[发明专利]故障指示器、电流测量校正系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网故障检测技术领域，特别涉及一种故障指示器、电流测量校正系统及方法。

背景技术

近年来，国内中压配电网采用故障指示器对架空线路进行接地和短路故障监控得到广泛应用。一般来讲，具有通信功能的故障指示器通常具有线路电流测量功能。目前，由于受到架空线路不停电安装故障指示器的使用限制，故障指示器中的电流测量线圈现在只能采用开环铁心磁路，用于加强线圈电感量的线圈中的硅钢体不能做成闭合形式。

例如：图1为故障指示器中未改进的电流测量线圈示意图，其中，电流测量线圈采用硅钢片作为铁芯，长度5cm，外部缠绕3500匝直径0.5毫米铜漆包线。A、B点接测量电路，C为被测量线路，与测量线圈垂直放置。当故障指示器电流测量系统校正后，在不变线径情况下，测量精度可以满足现场要求。当线径变大或测量10kv绝缘导线时，如图2所示，故障指示器在不重新校正的情况下，测量误差比较大，超出现场规定要求。

经过大量研究，本发明的发明人发现采用非闭合铁芯磁路的非接触式测量线路电流又会带来以下问题：

1)测量精度低，测量误差大，经过校正后一般误差在±5％左右，而当线路电流在20A以下或400A以上，误差更大。

2)测量精度受到线路粗细和测量相对位置影响较大，产品通用性较差，特别是，当线路加粗，测量误差明显加大，测量结果基本上无法满足现场使用要求，因此产品很难做成高精度等级的测量产品。

3)铁芯在大电流情况下非线性影响会进一步加大测量误差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种故障指示器、电流测量校正系统和方法，能够使电流测量误差基本不受线路粗细和线路安装相对位置的影响。

进一步来讲，该电流测量校正系统包括：电流互感测量线圈，设置有圆弧形铁芯，该圆弧形铁芯缠绕有线圈；采样校正电路，设置有采样电路模块、稳压滤波电路模块及校正芯片；其中，所述采样电路模块与所述电流互感测量线圈的两端连接，用于对所述电流互感测量线圈产生的互感电流进行采样测量；所述校正芯片连接所述稳压滤波电路模块与所述采样电路模块，所述校正芯片用于根据测量电流的大小选择对应的校正模式对测量电流进行校准。

可选地，在一些实施例中，所述稳压滤波电路模块包括：稳压电路子模块，设置有稳压管，用于保护所述校正芯片的A/D引脚；滤波电路子模块，设置有滤波电容，用于对采样输入信号进行干扰滤波。

可选地，在一些实施例中，所述滤波电容的取值范围为0.01uf～0.03uf。

可选地，在一些实施例中，所述圆弧形铁芯的半径为2.7cm～3.3cm；所述线圈的线径的取值范围为0.25mm～0.55mm。

可选地，在一些实施例中，所述采样电路模块设置有分压电阻R1、R2，所述分压电阻R1与R2的阻值之比约为10：1。电阻阻值取值以流过电流微安级为适当阻值。

可选地，在一些实施例中，所述校正芯片包括：校正模式模块，用于建立及修改用于修正待校准电流测量值的校正模式；判断模块，用于判断待校准电流测量值与所述校正模式中设置的计算分界区间的关系，并据此确定该待校准电流测量值对应采用的电流校准曲线；校准模块，用于根据该对应的电流校准曲线，对该待校准的电流值进行修正。

相对应地，本发明还提出一种电流测量校正方法，该方法包括：采集互感电流，并对所述互感电流产生的电压进行采样；对输入电流进行稳压保护，以在电流正半周时不受大电压冲击，在电流负半周时可续流；对采样输入信号进行干扰滤波，并根据待校准电流值的大小选择对应的预先建立的校正模式进行修正。

可选地，在一些实施例中，在所述根据待校准电流值的大小选择对应的校正模式进行修正之前，该方法还包括根据半波积分及单基点自适应校正方法和最小二乘法分段校正方法，预先建立校正模式，进一步包括：采用半波积分及单基点自适应校正方法，选取理论校准值并计算实际电流修正系数；采用最小二乘法分段校正方法，选取校准参考中心点并计算出所述校准参考中心点的分段校准拟合直线；将所述若干校准参考中心点分别作为测量基点，并根据所述校准参考中心点的分段校准拟合直线确定所述测量基点对应的电流校准曲线；根据所述测量基点确定所述电流校准曲线的若干计算分界点；根据所述计算分界点划分计算分界区间，并为所述计算分界区间设立对应的电流校准曲线。