[发明专利]一种宽动态范围的回路阻抗测量系统和方法

说明书

本发明公开了一种宽动态范围的回路阻抗测量系统和方法，属于电流互感器检测领域。一种宽动态范围的回路阻抗测量系统，包括信号注入单元101、电流信号检测单元102、高频信号检测单元103、信号处理及控制单元104、注入耦合电路和检测耦合电路；信号处理及控制单元104产生高频数字信号经过DA1、信号注入单元101、注入耦合电路注入到电流互感器二次回路；控制信号注入单元101、电流信号检测单元102和高频信号检测单元103的档位；信号处理及控制单元104处理和控制高频数字信号。本发明精确的宽动态范围的阻抗测量适用范围更广，也为CT绕组故障、绝缘异常、CT变比更换等更深层次的故障状态分析提供了可靠的数据基础。

技术领域

本发明涉及电流互感器检测领域，并且更具体地体涉及一种宽动态范围的回路阻抗测量系统和方法。

背景技术

计量电流互感器二次回路故障状态分析及窃电状态识别的技术方法种类繁多，一般可以分析电流互感器的二次开路、二次旁路、一次旁路、二次串接半导体等故障状态，这些技术方法中最有效的方法是利用二次回路的高频等效阻抗作为特征量来进行分析的。一般是通过先注入一个高频信号，然后测量返回信号来进行高频等效阻抗计算。

计量电流互感器二次回路因电流互感器的变比不同、工艺差异等导致不同专变计量电流互感器二次回路的阻抗差异很大，阻抗范围很宽，高频等效阻抗约从0.1欧姆到100k欧姆不等。现有的利用二次回路阻抗作为特征量来分析回路故障状态及窃电状态的装置和系统都无法实现这么宽阻抗范围的测量，导致故障状态分析识别率不高。

发明内容

本发明的目的是有效的解决不同专变计量电流互感器二次回路高频等效阻抗差异大、动态范围宽的测量，不仅可以大幅度提高二次回路故障状态分析的识别率，而且精确的宽动态范围的阻抗测量也为CT绕组故障、绝缘异常和CT变比更换等更深层次的故障状态分析提供了数据依据，提出了一种宽动态范围的回路阻抗测量系统和方法。

一种宽动态范围的回路阻抗测量系统，包括：信号注入单元101、电流信号检测单元102、高频信号检测单元103、信号处理及控制单元104、注入耦合电路和检测耦合电路；

信号注入单元101调整注入正弦电压信号的幅值；

电流信号检测单元102检测注入耦合电路的电流信号经过AD2到信号处理及控制单元104；

高频信号检测单元103检测检测耦合电路的为采样电阻R₂两端的电压信号经过AD1到信号处理及控制单元104；

注入耦合电路和检测耦合电路是信号从测量系统到电流互感器二次回路的耦合方式；

信号处理及控制单元104产生高频数字信号经过DA1、信号注入单元101、注入耦合电路注入到电流互感器二次回路；控制信号注入单元101、电流信号检测单元102和高频信号检测单元103的档位；

信号处理及控制单元104处理和控制高频数字信号，所述处理和控制包括：(1)计量二次回路的高频等效阻抗较小时，信号注入单元101切换档位注入为信号注入单元注入的正弦电压信号，电流信号检测单元102切换档位检测为注入电压产生的电流；如果检测到大于AD2满量程的1/10，采用注入检流法计算阻抗，注入电流互感器二次回路的阻抗，流程结束。

其中

则计量二次回路的阻抗

其中n⁰为线圈T1匝数，R₀为注入前端电路采样电阻，Z_1c为线圈T1的恒定频率的高频等效阻抗；为计量二次回路开路时注入电压产生的电流；如果检测到的信号小于AD满量程的1/10则循环步骤(1)，如果信号注入单元和电流信号检测单元以切换至最大档位，检测到的信号小于AD满量程的1/10，进入到步骤(2)；