[发明专利]一种宽流带输电线路自供电电流检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种宽流带输电线路自供电电流检测系统及检测方法，系统包括套设在输电线路上的电流检测装置和取能装置，电流检测装置用于一次侧电流检测，取能装置为电流检测装置提供电能；通过感应取能装置与电流检测装置的信息传递与补偿励磁电流有效值与相位参数配置使取能磁芯始终工作在线性区域。本发明相对于传统电流检测装置而言，实现了电流较大波动范围下的电流精确检测及有源电路模块实时供能，通过感应取能装置与电流检测装置的信息传递结合补偿励磁电流关键参数配置使取能磁芯始终工作在线性区域，有效延长取能磁芯使用寿命，降低电气设备事故发生率。

技术领域

本发明涉及高压输变电线路的挂接式电流检测及其实时供电技术，特别是涉及一种 宽流带输电线路自供电电流检测系统及检测方法。

背景技术

电力系统输变电线路作为电力输送的重要载体，其实时电流检测意义重大，出于安 全考虑，线路电流检测装置不能直接加装在线路电缆上，因此非接触式电流检测装置应运而生。由于电流检测装置磁芯内部的励磁电流对检测精度的影响，导致一二次侧电流 大小的比值和匝数难以成反比例关系，因此需要对二次侧电流进行幅值与相位补偿。目 前传统无源补偿方式逐渐被有源补偿方式取代，极大程度上提高了电流检测装置的测量 等级，但挂接在高空的电流检测装置有源部分能量来源不易，出于运维成本，线路感应 取能方式成为了较为合适的一种供能方式，但传统感应取能方式在线路电流大范围波动 时，取能装置可能在某一时刻无法获取一定的能量，或者在另一时刻由于磁芯过饱和而 导致发热严重，损坏取能装置本身。

发明内容

发明目的：本发明的一个目的是提供一种宽流带输电线路自供电电流检测系统，实 现电流较大波动范围下的电流精确检测及有源电路模块实时供能。

本发明的另一个目的是提供一种所述电流检测系统的检测方法，通过感应取能装置 与电流检测装置的信息传递与补偿励磁电流有效值与相位参数配置使取能磁芯始终工作在线性区域。

技术方案：本发明的宽流带输电线路自供电电流检测系统，包括套设在输电线路上 的电流检测装置和取能装置，电流检测装置用于一次侧电流检测，取能装置为电流检测装置提供电能。

优选的，电流检测装置包括电流检测主磁芯、电流检测辅助磁芯、检测绕组Ⅰ、反馈绕组、检测绕组Ⅱ、补偿绕组Ⅰ、高精度采样电阻Z_p、信号处理单元和电流检测装 置励磁电流补偿单元，检测绕组Ⅰ和反馈绕组均缠绕在电流检测主磁芯上，检测绕组Ⅱ 和补偿绕组Ⅰ均缠绕在电流检测辅助磁芯上，电流检测辅助磁芯嵌套于电流检测主磁芯 内环，输电线路穿过电流检测辅助磁芯内环，且反馈绕组和补偿绕组Ⅰ通过电流检测装 置励磁电流补偿单元连接，检测绕组Ⅰ和检测绕组Ⅱ通过高精度采样电阻Z_p相连，信 号处理单元与高精度采样电阻Z_p并联连接。

优选的，电流检测装置励磁电流补偿单元包括信号放大电路Ⅰ、滤波电路Ⅰ、移相电路Ⅰ、V-I转换电路Ⅰ和微控制单元Ⅰ，信号放大电路Ⅰ、滤波电路Ⅰ、移相电路Ⅰ 和V-I转换电路Ⅰ依次串联连接，微控制单元Ⅰ分别与信号放大电路Ⅰ、移相电路Ⅰ和 V-I转换电路Ⅰ相连，信号放大电路Ⅰ呈高输入阻抗特性，实现反馈绕组感应电动势的 信号放大，移相电路Ⅰ移相角度为90°或-270°，微控制单元Ⅰ根据反馈绕组中感应电 动势的大小判断铁芯中磁通情况，对流过补偿绕组Ⅰ的电流幅值实时控制。

优选的，取能装置包括取能磁芯、取能绕组、补偿绕组Ⅱ、取能装置励磁电流补偿单元、开关单元、能量处理单元、超级电容C和能量分配单元，取能磁芯与电流检测装 置的电流检测主磁芯呈并行排列，且输电线路穿过取能磁芯内环，取能绕组和补偿绕组 Ⅱ均缠绕在取能磁芯上，取能装置励磁电流补偿单元输入端与信号处理单元输出端相连， 取能装置励磁电流补偿单元输出端通过开关单元与补偿绕组Ⅱ连接，取能绕组与能量处 理单元连接，能量处理单元输出端与能量分配单元连接，且并联连接有超级电容C，能 量分配单元的输出端分别与电流检测装置励磁电流补偿单元、信号处理单元、取能装置 励磁电流补偿单元和开关单元的能量输入端相连。