一种环保型智能互感器及互感器补偿方法与流程

专利2022-06-29  74


本发明属于互感器技术领域,具体涉及一种环保型智能互感器及互感器补偿方法。



背景技术:

互感器又称为仪用变压器,是电流互感器和电压互感器的统称。能将高电压变成低电压、大电流变成小电流,用于量测或保护系统。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100v)或标准小电流(5a或1a,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。

电力系统为了传输电能,往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户,无法用仪表进行直接测量。互感器的作用,就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值,便于仪表直接测量,同时为继电保护和自动装置提供电源。电力系统用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器,是一次系统和二次系统的联络元件,其一次绕组接入电网,二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。互感器与测量仪表和计量装置配合,可以测量一次系统的电压、电流和电能;与继电保护和自动装置配合,可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。互感器性能的好坏,直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种环保型拼装塑壳及互感器,具有环保节能、易于使用安装、互感性能好和延时补偿准确的优点。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种环保型智能互感器,包括:互感器、外壳体和内壳体;所述外壳体和内壳体之间设置有绝缘材料;所述互感器置于内壳体内;所述互感器包括:互感器本体、延时补偿装置和饱和计算装置;所述延时补偿装置与饱和计算装置分别信号连接于互感器本体;所述延时补偿装置,用于对互感器进行延时补偿;所述饱和计算装置,用于计算互感器的饱和程度,控制互感器运行;所述饱和计算装置,计算互感器饱和程度的方法执行以下步骤:饱和计算装置获取互感器的电流采样数据,根据采集到的采样数据提取出电流中的非饱和区间,记为g;根据如下公式计算出电流采样数据的上限值:其中,lmax为上限值,n为采样次数;根据计算得到的上限值构造中间矩阵r;对中间矩阵r进行分解,得到中间矩阵特征参数σp;当中间矩阵特征参数满足如下条件:则判断互感器达到饱和状态,饱和计算装置控制互感器运行,进而降低互感器的能耗;若中间矩阵特征参数不满足如下条件,则判断互感器没有达到饱和状态,互感器继续照常运行;其中,η为电流采样数据的幅度值,ε为电流采样数据的频率;所述延时补偿装置对互感器进行延时补偿的方法执行以下步骤:通过电流采样数据,计算出延时,再计算电流采样数据的幅度值的平方值,然后计算得出电流采样数据的虚部,然后利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿,得到补偿后的电流采样数据;其中,所述利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿的方法执行以下步骤:其中,所述x0和y0为原电流采样数据的坐标值,xn和yn为旋转补偿后的电流采样数据,θi为电流采样数据对应的相位值;sn为旋转矩阵参数序列,设置为电流采样数据对应的幅度值;n为电流采样数据的个数,θi为延时角度;所述其中,li为互感器的理论频率值,li′为采样时的实时频率值。

进一步的,所述中间矩阵r表示为:

其中,r′位计算两个数的差值的绝对值运算。

进一步的,所述外壳体为金属材料制成;所述外壳体包括:左半部和右半部;所述左半部和右半部完全卡合形成封闭的空间;所述左半部为一个侧面;所述右半部包括顶面、底面和三个侧面;所述左半部的侧面以及右半部分的与左半部分的侧面相对的侧壁上分别具有若干个凸柱,所述凸柱上具有插孔;所述内壳体包括外环壁、线圈槽、内环壁、后导线穿孔,外环壁下侧的左与右部各有一个安装凸台及其安装螺孔;其中左或右一侧安装凸台的上方外环壁的一段开有一一间隔的绕槽与绕齿,开有绕槽和绕齿的外环壁段的外侧有引线槽和引线槽外壁;所述内壳体内设置有互感器;所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定;所述散热棒4或8根;所述散热棒为导热塑料、导热陶瓷或石墨。

进一步的,所述计算电流采样数据的幅度值的平方值的方法执行以下步骤:使用如下公式,计算电流采样数据的幅度值的平方值:其中,x为当前时刻的电流采样数据,x1和x2分别为前两个时刻的电流采样数据,ts为采样周期,ω为采样电流数据的相位值。

进一步的,所述互感器还包括:互感测定装置,用于实时测定准确的互感器的实时互感值;其测定互感器的实时互感值的方法执行以下步骤:根据负载、互感以及原边谐振电流之间的映射关系,寻找负载的值,根据迭代终止条件以及适应度排名得到负载的最优解;根据负载和互感之间的映射关系,利用负载的最优解确定互感器实时的互感值;其中,所述负载的最优解计算使用如下公式:其中,j为负载最优解,ip(t0)为t0时刻的电流采样值,ip(t0 t)]为经过t时间后的电流采样值,ip(t0-t)位t时间前的电流采样值。

进一步的,所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定

一种环保型智能互感器的互感器补偿方法,所述方法执行以下步骤:通过电流采样数据,计算出延时,再计算电流采样数据的幅度值的平方值,然后计算得出电流采样数据的虚部,然后利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿,得到补偿后的电流采样数据;其中,所述利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿的方法执行以下步骤:其中,所述x0和y0为原电流采样数据的坐标值,xn和yn为旋转补偿后的电流采样数据,θi为电流采样数据对应的相位值;sn为旋转矩阵参数序列,设置为电流采样数据对应的幅度值;n为电流采样数据的个数,θi为延时角度;所述其中,li为互感器的理论频率值,li′为采样时的实时频率值。

进一步的,所述所述计算电流采样数据的幅度值的平方值的方法执行以下步骤:使用如下公式,计算电流采样数据的幅度值的平方值:其中,x为当前时刻的电流采样数据,x1和x2分别为前两个时刻的电流采样数据,ts为采样周期,ω为采样电流数据的相位值。

进一步的,所述互感器还包括:互感测定装置,用于实时测定准确的互感器的实时互感值;其测定互感器的实时互感值的方法执行以下步骤:根据负载、互感以及原边谐振电流之间的映射关系,寻找负载的值,根据迭代终止条件以及适应度排名得到负载的最优解;根据负载和互感之间的映射关系,利用负载的最优解确定互感器实时的互感值;其中,所述负载的最优解计算使用如下公式:其中,j为负载最优解,ip(t0)为t0时刻的电流采样值,ip(t0 t)]为经过t时间后的电流采样值,ip(t0-t)位t时间前的电流采样值。

进一步的,所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定

本发明的一种环保型智能互感器及互感器补偿方法,具有如下有益效果:

1.环保节能:本发明的内壳体和外壳体均可拆卸连接而成,由若干壳体组装部件可拆卸连接,方便组装,方便拆卸,省时省力,当使用时,只需将组装部件进行拼接组装即可;当需要拆卸时,直接将整体拆成安装之前的几部分,省时省力,减少人力消耗,实用性强。

2.易于使用安装:本发明的互感器的客体和互感器是分离的,便于使用和安装,相较于传统的一体化互感器,其安装起来更加方便,且出现了故障也更好维护。

3.节能效果好:本发明使用饱和计算装置,计算互感器的饱和程度,控制互感器运行,从而可以保证互感器不出现过运行的情况,使得互感器对于能源的运用更加高效,实现了节能环保。本发明的饱和补偿装置能够保证互感器的不会出现运行过度,从而导致互感器出现温度过高的情况出现,从而互感器的内壳体无须使用耐高温材料或使用加强的内壳体,降低了互感器的成本。

4.互感性能好:本发明的互感器除了进行互感以外,还能针对运行状况进行互感器运行调整和进行延时补偿,从而提升互感器的性能。

5.延时补偿准确:本发明使用延时补偿装置对互感器进行延时补偿,因为在互感器进行测量时,其往往因为采样的时间延迟导致测量结果的偏差较大,而本发明可以消除互感器的延迟,从而实现更为精确的测量。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的环保型智能互感器的内壳体的结构示意图;

图2为本发明的实施例提供的环保型智能互感器的外壳体的左半部的结构示意图;

图3为本发明的实施例提供的环保型智能互感器的外壳体的右半部的结构示意图;

图4为本发明的实施例提供的环保型智能互感器的外部整体结构示意图;

图5为本发明的实施例提供的环保型智能互感器的互感器系统结构示意图;

图6为本发明的实施例提供的环保型智能互感器的电路结构示意图;

图7为本发明的实施例提供的环保型智能互感器的互感器补偿方法的方法流程示意图。

图8为本发明的实施例提供的环保型智能互感器与现有技术的互感器的能耗情况对比实验曲线图。

其中,1-引线槽外壁,2-引线槽,3-绕槽,4-绕齿,5-外环壁,6-线圈槽,7-内环壁,8-后导线穿孔,9-安装凸台,10-安装螺孔,11-凸柱,12-左半部的侧面,13-右半部的侧面,14-凸柱,15-插孔,16-外壳体,17-绝缘材料,18-内壳体,19-互感器本体,20-延时补偿装置,21-饱和补偿装置,a-本发明的互感器的能耗实验曲线,b-现有技术的互感器的能耗曲线,1-1-二次绕组;1-2-一次绕组;1-3-升流绕组;1-4-调压器;2-延时补偿装置;2-1-延时补偿装置的采样单元;2-2-延时补偿装置的计算单元;2-3-延时补偿装置的补偿单元;3-饱和计算装置;3-1-饱和计算装置的采样单元;3-2-连接电线;3-3-饱和计算装置的计算单元;3-4-采样电阻;3-5-饱和计算装置的电流二次绕组;3-6-饱和计算装置的电流一次绕组;3-7-饱和计算装置的电压二次绕组;3-8-饱和计算装置的电压转换一次绕组;4-同步电线;5-电流电压采样电线;。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示,一种环保型智能互感器,包括:互感器、外壳体和内壳体;所述外壳体和内壳体之间设置有绝缘材料;所述互感器置于内壳体内;所述互感器包括:互感器本体、延时补偿装置和饱和计算装置;所述延时补偿装置与饱和计算装置分别信号连接于互感器本体;所述延时补偿装置,用于对互感器进行延时补偿;所述饱和计算装置,用于计算互感器的饱和程度,控制互感器运行;其特征在于,所述饱和计算装置,计算互感器饱和程度的方法执行以下步骤:饱和计算装置获取互感器的电流采样数据,根据采集到的采样数据提取出电流中的非饱和区间,记为g;根据如下公式计算出电流采样数据的上限值:其中,lmax为上限值,n为采样次数;根据计算得到的上限值构造中间矩阵r;对中间矩阵r进行分解,得到中间矩阵特征参数σp;当中间矩阵特征参数满足如下条件:则判断互感器达到饱和状态,饱和计算装置控制互感器运行,进而降低互感器的能耗;若中间矩阵特征参数不满足如下条件,则判断互感器没有达到饱和状态,互感器继续照常运行;其中,η为电流采样数据的幅度值,ε为电流采样数据的频率;所述延时补偿装置对互感器进行延时补偿的方法执行以下步骤:通过电流采样数据,计算出延时,再计算电流采样数据的幅度值的平方值,然后计算得出电流采样数据的虚部,然后利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿,得到补偿后的电流采样数据;其中,所述利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿的方法执行以下步骤:其中,所述x0和y0为原电流采样数据的坐标值,xn和yn为旋转补偿后的电流采样数据,θi为电流采样数据对应的相位值;sn为旋转矩阵参数序列,设置为电流采样数据对应的幅度值;n为电流采样数据的个数,θi为延时角度;所述其中,li为互感器的理论频率值,li′为采样时的实时频率值。

具体的,本发明的饱和补偿装置能够保证互感器的不会出现运行过度,从而导致互感器出现温度过高的情况出现,从而互感器的内壳体无须使用耐高温材料或使用加强的内壳体,降低了互感器的成本。

具体的,延时补偿装置,用于对互感器进行延时补偿;所述饱和计算装置,用于计算互感器的饱和程度,控制互感器运行。饱和计算装置,计算互感器的饱和程度,控制互感器运行,从而可以保证互感器不出现过运行的情况,使得互感器对于能源的运用更加高效,实现了节能环保。延时补偿装置对互感器进行延时补偿,因为在互感器进行测量时,其往往因为采样的时间延迟导致测量结果的偏差较大,而本发明可以消除互感器的延迟,从而实现更为精确的测量。

具体的,目前判断电流互感器饱和的原理主要有两类,一类是基于谐波原理,一类基于波形识别原理。由于电力系统发生故障时本身含有谐波,所以基于谐波原理的电流互感器饱和判据可能造成保护拒动或延缓动作。基于波形识别的原理是建立在对电流互感器饱和的波形的认识的基础上的,所以不能够保证区外故障电流互感器保护时保护可靠不动。这两类判断电流互感器保护的另外的一个局限就是在区外故障转区内同相故障且转换时间短时,保护动作时间很长,有时会导致保护拒动。

具体的,延时补偿装置包括:延时补偿装置的采样单元;延时补偿装置的计算单元;延时补偿装置的补偿单元,分别进行延时补偿的采样,延时补偿的计算和延时补偿的旋转补偿。

具体的,饱和计算装置包括:饱和计算装置的采样单元;连接电线;饱和计算装置的计算单元;采样电阻;饱和计算装置的电流二次绕组;饱和计算装置的电流一次绕组;饱和计算装置的电压二次绕组;饱和计算装置的电压转换一次绕组。

实施例2

在上一实施例的基础上,所述中间矩阵r表示为:

其中,r′位计算两个数的差值的绝对值运算。

实施例3

在上一实施例的基础上,所述外壳体为金属材料制成;所述外壳体包括:左半部和右半部;所述左半部和右半部完全卡合形成封闭的空间;所述左半部为一个侧面;所述右半部包括顶面、底面和三个侧面;所述左半部的侧面以及右半部分的与左半部分的侧面相对的侧壁上分别具有若干个凸柱,所述凸柱上具有插孔;所述内壳体包括外环壁、线圈槽、内环壁、后导线穿孔,外环壁下侧的左与右部各有一个安装凸台及其安装螺孔;其中左或右一侧安装凸台的上方外环壁的一段开有一一间隔的绕槽与绕齿,开有绕槽和绕齿的外环壁段的外侧有引线槽和引线槽外壁;所述内壳体内设置有互感器;所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定;所述散热棒4或8根;所述散热棒为导热塑料、导热陶瓷或石墨。

具体的,本发明的环保型拼装塑壳拥有两层壳体,分别为内壳体和外壳体;所述外壳体和内壳体之间设置有绝缘材料,可以有效保护内壳体内部的装置免受外部环境的影响,最大程度保证内部的装置的运行效果。

此外,内壳体和外壳体均可拆卸连接而成,由若干壳体组装部件可拆卸连接,方便组装,方便拆卸,省时省力,当使用时,只需将组装部件进行拼接组装即可;当需要拆卸时,直接将整体拆成安装之前的几部分,省时省力,减少人力消耗,实用性强。

具体的,所述散热棒有效保证互感器运行过程中散发的热量能够及时散发出去,避免因为过热造成互感器的故障,提升了互感器的质量。

实施例4

所述计算电流采样数据的幅度值的平方值的方法执行以下步骤:使用如下公式,计算电流采样数据的幅度值的平方值:其中,x为当前时刻的电流采样数据,x1和x2分别为前两个时刻的电流采样数据,ts为采样周期,ω为采样电流数据的相位值。

实施例5

在上一实施例的基础上,所述互感器还包括:互感测定装置,用于实时测定准确的互感器的实时互感值;其测定互感器的实时互感值的方法执行以下步骤:根据负载、互感以及原边谐振电流之间的映射关系,寻找负载的值,根据迭代终止条件以及适应度排名得到负载的最优解;根据负载和互感之间的映射关系,利用负载的最优解确定互感器实时的互感值;其中,所述负载的最优解计算使用如下公式:其中,j为负载最优解,ip(t0)为t0时刻的电流采样值,ip(t0 t)]为经过t时间后的电流采样值,ip(t0-t)位t时间前的电流采样值。

具体的,本发明使用实时的互感值测算方法,利用前一个周期和后一个周期的互感值,再和本时刻测量值进行综合测算,得到的结果更加准确。

实施例6

所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定

实施例7

一种环保型智能互感器的互感器补偿方法,所述方法执行以下步骤:通过电流采样数据,计算出延时,再计算电流采样数据的幅度值的平方值,然后计算得出电流采样数据的虚部,然后利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿,得到补偿后的电流采样数据;其中,所述利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿的方法执行以下步骤:其中,所述x0和y0为原电流采样数据的坐标值,xn和yn为旋转补偿后的电流采样数据,θi为电流采样数据对应的相位值;sn为旋转矩阵参数序列,设置为电流采样数据对应的幅度值;n为电流采样数据的个数,θi为延时角度;所述其中,li为互感器的理论频率值,li′为采样时的实时频率值。

实施例8

在上一实施例的基础上,所述计算电流采样数据的幅度值的平方值的方法执行以下步骤:使用如下公式,计算电流采样数据的幅度值的平方值:其中,x为当前时刻的电流采样数据,x1和x2分别为前两个时刻的电流采样数据,ts为采样周期,ω为采样电流数据的相位值。

具体的,当一线圈中的电流发生变化时,在临近的另一线圈中产生感应电动势,叫做互感现象。互感现象是一种常见的电磁感应现象,不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且也可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。

实施例9

在上一实施例的基础上,所述互感器还包括:互感测定装置,用于实时测定准确的互感器的实时互感值;其测定互感器的实时互感值的方法执行以下步骤:根据负载、互感以及原边谐振电流之间的映射关系,寻找负载的值,根据迭代终止条件以及适应度排名得到负载的最优解;根据负载和互感之间的映射关系,利用负载的最优解确定互感器实时的互感值;其中,所述负载的最优解计算使用如下公式:其中,j为负载最优解,ip(t0)为t0时刻的电流采样值,ip(t0 t)]为经过t时间后的电流采样值,ip(t0-t)位t时间前的电流采样值。

实施例10

在上一实施例的基础上,所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定

具体的,一次绕组可调,二次多绕组电流互感器。这种电流互感器的特点是变比量程多,而且可以变更,多见于高压电流互感器。其一次绕组分为两段,分别穿过互感器的铁心,二次绕组分为两个带抽头的、不同准确度等级的独立绕组。一次绕组与装置在互感器外侧的连接片连接,通过变更连接片的位置,使一次绕组形成串联或并联接线,从而改变一次绕组的匝数,以获得不同的变比。带抽头的二次绕组自身分为两个不同变比和不同准确度等级的绕组,随着一次绕组连接片位置的变更,一次绕组匝数相应改变,其变比也随之改变,这样就形成了多量程的变比。带抽头的二次独立绕组的不同变比和不同准确度等级,可以分别应用于电能计量、指示仪表、变送器、继电保护等,以满足各自不同的使用要求。

以上所述仅为本发明的一个实施例子,但不能以此限制本发明的范围,凡依据本发明所做的结构上的变化,只要不失本发明的要义所在,都应视为落入本发明保护范围之内受到制约。

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统的具体工作过程及有关说明,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

需要说明的是,上述实施例提供的系统,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,在实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成,即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合,例如,上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称,仅仅是为了区分各个模块或者步骤,不视为对本发明的不当限定。

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

本领域技术人员应该能够意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。


技术特征:

1.一种环保型智能互感器,包括:互感器、外壳体和内壳体;所述外壳体和内壳体之间设置有绝缘材料;所述互感器置于内壳体内;所述互感器包括:互感器本体、延时补偿装置和饱和计算装置;所述延时补偿装置与饱和计算装置分别信号连接于互感器本体;所述延时补偿装置,用于对互感器进行延时补偿;所述饱和计算装置,用于计算互感器的饱和程度,控制互感器运行;其特征在于,所述饱和计算装置,计算互感器饱和程度的方法执行以下步骤:饱和计算装置获取互感器的电流采样数据,根据采集到的采样数据提取出电流中的非饱和区间,记为g;根据如下公式计算出电流采样数据的上限值:其中,lmax为上限值,n为采样次数;根据计算得到的上限值构造中间矩阵r;对中间矩阵r进行分解,得到中间矩阵特征参数σp;当中间矩阵特征参数满足如下条件:则判断互感器达到饱和状态,饱和计算装置控制互感器运行,进而降低互感器的能耗;若中间矩阵特征参数不满足如下条件,则判断互感器没有达到饱和状态,互感器继续照常运行;其中,η为电流采样数据的幅度值,ε为电流采样数据的频率;所述延时补偿装置对互感器进行延时补偿的方法执行以下步骤:通过电流采样数据,计算出延时,再计算电流采样数据的幅度值的平方值,然后计算得出电流采样数据的虚部,然后利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿,得到补偿后的电流采样数据;其中,所述利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿的方法执行以下步骤:其中,所述x0和y0为原电流采样数据的坐标值,xn和yn为旋转补偿后的电流采样数据,θi为电流采样数据对应的相位值;sn为旋转矩阵参数序列,设置为电流采样数据对应的幅度值;n为电流采样数据的个数,θi为延时角度;所述其中,li为互感器的理论频率值,li′为采样时的实时频率值。

2.如权利要求1所述的互感器,其特征在于,所述中间矩阵r表示为:

其中,r′位计算两个数的差值的绝对值运算。

3.如权利要求3所述的互感器,其特征在于,所述外壳体为金属材料制成;所述外壳体包括:左半部和右半部;所述左半部和右半部完全卡合形成封闭的空间;所述左半部为一个侧面;所述右半部包括顶面、底面和三个侧面;所述左半部的侧面以及右半部分的与左半部分的侧面相对的侧壁上分别具有若干个凸柱,所述凸柱上具有插孔;所述内壳体包括外环壁、线圈槽、内环壁、后导线穿孔,外环壁下侧的左与右部各有一个安装凸台及其安装螺孔;其中左或右一侧安装凸台的上方外环壁的一段开有一一间隔的绕槽与绕齿,开有绕槽和绕齿的外环壁段的外侧有引线槽和引线槽外壁;所述内壳体内设置有互感器;所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定;所述散热棒4或8根;所述散热棒为导热塑料、导热陶瓷或石墨。

4.如权利要求3所述的互感器,其特征在于,所述计算电流采样数据的幅度值的平方值的方法执行以下步骤:使用如下公式,计算电流采样数据的幅度值的平方值:其中,x为当前时刻的电流采样数据,x1和x2分别为前两个时刻的电流采样数据,ts为采样周期,ω为采样电流数据的相位值。

5.如权利要求4所述的互感器,其特征在于,所述互感器还包括:互感测定装置,用于实时测定准确的互感器的实时互感值;其测定互感器的实时互感值的方法执行以下步骤:根据负载、互感以及原边谐振电流之间的映射关系,寻找负载的值,根据迭代终止条件以及适应度排名得到负载的最优解;根据负载和互感之间的映射关系,利用负载的最优解确定互感器实时的互感值;其中,所述负载的最优解计算使用如下公式:其中,j为负载最优解,ip(t0)为t0时刻的电流采样值,ip(t0 t)]为经过t时间后的电流采样值,ip(t0-t)位t时间前的电流采样值。

6.如权利要求5所述的互感器,其特征在于,所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定。

7.一种基于权利要求1至6之一所述的权利要求5所述的环保型智能互感器的互感器补偿方法,其特征在于,所述方法执行以下步骤:通过电流采样数据,计算出延时,再计算电流采样数据的幅度值的平方值,然后计算得出电流采样数据的虚部,然后利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿,得到补偿后的电流采样数据;其中,所述利用计算出的数据对对电流采样数据进行旋转补偿的方法执行以下步骤:其中,所述x0和y0为原电流采样数据的坐标值,xn和yn为旋转补偿后的电流采样数据,θi为电流采样数据对应的相位值;sn为旋转矩阵参数序列,设置为电流采样数据对应的幅度值;n为电流采样数据的个数,θi为延时角度;所述其中,li为互感器的理论频率值,li′为采样时的实时频率值。

8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述计算电流采样数据的幅度值的平方值的方法执行以下步骤:使用如下公式,计算电流采样数据的幅度值的平方值:其中,x为当前时刻的电流采样数据,x1和x2分别为前两个时刻的电流采样数据,ts为采样周期,ω为采样电流数据的相位值。

9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述互感器还包括:互感测定装置,用于实时测定准确的互感器的实时互感值;其测定互感器的实时互感值的方法执行以下步骤:根据负载、互感以及原边谐振电流之间的映射关系,寻找负载的值,根据迭代终止条件以及适应度排名得到负载的最优解;根据负载和互感之间的映射关系,利用负载的最优解确定互感器实时的互感值;其中,所述负载的最优解计算使用如下公式:其中,j为负载最优解,ip(t0)为t0时刻的电流采样值,ip(t0 t)]为经过t时间后的电流采样值,ip(t0-t)位t时间前的电流采样值。

10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述互感器包括:铁棒、散热棒、模塑材料、一次绕组和二次绕组;所述铁棒,呈口字形,置于所述金属壳体的中心位置;所述一次绕组通过内壳体的引线槽进入绕槽内,经过所述绕齿后,缠绕在所述铁棒上;所述二次绕组通过后导线穿孔穿入,缠绕在所述铁棒上;所述一次绕组和二次绕组通过所述绝缘材料彼此电隔离;所述散热棒,以与所述一次绕组和二次绕组不接触的方式穿过所述绝缘材料,并且安装在所述安装凸台上;所述内壳体内部靠近外环壁的部分填充有模塑材料;所述一次绕组和二次绕组的多余部分均通过线圈槽进行固定。

技术总结
本发明属于互感器技术领域,具体涉及一种环保型智能互感器及互感器补偿方法,包括:互感器、外壳体和内壳体;所述外壳体和内壳体之间设置有绝缘材料;所述互感器置于内壳体内;所述互感器包括:互感器本体、延时补偿装置和饱和计算装置;所述延时补偿装置与饱和计算装置分别信号连接于互感器本体;所述延时补偿装置,用于对互感器进行延时补偿;所述饱和计算装置,用于计算互感器的饱和程度,控制互感器运行;具有环保节能、易于使用安装、互感性能好和延时补偿准确的优点。

技术研发人员:董永亮
受保护的技术使用者:河北中开明泰电气设备有限公司
技术研发日:2020.03.26
技术公布日:2020.06.09

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