本發(fā)明涉及電流檢測，尤其涉及一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法及磁屏蔽裝置

背景技術(shù)：

1、針對現(xiàn)常用電子式儀，采用遠程抄表的形式將建筑物內(nèi)部的每個電子設(shè)備的抄表功能的智能儀表進行抄錄。這種電子式電表檢測電流和電壓以計算電力的使用量，此時，通過使用如電流互感器、分流電阻、霍爾效應(yīng)傳感器、羅戈夫斯基線圈等電流傳感器等檢測電流。上述儀表內(nèi)的電流互感器均具有特定組成的鐵芯，因此如果受到來自外部的一定量級或更大的磁場的影響時，會在鐵芯中產(chǎn)生的磁通量失真或抵消，因此無法實現(xiàn)正確的變流，從而電流檢測產(chǎn)生錯誤。為了能夠更快明確電流互感器是否受到干擾并增強抗干擾能力，亟需一種全新的電流互感器方案。

2、中國專利文獻cn108369857a公開了一種“磁屏蔽型電流互感器”。采用了電流互感器包括一次側(cè)和二次側(cè)，所述二次側(cè)包括保護級線圈、測量級線圈、計量級線圈和tpy級線圈，所述計量級線圈包括：鐵芯、以及由內(nèi)到外依次環(huán)繞鐵芯纏繞的內(nèi)絕緣層、電磁線層、外絕緣層；還包括：屏蔽層，設(shè)置在外絕緣層外側(cè)，用于屏蔽tpy級線圈氣隙所產(chǎn)生的漏磁，但是該方案無法精確自檢出電流互感器的異常狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要解決原有電流互感器易受到環(huán)境干擾降低工作穩(wěn)定性的技術(shù)問題，提供一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法及磁屏蔽裝置，溯源電流互感器的電力數(shù)據(jù)樣本后，歸類并反衍所有畸變電流判斷電流互感器是否存在飽和，檢檢出飽和頻率高的電流互感器并進行抑制飽和操作。而在硬件部分方面，電流互感器環(huán)形鐵芯外側(cè)設(shè)置環(huán)形磁屏蔽殼，同時在磁屏蔽殼內(nèi)側(cè)加設(shè)弧形的磁干擾片。通過電流互感器的自檢快速解決存在飽和問題的電流互感器，加設(shè)的磁屏蔽裝置能夠增強電流互感器自身抗干擾的能力，軟硬件部分相互輔助提高電流互感器工作的穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：本發(fā)明步驟包括s1統(tǒng)計待測時間段內(nèi)的抗直流偏磁電流互感器的電流數(shù)據(jù)作為樣本；

3、s2溯源樣本區(qū)間內(nèi)抗直流偏磁電流互感器并檢測其中的畸變電流；

4、s3歸類所有畸變電流并進行反衍判斷電流互感器是否飽和；

5、s4識別飽和的電流互感器并抑制飽和完成抗直流偏磁電流互感器自檢。

6、作為優(yōu)選，所述步驟s2中對于樣本進行溯源時，將所有待測的樣本數(shù)據(jù)進行裂解分類，根據(jù)數(shù)據(jù)的電流互感器來源將不同時間段內(nèi)的電流數(shù)據(jù)樣本進行劃分，針對同一電流互感器中電流數(shù)據(jù)樣本的平均值判斷初步其中是否存在畸變電流。通過樣本數(shù)據(jù)的溯源不僅能夠明確每個樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的電流互感器，同時也能夠初步篩選出存在畸變電流的樣本數(shù)據(jù)。

7、作為優(yōu)選，所述步驟s3中畸變電流的反衍分為兩個階段，包括離網(wǎng)階段和在線階段，在離網(wǎng)階段步驟首先基于溯源后的互感器電流數(shù)據(jù)樣本建立仿真模型，從中獲取第一次和第二次側(cè)電流樣本數(shù)據(jù)，統(tǒng)計兩次側(cè)電流波形中的諧波含量并建立判斷電流互感器飽和程度的分類模型，根據(jù)飽和程度將第二次側(cè)電流作為輸入數(shù)據(jù)，第一次側(cè)電流作為輸出數(shù)據(jù)完成非線性回歸模型的構(gòu)建。在離網(wǎng)階段對電流樣本數(shù)據(jù)進行處理，濾除偏差較大的數(shù)據(jù)并提高樣本數(shù)據(jù)的準確性。

8、作為優(yōu)選，所述在線階段首先通過小波變換識別直流偏磁的第二次側(cè)電流的飽和區(qū)間，再計算畸變的第二次側(cè)電流相關(guān)指標，根據(jù)分類模型判斷飽和類型，最后將采用模型校正后的畸變電流段與未發(fā)生畸變的電流段進行合并。在線階段融合兩部分處理結(jié)果，通過畸變電流結(jié)果判斷電流互感器是否存在飽和問題。

9、作為優(yōu)選，所述離線階段非線性回歸模型構(gòu)建完成后直接將模型結(jié)果傳輸至在線階段的畸變電流段與未發(fā)生畸變電流段進行合并階段輔助兩種電流合并。

10、作為優(yōu)選，所述判斷飽和類型時首先提取畸變電流的波形特征，當電流互感器出現(xiàn)飽和狀態(tài)時，第二次側(cè)電流將出現(xiàn)不同程度的波形缺損和畸變，其中基波分量和諧波含量相應(yīng)增加，根據(jù)兩種分量的增加程度結(jié)合rfc算法對于電流互感器的飽和程度進行分類。通過對于飽和程度的分類，細化電流互感器出現(xiàn)問題的程度，根據(jù)程度分類協(xié)助后續(xù)選擇合適的抑制飽和措施進行準確修復(fù)。

11、作為優(yōu)選，根據(jù)電流互感器分類結(jié)果，利用飽和電流反衍方法針對每一類飽和程度下的樣本數(shù)據(jù)分別建立rbf模型，將第二次側(cè)畸變電流和第一次側(cè)電流之間進行映射連接，構(gòu)建rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最終完成對于畸變電流的矯正并確認飽和頻率較高的電流互感器分布。連接第一次側(cè)電流和第二次側(cè)畸變電流，在rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進行校正后能夠快速定位出現(xiàn)飽和的電力樣本數(shù)據(jù)。

12、作為優(yōu)選，所述步驟s4中明確出現(xiàn)飽和頻率較高的電流互感器后進行抑制飽和操作，具體步驟如下，串聯(lián)電抗器限制短路電流，增大電流互感器變比，減少電流互感器的二次負載，在電流互感器電路內(nèi)增設(shè)繼電保護裝置，通過上述抑制飽和操作增加電流互感器的抗飽和操作。通過抑制飽和措施能夠提高出現(xiàn)飽和頻率較高的電流互感器的工作穩(wěn)定性。

13、作為優(yōu)選，一種磁屏蔽裝置，包括磁屏蔽殼，所述磁屏蔽殼呈環(huán)形，沿磁屏蔽殼內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)形空槽，所述空槽內(nèi)安裝有環(huán)形鐵芯，所述磁屏蔽殼中心設(shè)有孔洞，所述孔洞內(nèi)壁上設(shè)有若干磁干擾片。在環(huán)形鐵芯外側(cè)加裝環(huán)形磁屏蔽殼，更貼合磁場環(huán)形設(shè)置，提高磁屏蔽效果，增加電流互感器的工作穩(wěn)定性。

14、作為優(yōu)選，所述孔洞內(nèi)壁上設(shè)有若干固定組件，所述固定組件包括弧形卡扣，所述磁干擾片設(shè)置在弧形卡之間的空隙中，所述磁干擾片帶有弧度，弧度與孔洞內(nèi)壁相適配，所述磁干擾片底端設(shè)有緊固件。在環(huán)形磁屏蔽殼中心加裝磁干擾片能夠進一步阻隔外界環(huán)境對于電流互感器的磁干擾影響，提高電流互感器的穩(wěn)定性。

15、本發(fā)明的有益效果是：針對電流互感器易受環(huán)境因素的影響，在軟件方面，電流互感器增設(shè)自檢，歸類所有待測電流互感器電流數(shù)據(jù)作為樣本后進行溯源，得到其中的畸變電流，根據(jù)畸變電流溯源結(jié)果進行反衍判斷電流互感器是否存在飽和問題，最終將對應(yīng)出現(xiàn)飽和問題的電流互感器進行抑制飽和操作實現(xiàn)自檢。通過電流互感器的自檢能夠快速校驗并糾正受到干擾出現(xiàn)異常的電流互感器，降低電流互感器出現(xiàn)異常工作狀態(tài)的時間跨度，從而提高電流互感器的穩(wěn)定性。同時在電流互感器環(huán)形磁屏蔽殼內(nèi)增設(shè)了弧形的磁干擾片，抵御外界環(huán)境磁場對于電流互感器的影響，從而進一步提高了電流互感器工作的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法，其特征在于，步驟包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法，其特征在于，所述步驟s2中對于樣本進行溯源時，將所有待測的樣本數(shù)據(jù)進行裂解分類，根據(jù)數(shù)據(jù)的電流互感器來源將不同時間段內(nèi)的電流數(shù)據(jù)樣本進行劃分，針對同一電流互感器中電流數(shù)據(jù)樣本的平均值判斷初步其中是否存在畸變電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法，其特征在于，所述步驟s3中畸變電流的反衍分為兩個階段，包括離網(wǎng)階段和在線階段，在離網(wǎng)階段步驟首先基于溯源后的互感器電流數(shù)據(jù)樣本建立仿真模型，從中獲取第一次和第二次側(cè)電流樣本數(shù)據(jù)，統(tǒng)計兩次側(cè)電流波形中的諧波含量并建立判斷電流互感器飽和程度的分類模型，根據(jù)飽和程度將第二次側(cè)電流作為輸入數(shù)據(jù)，第一次側(cè)電流作為輸出數(shù)據(jù)完成非線性回歸模型的構(gòu)建。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法，其特征在于，所述在線階段首先通過小波變換識別直流偏磁的第二次側(cè)電流的飽和區(qū)間，再計算畸變的第二次側(cè)電流相關(guān)指標，根據(jù)分類模型判斷飽和類型，最后將采用模型校正后的畸變電流段與未發(fā)生畸變的電流段進行合并。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4任意所述的一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法，其特征在于，所述離線階段非線性回歸模型構(gòu)建完成后直接將模型結(jié)果傳輸至在線階段的畸變電流段與未發(fā)生畸變電流段進行合并階段輔助兩種電流合并。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法，其特征在于，所述判斷飽和類型時首先提取畸變電流的波形特征，當電流互感器出現(xiàn)飽和狀態(tài)時，第二次側(cè)電流將出現(xiàn)不同程度的波形缺損和畸變，其中基波分量和諧波含量相應(yīng)增加，根據(jù)兩種分量的增加程度結(jié)合rfc算法對于電流互感器的飽和程度進行分類。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法，其特征在于，根據(jù)電流互感器分類結(jié)果，利用飽和電流反衍方法針對每一類飽和程度下的樣本數(shù)據(jù)分別建立rbf模型，將第二次側(cè)畸變電流和第一次側(cè)電流之間進行映射連接，構(gòu)建rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最終完成對于畸變電流的矯正并確認飽和頻率較高的電流互感器分布。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法，其特征在于，所述步驟s4中明確出現(xiàn)飽和頻率較高的電流互感器后進行抑制飽和操作，具體步驟如下，串聯(lián)電抗器限制短路電流，增大電流互感器變比，減少電流互感器的二次負載，在電流互感器電路內(nèi)增設(shè)繼電保護裝置，通過上述抑制飽和操作增加電流互感器的抗飽和操作。

9.一種磁屏蔽裝置，包括環(huán)形鐵芯，其特征在于，包括磁屏蔽殼，所述磁屏蔽殼呈環(huán)形，沿磁屏蔽殼內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)形空槽，所述空槽內(nèi)安裝有環(huán)形鐵芯，所述磁屏蔽殼中心設(shè)有孔洞，所述孔洞內(nèi)壁上設(shè)有若干磁干擾片。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種磁屏蔽裝置，其特征在于，所述孔洞內(nèi)壁上設(shè)有若干固定組件，所述固定組件包括弧形卡扣，所述磁干擾片設(shè)置在弧形卡之間的空隙中，所述磁干擾片帶有弧度，弧度與孔洞內(nèi)壁相適配，所述磁干擾片底端設(shè)有緊固件。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗直流偏磁電流互感器自檢方法及磁屏蔽裝置，涉及電流檢測技術(shù)領(lǐng)域，自檢方法步驟包括統(tǒng)計待測時間段內(nèi)的抗直流偏磁電流互感器的電流數(shù)據(jù)作為樣本；溯源樣本區(qū)間內(nèi)抗直流偏磁電流互感器并檢測其中的畸變電流；歸類所有畸變電流并進行反衍判斷電流互感器是否飽和；識別飽和的電流互感器并抑制飽和完成抗直流偏磁電流互感器自檢。磁屏蔽裝置包括磁屏蔽殼，所述磁屏蔽殼呈環(huán)形，沿磁屏蔽殼內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)形空槽，所述空槽內(nèi)安裝有環(huán)形鐵芯，所述磁屏蔽殼中心設(shè)有孔洞，所述孔洞內(nèi)壁上設(shè)有若干磁干擾片。降低電流互感器出現(xiàn)異常工作狀態(tài)的時間跨度，從而提高電流互感器的穩(wěn)定性。抵御外界環(huán)境磁場對于電流互感器的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：祝順峰,祝祺
受保護的技術(shù)使用者：浙江天際互感器股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21