和第二次級(jí)線圏；. 所述第 一次級(jí)線圈和電阻連接；所述第二次級(jí)線圏和高頻信號(hào)源連接。
在實(shí)施過(guò)程中，如圖2，結(jié)合DSP技術(shù)，設(shè)TA1的初級(jí)線圈壓數(shù)N1， N2,次級(jí)線圈匝數(shù)分別為N3，N4，其中N1,N3是原計(jì)量部分，N2，N4為新增 部分.N2與Nl是同一線圏的兩個(gè)部分，正常接線時(shí)，A，B兩點(diǎn)連接外部電 流互感器，構(gòu)成一個(gè)閉合的電路回路，回路阻抗設(shè)為Rl.信號(hào)Sl為高 頻交流信號(hào)，通過(guò)互感器TA1耦合到TA1的初級(jí)(即TAO的二次測(cè))。
設(shè)N4的磁阻為R4，高頻信號(hào)Sl在N4上產(chǎn)生的磁通量為小(t)， (J) (t) - N4 * I4(t)/R4，
c|) (t)在N2上感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)E = N2 * dc() (t)/ dt;
電動(dòng)勢(shì)E在閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流I2， 12 = E/R1;
高頻交流電流信號(hào)12通過(guò)TA1耦合到N3，設(shè)為13;
通過(guò)高速ADC，對(duì)50HZ交流信號(hào)和Sl信號(hào)的混合信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)；
通過(guò)DSP數(shù)字濾波器(1IR濾波器)很方便的把5 0HZ信號(hào)和S1信號(hào) 分開(kāi)；
通過(guò)檢測(cè)反饋的Sl信號(hào)可以很方便的判斷外部電流互感器的接線情 況；當(dāng)外部A，B點(diǎn)短路時(shí)候，回路阻抗R1變小，則I2-E/R1 變小，則 13也變小，根據(jù)變小的幅度，可以很方便的判斷短路程度(分流)；
當(dāng)外部A,B點(diǎn)開(kāi)路的時(shí)候，可以測(cè)量出i3(il耦合到N3的50HZ交流 電)=0;13 -O;可以判斷為開(kāi)路；
若接線正常，但il(外部互感器二次電流)實(shí)際為0,則可測(cè)量出13 = 0; 13略大于O;可判斷為接線正常；這是因?yàn)楫?dāng)A， B點(diǎn)有接入外部電流互 感器的時(shí)候，會(huì)引入一高頻噪聲源，使得I3不為0，當(dāng)開(kāi)路的時(shí)候，沒(méi)有 噪聲源，對(duì)于設(shè)計(jì)良好的ADC電路，測(cè)量結(jié)果近似于O,可取一個(gè)時(shí)間窗 內(nèi)的平均值進(jìn)行比較。
通過(guò)以上方法，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出電流互感器的二次接線是否異常。 通過(guò)改進(jìn)計(jì)量互感器，注入一高頻信號(hào)源，結(jié)合DSP技術(shù)，解決了電力電流互感器二次各種^l矣線異常情況的判定問(wèn)題。不依賴(lài)于三相電壓電流的矢 量關(guān)系，除可用于三相測(cè)量電路外，亦可用于單相測(cè)量電路中。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō) 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)，其特征在于包括檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字高通濾波器以及異常判斷模塊；所述檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字高通濾波器以及異常判斷模塊依次連接；所述檢測(cè)電路包括外部、內(nèi)部電流互感器、線圈、鐵心、電阻以及高頻信號(hào)源；所述外部、內(nèi)部電流互感器、線圈、鐵心、電阻以及高頻信號(hào)源進(jìn)行電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述檢測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)，其特征在 于；所述線圏為次級(jí)線圈；所述鐵心、次級(jí)線圏以及內(nèi)部電流互感器組 成新的電流互感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述所述檢測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)，其特 征在于所述新的電流互感器的次級(jí)線圈包括第一次級(jí)線圈和第二次級(jí) 線圏；所述第一次級(jí)線圈和所述電阻進(jìn)行連接；所述第二次級(jí)線圏和所 述高頻信號(hào)源進(jìn)行連接。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述4企測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)，其特征在 于所述ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器將交流信號(hào)和高頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 所述數(shù)字高通濾波器分開(kāi)所述交流信號(hào)和高頻信號(hào)并反饋到所述異常判 斷模塊中。
5. —種^r測(cè)電流互感器二次接線異常的方法，其特征在于包括如下步 驟，(Sl)進(jìn)行電路連接并生成交流信號(hào)和高頻信號(hào)；(S2)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；(S3)數(shù)字高通濾波器分離數(shù)字信號(hào)；(S4)異常判斷模 塊檢測(cè)外部電流互感器的接線情況。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述檢測(cè)電流互感器二次接線異常的方法，其特征在于 所述步驟(Sl)中，將檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字高通濾波器以 及異常判斷模塊分別進(jìn)行連接；所述檢測(cè)電路包括外部電流互感器、內(nèi) 部電流互感器、電阻、鐵心、線圈以及高頻信號(hào)源；所述內(nèi)部電流互感 器、鐵心和線圏組成新的電流互感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述檢測(cè)電流互感器二次接線異常的方法，其特征在 于所述才莫數(shù)轉(zhuǎn)換器將交流信號(hào)和高頻信號(hào)的混合信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 所述數(shù)字高通濾波器分開(kāi)所述交流信號(hào)和高頻信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述檢測(cè)電流互感器二次接線異常的方法，其特征在于 所述步驟(S4)中，所述異常判斷模塊檢測(cè)從數(shù)字高通濾波器反饋的高 頻信號(hào)并判斷外部電流互感器的接線情況。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述檢測(cè)電流互感器二次接線異常的方法，其特征在 于所述接線情況包括短路、開(kāi)路以及接線正常狀態(tài)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述檢測(cè)電流互感器二次接線異常的方法，其特征在 于所述新的電流互感器包括兩個(gè)豎直排列的鐵心；所述鐵心兩側(cè)分別 為初級(jí)線圈和次級(jí)線圈；所述次級(jí)線圏包括第 一次級(jí)線圈和第二次級(jí)線 圈；所述第一次級(jí)線圈和電阻連接；所述第二次級(jí)線圈和高頻信號(hào)源連 接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用電計(jì)量計(jì)費(fèi)領(lǐng)域，其公開(kāi)了一種檢測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)及方法。一種檢測(cè)電流互感器二次接線異常的系統(tǒng)，包括檢測(cè)電路，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字高通濾波器以及異常判斷模塊；所述檢測(cè)電路包括外部、內(nèi)部電流互感器、線圈、鐵心、電阻以及高頻信號(hào)源；所述外部、內(nèi)部電流互感器、線圈、鐵心、電阻以及高頻信號(hào)源進(jìn)行電連接。本發(fā)明的有益效果是不依賴(lài)于三相電壓電流的矢量關(guān)系，除可用于三相測(cè)量電路外，亦可用于單相測(cè)量電路中；可靠的分辨出無(wú)負(fù)載電流接線與開(kāi)路接線的情況；可24小時(shí)在線檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，反應(yīng)靈敏；實(shí)施成本增加很少，方便易行。
文檔編號(hào)G01R31/02GK101666846SQ200910190298
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者朱偉杰 申請(qǐng)人:深圳市科陸電子科技股份有限公司