一种电流互感器泄漏电流在线监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种电流互感器泄漏电流在线监测系统，包括有：三个检测泄漏电流的电流互感器，各电流互感器分别与三相母线的三个高压电流互感器接地侧感应连接，各电流互感器另一端电性连接有信号处理单元；三个检测母线电压的电压互感器，各电压互感器分别与三相母线的接地线感应连接，各电压互感器另一端电性连接信号处理单元；信号处理单元包括有模数转换模块、滤波模块和处理器模块；与信号处理单元双向通信连接的上位机。本实用新型可实现一个泄露电流检测系统并行检测各相高压电流互感器的作用；利用电压互感器与泄露电流计算高压电流互感的等效电阻、等效电容，利于分析高压电流互感器的故障原因。
【专利说明】
一种电流互感器泄漏电流在线监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力监测领域，具体涉及一种电流互感器泄漏电流在线监测系统。
【背景技术】
[0002]电流互感器是联络电网一次系统与二次系统的重要电力设备。在变电站中，电流互感器串接在母线、开关间隔及变压器进出线上，实现电力系统电能计量及二次系统对一次设备的监测与保护功能。电流互感器一旦发生故障，轻则造成设备本体损坏，变电站一次设备丧失监测与保护;重则导致变电站母线对地短路、一次设备出口短路等故障，酿成电力系统事故。因此，选择结构设计合理、生产工艺控制良好及运行稳定的设备，制定切实有效的运行维护手段增强电流互感器运行可靠性，减少设备缺陷或故障发生几率，对提高电力系统运行可靠性至关重要。
[0003]而目前的电流互感器运行可靠性有待进一步提高。近年来，I1kV及以上电压等级电流互感器缺陷及故障率有上升趋势，特别是500kV电流互感器故障率较高。在国家电网公司及南方电网公司范围内连续发生多起500kV电流互感器绝缘击穿故障，直接导致变电站高压母线对地短路故障。如南方电网某500kV变电站在24s内连续发生4台500kV电流互感器一次对地绝缘闪络故障，所在变电站母线与主变保护跳闸停运，造成该地区电网与省主网解列，给电网的安全稳定运行带来巨大影响。
[0004]由文献《2000?2001年500kV电流互感器事故分析及预防措施》可知，电流互感器发生爆炸或损坏的原因主要是由于制造工艺缺陷，结构不合理，密封不良及内部不洁净造成爬电引起的。在发生爬电初期，或者发生电晕放电时，泄漏电流也会相应发生变化。因此如果能实时在线监测电流互感器的泄漏电流，将提供一个有效的电流互感器运行状态评价指标，将可有效提高电流互感器的运维质量，而现阶段暂时未有针对电流互感器的泄漏电流在线监测系统。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出一种电流互感器泄漏电流在线监测系统，实现高压电流互感器的泄漏电流在线监测，并提高高压电流互感器的运行可靠性。
[0006]为达到上述实用新型的目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0007]—种电流互感器泄漏电流在线监测系统，包括有:
[0008]三个检测泄漏电流的电流互感器，各电流互感器分别与三相母线的三个高压电流互感器接地侧感应连接，各电流互感器另一端电性连接有信号处理单元；
[0009]三个检测母线电压的电压互感器，各电压互感器分别与三相母线的接地线感应连接，各电压互感器另一端电性连接信号处理单元；
[0010]信号处理单元包括有接收并转换电流互感器电流信号与电压互感器电压信号的模数转换模块、接收数字信号并滤除杂波的滤波模块和进行波形特征量提取的处理器模块；
[0011]与信号处理单元双向通信连接的上位机。
[0012]进一步，所述信号处理单元还包括有记录故障次数的计数模块。
[0013]进一步，所述信号处理单元还包括有用以存储历史数据、历史曲线的数据存储模块。
[0014]进一步，所述上位机还与在线监控系统通信连接。
[0015]进一步，所述上位机与信号处理单元的双向通信连接采用RS232的串口通讯、或者采用RS485串行通讯、或者采用双线的PR0FIBUS-DP通讯。
[0016]本实用新型的一种电流互感器泄漏电流在线监测系统，具有如下有益效果:
[0017]1.实现一个泄露电流检测系统并行检测各相高压电流互感器的作用；
[0018]2.利用电压互感器与泄露电流计算高压电流互感的等效电阻、等效电容，利于分析高压电流互感器的故障原因；
[0019]3.通过将各高压电流互感器的泄露电流信号传送到远处的监测系统，利于数据收集、处理及预判。
【附图说明】
[0020]图1为高压电流互感器泄露电流组成及原理示意图。
[0021]图2为本实用新型的电流互感器泄漏电流在线监测系统的总体接线图。
[0022]图3为本实用新型的电流互感器泄漏电流在线监测系统的原理图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。
[0024]现有的研究已经归纳总结了绝缘子整个受潮过程中的典型放电现象，得出绝缘子污染放电的典型现象与泄漏电流脉冲幅值之间有一定的对应关系。高压电流互感器爬电，或者电晕放电现象是最直观泄漏电流特征，这一对应关系对于运行人员在现场凭借直观初步判断绝缘子污染程度有很大的意义，这增大了尽早发现高压电流互感器绝缘隐患的可能，为防止高压电流互感器绝缘故障赢得了宝贵的时间。
[0025]参看图1高压电流互感器可以看作电阻和电容并联组成，其泄漏电流有电阻性电流也有容性电流。电容可以看作高压电流互感器内部的油纸绝缘、对地电容等组成，电阻则由绝缘表面及其上污染物的阻值组成。
[0026]常规工作电压下，高压电流互感器的泄漏电流等效电流，即流经地下的总泄漏电流Ix由阻性电流Ir与容性电流Ic组成。等效电阻R为非线性电阻，因此流过等效电阻R的阻性电流Ir不但有基波分量，而且还含有三次、五次及更高次谐波分量;等效电容C是线性电容，因此流过等效电容C的容性电流Ic和母线电压Ux波形性质一致。
[0027]参看图2和图3，其为本实用新型的电流互感器泄漏电流在线监测系统的总体接线图和原理图，图示的一种电流互感器泄漏电流在线监测系统，包括有:
[0028]三个检测泄漏电流的电流互感器(:1'1、(^2、(^3，各电流互感器(:1'1/(^2/(^3分别与三相母线UA、UB、UC的三个高压电流互感器CT-A、CT-B、CT-C的接地侧感应连接，各电流互感器CT1/CT2/CT3另一端电性连接有信号处理单元20;将三相高压电流互感器的泄漏电流合并接入一个泄漏电流检测装置，由于高压电流互感器的阻性电流和容性电流的基波分量因相角相差120度而相互抵消，除三次谐波以外的其他高次谐波较少，故正常运行时，测得的是三相高压电流互感器对地电流三次谐波的总和，且因为三次谐波电压很小，正常运行时测得电流也很小，当一相或者多相高压电流互感器绝缘性能出现下降时，电流出现不平衡，测得的电流会明显增大;各相高压电流互感器单独检测可有效避免现场的干扰因素，比如因天气温度变化引起的泄漏电流增大，因现场干扰导致的泄漏电流增大等，但如果只检测泄露电流，则无法判断故障相别；
[0029]三个检测母线电压的电压互感器?11、？了2、？了3，各电压互感器?1'1^^2^^3分别与三相母线UA、UB、UC的接地线感应连接，各电压互感器PT1/PT2/PT3另一端电性连接信号处理单元20;由于电阻电流与电容电流的相位相差90度，母线电压和电阻电流的相位相同，和电容电流的相位相差90度;同时监测母线电压，可准确判断故障相的高压电流互感器；
[0030]信号处理单元20包括有接收并转换电流互感器CTl、CT2、CT3电流信号与电压互感器PT1、PT2、PT3电压信号的模数转换模块21、接收数字信号并滤除杂波的滤波模块22和进行波形特征量提取的处理器模块23;在测量过程中，图1的通过电流互感器测量泄漏电流&，在具体实施例中为各相泄露电流分别为1/1、18、1^通过母线电压互感器?1'1、？12、？13测量母线电压UA、UB、UC，并且通过信号处理单元20对电流信号、电压信号信号进行微机化处理，降低干扰，提取特征量，从而获取各相高压电流互感器CT1、CT2、CT3的运行状态。
[0031]上位机30与信号处理单元20双向通信连接，上位机30获取电流互感器的运行状态，便于现场运维人员查看、判断电流互感器CTl、CT2、CT3的运行状态。
[0032]进一步，所述信号处理单元20还包括有记录故障次数的计数模块(未图示)，当各相泄漏电流IA、IB、IC中至少有一个大于设定值，则计数模块计数一次故障。
[0033]进一步，所述信号处理单元20还包括有用以存储历史数据、历史曲线的数据存储模块(未图不)。
[0034]进一步，所述上位机30还与在线监控系统(未图示)通信连接，可将泄漏电流的相关信息远传到在线监测、监控系统，利于数据收集、处理，预判。
[0035]进一步，所述上位机30与信号处理单元20的双向通信连接采用RS232的串口通讯、或者采用RS485串行通讯、或者采用双线的PR0FIBUS-DP通讯。
[0036]上述实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换;而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种电流互感器泄漏电流在线监测系统，其特征在于，包括有: 三个检测泄漏电流的电流互感器，各电流互感器分别与三相母线的三个高压电流互感器接地侧感应连接，各电流互感器另一端电性连接有信号处理单元； 三个检测母线电压的电压互感器，各电压互感器分别与三相母线的接地线感应连接，各电压互感器另一端电性连接信号处理单元； 信号处理单元包括有接收并转换电流互感器电流信号与电压互感器电压信号的模数转换模块、接收数字信号并滤除杂波的滤波模块和进行波形特征量提取的处理器模块； 与信号处理单元双向通信连接的上位机。2.根据权利要求1所述的电流互感器泄漏电流在线监测系统，其特征在于，所述信号处理单元还包括有记录故障次数的计数模块。3.根据权利要求1或2所述的电流互感器泄漏电流在线监测系统，其特征在于，所述信号处理单元还包括有用以存储历史数据、历史曲线的数据存储模块。4.根据权利要求3所述的电流互感器泄漏电流在线监测系统，其特征在于，所述上位机还与在线监控系统通信连接。5.根据权利要求1所述的电流互感器泄漏电流在线监测系统，其特征在于，所述上位机与信号处理单元的双向通信连接采用RS232的串口通讯、或者采用RS485串行通讯、或者采用双线的PROFIBUS-DP通讯。
【文档编号】G08C19/00GK205608076SQ201620192711
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】宋永佳, 温才权, 李宁, 杨杰, 李先宁
【申请人】中国南方电网有限责任公司超高压输电公司梧州局