一种取能CT电感量检测系统、方法及辅助安装方法与流程

本发明属于输电线路取能，具体涉及一种取能ct电感量检测系统、方法及辅助安装方法。

背景技术：

1、随着输电线在线监测装置逐步推广应用，在线监测装置长期可靠运行，降低维护成本显得尤为重要。输电线在线监测装置的供电主要有太阳能电池板供电、取能ct(电流互感器)等。太阳能电池板供电输出功率受太阳光照强度制约，通常作为辅助供电手段，ct取能是在线监测装置的主要供电方式。统计表明，投运后的输电线在线监测装置，出现故障很大比例是因装置供电环节出现问题，而装置供电环节出现问题主要源于取能ct输出功率下降。

2、输电线在线监测装置通常采用卡口式安装，螺丝紧固。取能ct的磁芯采用开口铁芯，闭合后，气隙大小对取能ct输出功率有很大影响，气隙越大，取能ct输出功率越小。铁芯表面存在异物、螺丝没拧到位，均有可能造成气隙偏大，影响取能效果。安装后，人为无法判断是否安装到位、磁芯开口是否闭合紧密。因此，如何确保在线监测装置安装过程中，取能ct开口闭合紧密，气隙符合要求，从而确保输出功率，是迫切需要解决的问题。

3、对于开口磁芯，闭合后气隙大小与其磁芯上绕制的线圈电感量成一定的比例关系，气隙小，电感量大，气隙大，电感量小，因此，可以通过检测在线监测装置取能ct安装后的电感量，判断是否安装到位、气隙大小符合要求。

4、现有的电感量检测方法，不能直接用于输电线在线监测设备取能ct的电感量检测，原因是输电线情况复杂，输电线本身的回路阻抗不确定，尤其是安装在分列导线上，导线的长度、档距对回路阻抗均有影响，造成取能ct电感量变化范围太大，无法进行判断。

技术实现思路

1、发明目的：为解决现有电感量检测方法不适用于给输电线在线监测设备供能的取能ct的电感量检测的问题，本发明公开了一种取能ct电感量检测系统、方法及辅助安装方法，通过弱化输电线阻抗变化对电感量检测的影响，能够有效检测出不同气隙下取能线圈的电感量变化，从而判断设备是否安装到位，降低在线监测装置投运后因取能ct输出功率下降造成的故障，避免设备维护或更换带来的巨大经济损失。

2、技术方案：一种取能ct电感量检测系统，包括：取能线圈、辅助短路线圈、电感、第一继电器、第二继电器、方波驱动电路和电感量检测模块；

3、所述取能线圈通过第一继电器的常开节点与方波驱动电路的输出连接；所述方波驱动电路用于将产生的方波加到取能线圈两端；

4、所述辅助短路线圈通过第二继电器的常开节点与电感串联；

5、所述电感量检测模块用于采样实际方波驱动时的电流值，并通过计算电流变化斜率，得到电感量。

6、进一步的，所述方波驱动电路包括pwm驱动芯片、三极管全桥驱动电路和电源模块；

7、所述取能线圈通过第一继电器的常开节点与三极管全桥驱动电路的输出连接；所述电源模块为三极管全桥驱动电路供电；所述pwm驱动芯片的输出端与三极管全桥驱动电路的驱动极连接。

8、进一步的，所述三极管全桥驱动电路为三极管图腾结构。

9、进一步的，在电感量检测模块中，所述的通过计算电流变化斜率，得到电感量，具体包括：

10、采样若干周期的方波驱动时的电流值，取采样的最大值和最小值；

11、对最大值和最小值分别取平均值；

12、将最大值的平均值与最小值的平均值做差，并除以1/2t，得到电流变化斜率，其中，t为采样周期，表示为：

13、

14、式中，rm为电流采样的采样电阻值，k2为调理电路的放大倍数；

15、阻抗计算公式为：

16、

17、按照下式示出的阻抗与电感量的关系，计算得到电感量：

18、

19、其中，k1·v1为三极管全桥驱动电路输入电压值，v1为采样通道直流电压采样值，k1为电压采样分压倍数和调理电路放大倍数乘积。

20、进一步的，在电感量检测模块中，所述的通过计算电流变化斜率，得到电感量，具体包括：

21、只取相邻采样点的正差值；

22、累计一段时间内的所有采样正差值，作平均，再除以δt，得到电流变化斜率，其中，δt为采样间隔，表示为：

23、

24、式中，是相邻采样点连续累加，n为采样点数；t为采样周期；rm为电流采样的采样电阻值，k2为调理电路的放大倍数；

25、阻抗计算公式为：

26、

27、按照下式示出的阻抗与电感量的关系，计算得到电感量：

28、

29、其中，k1·v1为三极管全桥驱动电路输入电压值，v1为采样通道直流电压采样值，k1为电压采样分压倍数和调理电路放大倍数乘积。

30、本发明公开了一种输电线在线监测装置的取能ct辅助安装系统，包括电感量检测系统、电感量判断模块和报警模块；

31、所述电感量检测系统用于计算得到取能ct的电感量；判断取能ct的电感量在设定范围内；该电感量检测系统为上述公开的一种取能ct电感量检测系统；

32、所述电感量判断模块用于判断取能ct的电感量是否在设定范围内；

33、所述报警模块用于当取能ct的电感量不在设定范围内时，进行报警，提醒安装人员取能ct未安装到位。

34、本发明公开了一种取能ct电感量检测方法，包括以下步骤：

35、步骤1：搭建电感量检测系统；所述电感量检测系统为上述公开的一种取能ct电感量检测系统；

36、步骤2：闭合第一继电器和第二继电器；

37、步骤3：控制方波驱动电路产生方波，方波加到取能线圈两端；

38、步骤4：采样方波驱动时的电流值，计算电流变化斜率，通过计算得到的电流变化斜率，得到电感量。

39、进一步的，所述的采样方波驱动时的电流值，计算电流变化斜率，通过计算得到的电流变化斜率，得到电感量，具体包括：

40、采样若干周期的方波驱动时的电流值，取采样的最大值和最小值；

41、对最大值和最小值分别取平均值；

42、将最大值的平均值与最小值的平均值做差，并除以1/2t，得到电流变化斜率，其中，t为采样周期，表示为：

43、

44、式中，rm为电流采样的采样电阻值，k2为调理电路的放大倍数；

45、阻抗计算公式为：

46、

47、按照下式示出的阻抗与电感量的关系，计算得到电感量：

48、

49、其中，k1·v1为三极管全桥驱动电路输入电压值，v1为采样通道直流电压采样值，k1为电压采样分压倍数和调理电路放大倍数乘积。

50、进一步的，所述的采样方波驱动时的电流值，计算电流变化斜率，通过计算得到的电流变化斜率，得到电感量，具体包括：

51、只取相邻采样点的正差值；

52、累计一段时间内的所有采样正差值，作平均，再除以δt，得到电流变化斜率，其中，δt为采样间隔，表示为：

53、

54、式中，是相邻采样点连续累加，n为采样点数；t为采样周期；rm为电流采样的采样电阻值，k2为调理电路的放大倍数；

55、阻抗计算公式为：

56、

57、按照下式示出的阻抗与电感量的关系，计算得到电感量：

58、

59、其中，k1·v1为三极管全桥驱动电路输入电压值，v1为采样通道直流电压采样值，k1为电压采样分压倍数和调理电路放大倍数乘积。

60、本发明公开了一种输电线在线监测装置的取能ct辅助安装方法，包括以下步骤：

61、步骤1：搭建电感量检测系统；所述电感量检测系统为上述公开的一种取能ct电感量检测系统；

62、步骤2：闭合第一继电器和第二继电器；

63、步骤3：控制方波驱动电路产生方波，方波加到取能线圈两端；

64、步骤4：采样方波驱动时的电流值，计算电流变化斜率，通过计算得到的电流变化斜率，得到电感量；

65、步骤5：判断得到电感量是否在设定范围内；当取能ct的电感量不在设定范围内时，进行报警，提醒安装人员取能ct未安装到位。

66、进一步的，所述的采样方波驱动时的电流值，计算电流变化斜率，通过计算得到的电流变化斜率，得到电感量，具体包括：

67、采样若干周期的方波驱动时的电流值，取采样的最大值和最小值；

68、对最大值和最小值分别取平均值；

69、将最大值的平均值与最小值的平均值做差，并除以1/2t，得到电流变化斜率，其中，t为采样周期，表示为：

70、

71、式中，rm为电流采样的采样电阻值，k2为调理电路的放大倍数；

72、阻抗计算公式为：

73、

74、按照下式示出的阻抗与电感量的关系，计算得到电感量：

75、

76、其中，k1·v1为三极管全桥驱动电路输入电压值，v1为采样通道直流电压采样值，k1为电压采样分压倍数和调理电路放大倍数乘积。

77、进一步的，所述的采样方波驱动时的电流值，计算电流变化斜率，通过计算得到的电流变化斜率，得到电感量，具体包括：

78、只取相邻采样点的正差值；

79、累计一段时间内的所有采样正差值，作平均，再除以δt，得到电流变化斜率，其中，δt为采样间隔，表示为：

80、

81、式中，是相邻采样点连续累加，n为采样点数；t为采样周期；rm为电流采样的采样电阻值，k2为调理电路的放大倍数；

82、阻抗计算公式为：

83、

84、按照下式示出的阻抗与电感量的关系，计算得到电感量：

85、

86、其中，k1·v1为三极管全桥驱动电路输入电压值，v1为采样通道直流电压采样值，k1为电压采样分压倍数和调理电路放大倍数乘积。

87、有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

88、(1)本发明方法可以弱化输电线阻抗变化对电感量检测的影响，能够有效检测出不同气隙下取能线圈的电感量变化，从而判断设备是否安装到位，降低在线监测装置投运后因取能ct输出功率下降造成的故障，避免设备维护或更换带来的巨大经济损失；

89、(2)本发明方法能够在在线监测装置首次安装的时候，确保取能ct开口部位闭合紧密，从而避免投运后，因为取能ct输出功率不足，造成设备无法正常工作的情况发生；

90、(3)本发明方法对架空输电线、尤其偏远地区的架空输电线的在线监测设备，具有重要意义，本发明方法也可以推广到其他采用ct取能的设备上，降低维护成本。