本发明涉及电力设备领域，更具体地，涉及一种零序电流互感器及其二次回路检测装置及方法。
背景技术：
在正常运行时10kv间隔保护装置中的零序电流保护通道无流，无法监视、预警零序电流采样是否异常。当10kv间隔保护装置零序电流采样异常且发生单相接地故障时，将会造成该间隔零序电流保护拒动，导致上级保护越级动作跳闸，从而引发10kv母线失压、供电区域大面积停电等，带来重大经济损失和不良社会影响。目前变电站10kv间隔保护装置零序电流采样通道异常隐患排查包括不停电排查和停电排查两种方法。在进行不停电排查时只能对装置外观进行检查，以及通过紧固接线进行排查，难以发现零序电流采样通道异常隐患；而采用停电排查则会造成用户停电，影响供电可靠性。
公开号cn106908687a(公开日2017-06-30)提出了一种电流互感器二次回路检测装置，其提出通过结合罗氏线圈输出电压进行开路与否的判断，能够对零序电流互感器的不停电排查。但是由于目前10kv间隔零序电流保护定值id一般整定为60a-75a(一次值)，因此存在容易造成零序电流保护产生误动或拒动操作，影响10kv配电网安全可靠运行的问题。
技术实现要素：
本发明为克服上述现有技术所述的不停电排查难以发现零序电流采样通道异常隐患，存在容易造成零序电流保护产生误动或拒动操作的缺陷，提供一种零序电流互感器及其二次回路检测装置，以及一种零序电流互感器及其二次回路检测方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种零序电流互感器及其二次回路检测装置，包括：电流发生模块、电流采集模块、微处理器、人机交互模块、报警模块、电源模块，其中：电流发生模块的输出端与零序电流互感器的输入端电连接，电流采集模块的输入端与零序电流互感器的输出端电连接；电流发生模块的控制端与微处理器的输出端连接，电流采集模块的输出端与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端分别与人机交互模块的输入端、报警模块的输入端连接；人机交互模块的输出端与微处理器的输入端连接；电源模块的输出端分别与电流发生模块、电流采集模块、微处理器、人机交互模块、报警模块的供电端连接。
在使用过程中，电流发生模块向零序电流互感器输出非工频电流，输出的非工频电流经零序电流互感器感应生成二次电流输入其二次回路中，电流采集模块实时采集零序电流互感器二次电流，然后将其采样电流数据发送至微处理器中；微处理器根据输出的非工频电流值与采样电流值进行零序电流互感器变比计算，并将输出的非工频电流值、采样电流值、计算结果发送至人机交互模块中进行显示；微处理器将计算结果与其预设的设定值进行逻辑判断，当计算结果与设定值不一致时，表示当前零序电流互感器存在变比失准、二次回路接触不良或开路等缺陷，微处理器向报警模块发送告警信号，报警模块工作并发出警报，且微处理器控制电流发生模块停止工作。
作为优选方案，电流发生模块输出的采样电流为2倍工频电流，即100hz电流。
作为优选方案，装置还包括输出限流电路，输出限流电路的输入端与电流发生模块的输出端电连接，输出限流电路的输出端与零序电流互感器的输入端电连接。其中，输出限流电路用于使电流发生模块生成的采样电流值远小于零序电流保护的定值，避免零序电流互感器升流时零序电流保护误动。
作为优选方案，电流采集模块包括电流钳，装置通过电流钳采集零序电流互感器二次电流。
作为优选方案，电流采集模块的采样相对误差≤0.5％，量程为0～20a。
作为优选方案，装置还包括电流端子，电流端子设置在开关柜内，且电流端子通过预装升流线与零序电流互感器连接；电流发生模块的输出端通过试验升流线与电流端子连接。
作为优选方案，装置还包括存储模块，存储模块的输入端与微处理器的输出端连接；微处理器将当前采样电流数值及检测结果发送至存储模块中，当工作人员通过人机交互模块向微处理器发送查询操作指令时，微处理器通过存储模块调取历史检测后发送到人机交互模块中进行显示。
作为优选方案，装置还包括通信模块，通信模块的输入端与微处理器的输出端连接，微处理器通过通信模块将检测结果及当前采样电流数值发送至工作人员的终端。
作为优选方案，人机交互模块包括液晶触摸屏。
本发明还提出了一种零序电流互感器及其二次回路检测方法，应用于上述任一技术方案的零序电流互感器及其二次回路检测装置，具体包括以下步骤：
s1：将电流发生模块的输出端与零序电流互感器电连接，电流采集模块的输入端与零序电流互感器及其二次回路电连接，完成检测装置的安装；
s2：电流发生模块向零序电流互感器输出非工频电流，非工频电流经零序电流互感器感应生成二次电流输入其二次回路中，电流采集模块实时采集零序电流互感器生成的二次电流，然后将其采样电流数据发送至微处理器中；
s3：微处理器根据非工频电流值与采样电流值进行零序电流互感器变比计算，并将输出的非工频电流值、二次电流值、计算结果发送至人机交互模块中进行显示；
s4：微处理器将计算结果与其预设的设定值进行逻辑判断，当计算结果与设定值不一致时，微处理器向报警模块发送告警信号，报警模块工作并发出警报，且微处理器控制电流发生模块停止工作。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明通过向零序电流互感器输出远小于零序电流保护定值大小的非工频电流，实现零序电流互感器的升流试验，配合电流采集模块及微处理器对零序电流互感器的二次电流采集及计算，将计算结果与设定值对比，实现零序电流互感器及其二次回路的不停电智能检测，有效检测零序电流采样通道异常隐患，同时确保不会造成零序电流保护产生误动或拒动操作，确保10kv配电网安全可靠运行，提高供电可靠性。
附图说明
图1为实施例1的零序电流互感器及其二次回路检测装置的结构示意图。
图2为实施例1的零序电流互感器及其二次回路检测装置的接线参考图。
图3为实施例2的零序电流互感器及其二次回路检测装置的结构示意图。
图4为实施例2的零序电流互感器及其二次回路检测装置的接线参考图。
图5为实施例3的零序电流互感器及其二次回路检测方法的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提出一种零序电流互感器及其二次回路检测装置，如图1所示，为本实施例的零序电流互感器及其二次回路检测装置的结构示意图。
本实施例提出的零序电流互感器及其二次回路检测装置中，包括电流发生模块1、电流采集模块2、微处理器3、人机交互模块4、报警模块5、电源模块6，其中，电流发生模块1的输出端与零序电流互感器的输入端电连接，电流采集模块2的输入端与零序电流互感器的输出端电连接；电流发生模块1的控制端与微处理器3的输出端连接，电流采集模块2的输出端与微处理器3的输入端连接，微处理器3的输出端分别与人机交互模块4的输入端、报警模块5的输入端连接；人机交互模块4的输出端与微处理器3的输入端连接。
电源模块6的输出端分别与电流发生模块1、电流采集模块2、微处理器3、人机交互模块4、报警模块5的供电端连接。本实施例中的电源模块采用蓄电池或锂电池组。
如图2所示，为本实施例的零序电流互感器及其二次回路检测装置的接线参考图。其中零序电流互感器一般安装在10kv一次电缆层的10kv间隔。
进一步地，本实施例中的电流发生模块1输出的非工频电流为2倍工频电流，即100hz电流。
进一步地，电流采集模块2包括电流钳，装置通过电流钳采集零序电流互感器二次电流，其采样相对误差≤0.5％，量程为0～20a。
进一步地，人机交互模块4包括液晶触摸屏。在使用过程中工作人员可通过人机交互模块4设定任意小于15a的电流输出值，人机交互模块4将接收的工作指令转换为工作信号发送至微处理器3中，微处理器3向电流发生模块1发送工作信号，控制电流发生模块1输出相应大小的非工频电流。
进一步地，本实施例中还包括输出限流电路，输出限流电路的输入端与电流发生模块1的输出端电连接，输出限流电路的输出端与零序电流互感器的输入端电连接。其中，输出限流电路用于使电流发生模块1生成的非工频电流值远小于零序电流保护的定值，在本实施例中，输出限流电路对输出的非工频电流限制为小于15a的电流输出值。
目前10kv间隔零序电流保护定值id一般整定为60a-75a(一次值)，且10kv保护装置零序电流保护采样模块一般配置有滤波功能，只采集工频电流值作为零序电流保护的幅值判据。因此本实施例提出的检测装置通过输出2倍工频电流以及远小于零序电流保护定值的限流输出，能够有效避免零序电流互感器升流时零序电流保护误动。
在具体实施过程中，电流发生模块1向零序电流互感器输出非工频电流，其中非工频电流为2倍工频电流，即为100hz电流，且电流发生模块1输出端连接的输出限流电路实现限流功能，使非工频电流小于15a的电流输出值。
电流发生模块1输出的非工频电流经零序电流互感器感应生成二次电流输入其二次回路中，电流采集模块2实时采集零序电流互感器二次电流，然后将其采集的电流数据发送至微处理器3中；微处理器3根据输出的非工频电流值与采样电流值进行零序电流互感器变比计算，并将输出的非工频电流值、采样电流值、计算结果发送至人机交互模块4中进行显示。同时，微处理器3将计算结果与其预设的设定值进行逻辑判断，当计算结果与设定值不一致时，表示当前零序电流互感器存在变比失准、二次回路接触不良或开路等缺陷，此时微处理器3向报警模块5发送告警信号，报警模块5工作并发出警报，便于变电运行部门及时安排消缺，排除安全隐患；且微处理器3控制电流发生模块1停止工作，确保零序电流互感器不停电升流工作安全可靠。
实施例2
本实施例在实施例1提出的零序电流互感器及其二次回路检测装置的基础上，作出改进。如图3所示，为本实施例的零序电流互感器及其二次回路检测装置的结构示意图。
本实施例中的零序电流互感器及其二次回路检测装置中还包括存储模块7，存储模块7的输入端与微处理器3的输出端连接；微处理器3将当前采集的二次电流数值及检测结果发送至存储模块7中。
当工作人员通过人机交互模块4向微处理器3发送查询操作指令时，微处理器3通过存储模块7调取历史检测后发送到人机交互模块4中进行显示。
本实施例中的零序电流互感器及其二次回路检测装置还包括电流端子8，当零序电流互感器安装于开关柜内10kv间隔时，将电流端子8设置在开关柜上，零序电流互感器通过预装升流线并引出至开关柜内与电流端子8连接，在使用时通过输出试验升流线将电流发生模块1的输出端与电流端子8连接即完成检测装置与电流互感器的连接安装。
如图4所示，为本实施例的零序电流互感器及其二次回路检测装置的接线参考图。其中零序电流互感器通过预装升流线与电流端子8的一端连接，电流发生模块1的输出端通过试验升流线与电流端子8的另一端连接。
本实施例中的零序电流互感器及其二次回路检测装置还包括通信模块9，通信模块9的输入端与微处理器3的输出端连接，微处理器3通过通信模块9将检测结果及当前采集的二次电流数值发送至工作人员的终端。
在具体实施过程中，电流发生模块1输出2倍工频电流作为采样电流，采样电流经零序电流互感器感应生成二次电流输入其二次回路中，电流采集模块2实时采集零序电流互感器二次电流，然后将其采集的电流数据发送至微处理器3中；微处理器3根据输出的采样电流值与采集的二次电流值进行零序电流互感器变比计算，并将输出的非工频电流值、采样电流值、计算结果发送至人机交互模块4中进行显示，以及发送至存储模块7中以采样时间作为标签进行存储。
同时，微处理器3将计算结果与其预设的设定值进行逻辑判断，当计算结果与设定值不一致时，表示当前零序电流互感器存在变比失准、二次回路接触不良或开路等缺陷，此时微处理器3向报警模块5发送告警信号，报警模块5工作并发出警报，微处理器3控制电流发生模块1停止工作；此外，微处理器3将输出的非工频电流值、采样电流值、计算结果以及判断结果通过通信模块9发送至工作人员终端，工作人员可通过其终端获取当前零序电流互感器及其二次回路的检测结果，便于变电运行部门及时安排消缺，排除安全隐患。
实施例3
本实施例提出一种零序电流互感器及其二次回路检测方法，应用与实施例1或实施例2提出的零序电流互感器及其二次回路检测装置中。如图5所示，为本实施例的零序电流互感器及其二次回路检测方法的流程图。
本实施例提出的零序电流互感器及其二次回路检测方法中，包括以下步骤：
s1：将电流发生模块1的输出端与零序电流互感器电连接，电流采集模块2的输入端与零序电流互感器及其二次回路电连接，完成检测装置的安装；
s2：电流发生模块1向零序电流互感器输出采样电流，采样电流经零序电流互感器感应生成二次电流输入其二次回路中，电流采集模块2实时采集零序电流互感器生成的二次电流，然后将其采集的二次电流数据发送至微处理器3中；
s3：微处理器3根据输出的非工频电流值与采集的二次电流值进行零序电流互感器变比计算，并将非工频电流值、采样电流值、计算结果发送至人机交互模块4中进行显示；
s4：微处理器3将计算结果与其预设的设定值进行逻辑判断，当计算结果与设定值不一致时，微处理器3向报警模块5发送告警信号，报警模块5工作并发出警报，且微处理器3控制电流发生模块1停止工作。
本实施例通过应用实施例1或实施例2提出的零序电流互感器及其二次回路检测装置进行零序电流互感器及其二次回路的智能检测，能够及时且有效地检测零序电流互感器变比失准、二次回路接触不良或开路等缺陷，便于变电运行部门及时安排检修，避免影响用户的用电，有效排除安全隐患。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
1.一种零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，包括电流发生模块、电流采集模块、微处理器、人机交互模块、报警模块、电源模块，其中：
所述电流发生模块的输出端与零序电流互感器的输入端电连接，所述电流采集模块的输入端与零序电流互感器的输出端电连接；
所述电流发生模块的控制端与所述微处理器的输出端连接，所述电流采集模块的输出端与所述微处理器的输入端连接，所述微处理器的输出端分别与所述人机交互模块的输入端、所述报警模块的输入端连接；
所述人机交互模块的输出端与所述微处理器的输入端连接；
所述电源模块的输出端分别与所述电流发生模块、电流采集模块、微处理器、人机交互模块、报警模块的供电端连接；
所述电流发生模块向零序电流互感器输出非工频电流，非工频电流经零序电流互感器感应生成二次电流输入其二次回路中，所述电流采集模块实时采集零序电流互感器二次电流，然后将其采样电流数据发送至微处理器中；所述微处理器根据输出的非工频电流值与采样电流值进行零序电流互感器变比计算，并将输出的非工频电流值、采样电流值、计算结果发送至人机交互模块中进行显示；所述微处理器将计算结果与其预设的设定值进行逻辑判断，当计算结果与设定值不一致时，所述微处理器向报警模块发送告警信号，所述报警模块工作并发出警报，且所述微处理器控制所述所述电流发生模块停止工作。
2.根据权利要求1所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，所述电流发生模块输出的采样电流为2倍工频电流。
3.根据权利要求1所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，所述装置还包括输出限流电路，所述输出限流电路的输入端与所述电流发生模块的输出端电连接，所述输出限流电路的输出端与所述零序电流互感器的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，所述电流采集模块包括电流钳，所述装置通过电流钳采集零序电流互感器二次电流。
5.根据权利要求4所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，所述电流采集模块的采样相对误差≤0.5％，量程为0～20a。
6.根据权利要求1所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，所述装置还包括电流端子，所述电流端子设置在开关柜内，且所述电流端子通过预装升流线与零序电流互感器连接；所述电流发生模块的输出端通过试验升流线与电流端子连接。
7.根据权利要求1所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，所述装置还包括存储模块，所述存储模块的输入端与所述微处理器的输出端连接；所述微处理器将当前采样电流数值及检测结果发送至所述存储模块中，当工作人员通过所述人机交互模块向所述微处理器发送查询操作指令时，所述微处理器通过所述存储模块调取历史检测后发送到所述人机交互模块中进行显示。
8.根据权利要求8所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，所述装置还包括通信模块，所述通信模块的输入端与所述微处理器的输出端连接，所述微处理器通过所述通信模块将检测结果及当前采样电流数值发送至工作人员的终端。
9.根据权利要求1～8任一项所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，所述人机交互模块包括液晶触摸屏。
10.一种零序电流互感器及其二次回路检测方法，应用于权利要求1～9任一项所述的零序电流互感器及其二次回路检测装置，其特征在于，包括以下步骤：
s1：将所述电流发生模块的输出端与零序电流互感器电连接，所述电流采集模块的输入端与零序电流互感器及其二次回路电连接，完成检测装置的安装；
s2：所述电流发生模块向零序电流互感器输出非工频电流，非工频电流经零序电流互感器感应生成二次电流输入其二次回路中，所述电流采集模块实时采集零序电流互感器二次电流，然后将其采集的二次电流数据发送至微处理器中；
s3：所述微处理器根据输出的非工频电流值与采集的二次电流值进行零序电流互感器变比计算，并将非工频电流值、采样电流值、计算结果发送至人机交互模块中进行显示；
s4：所述微处理器将计算结果与其预设的设定值进行逻辑判断，当计算结果与设定值不一致时，所述微处理器向报警模块发送告警信号，所述报警模块工作并发出警报，且所述微处理器控制所述所述电流发生模块停止工作。
技术总结