本发明涉及一种基于空芯线圈的双通道互校验电子式电流互感器，属于电子式电流互感器智能应用技术领域。
背景技术：
2010年，为加快智能电网建设步伐，国家电网公司启动了智能变电站“四确保一争取”工程，江苏西泾220kv变电站、四川永昌110kv变电站、延安750kv变电站等智能变电站，在国内首次全站均采用电子式互感器。2012年1月，国家电网公司提出建设新一代智能变电站。截至2013年9月底，国网公司范围内新建智能变电站656座，改造智能变电站274座。2014年，国网公司启动50座新一代智能变电站扩大示范工程。2016年，国网公司计划在3年内建成投运新一代智能变电站500座，智能变电站建设进一步加快，电子式互感器逐步进入大规模应用阶段。
目前，电子式互感器在国内用于电能贸易结算较少，主要原因在于当前电子式互感器的运行还存在着一定的误差，而且对于运行误差还缺乏一种有效的手段进行校验。
技术实现要素：
本发明的目的，在于提供一种基于空芯线圈的双通道互校验电子式电流互感器，通过实时比较分析两路高精度测量通道的采样数据，及时发现可能存在的计量通道异常，从而提高计量可信度，满足数字化计量关口贸易结算高可靠性需求。
为了达成上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于空芯线圈的双通道互校验电子式电流互感器，包括第一线圈壳体、第一空心线圈、第二线圈壳体、第二空心线圈、远端模块箱体和位于远端模块箱体内的远端模块，所述远端模块包括数据采集模块、数据互校验模块和通信模块；所述远端模块还连接有电源模块；
所述数据采集模块对两路信号采用模数转换芯片进行同步采样，并对采样值进行数据预处理；
所述数据互校验模块进行数据接收、数据互校验和告警输出；
所述通信模块包含通道1数据接收模块、通道2数据接收模块、告警接收模块、通道切换模块、9－2模块，所述通信模块将接收的采样数据、告警数据实时发送至站内后台系统；
所述第一线圈壳体和第二线圈壳体采用型号一致的圆环壳体，两者独立安装；所述第一空心线圈和第二空心线圈采用同一型号空心线圈；所述第一空心线圈固定在第一线圈壳体中，内部采用固体绝缘胶填充固定；所述第二空心线圈固定在第二线圈壳体中，内部采用固体绝缘胶填充固定；
所述第一空心线圈和第二空心线圈均具有一个端子，该端子从对应线圈壳体的出口引出，再由信号电缆连接至远端模块的数据采集模块；测量时，载流导体穿过第一空心线圈和第二空心线圈；
所述远端模块和直流电源安装于互感器底部。
前述的第一空心线圈和第二空心线圈采用非磁性材料作为骨架。
前述的第一空心线圈和第二空心线圈安装在同一母线上，对同一母线的电压电流进行测量。
前述的模数转换芯片采用型号为ad7606，采样速度为12.8khz，采样位数为16位。
前述的数据采集模块进行数据预处理包括异常数据删除和插值计算。
前述的直流电源采用dc110v或dc220v。
前述的数据互校验模块包括采样值互校验及fft校验，所述采样值互校验为对两个空芯线圈同时刻采样值进行比对，并对一周波的比对结果进行统计，若超出阈值，则进行告警；所述fft校验为对两个空芯线圈1周波数据进行fft分析，进行相位校验、幅值校验和波形异常校验，若校验失败，则进行告警。
前述的通道1数据接收模块用于接收第一空芯线圈的数据；通道2数据接收模块用于接收第二空芯线圈的数据；告警接收模块用于接收数据互校验模块中的告警信号；通道切换模块用于一旦数据互校验模块输出告警表示通道1数据接收模块的数据异常，需要将输出的数据切换为通道2数据接收模块；9－2模块用于将采样值转换为iec61850-9-2格式的采样报文。
前述的无线通信模块与站内后台系统的无线通信采用基于ieee802.11x标准的wifi技术，无线网络结构采用mesh网络，无线频率选择5.8ghz的频率范围。
本发明的有益效果为：
(1)本发明分别使用两个相同的空心线圈对一次侧线路电压、电流进行测量，并通过两个通道的数据进行相互校验，当其中有一个通道数据产生异常时可以立即发现，从而提高计量可信度；
(2)空心线圈使用非磁性材料作为骨架，无铁心，无磁饱和问题，无二次开路危险，测量准确度高，动态范围大，暂态特性好，易于加工，测试精度受安装情况影响小；
(3)远端模块的工作电源由外部直流电源供电，就地采集电流传感器的模拟量输出，以光纤输出数字信号，无绝缘问题，使用安全；
(4)本发明具有技术先进、精度高、可靠性高等优点，可满足数字化计量关口贸易结算高可靠性需求。
附图说明
图1为本发明的基于空芯线圈的双通道互校验电子式电流互感器原理框图；
图2为本发明的基于空芯线圈的双通道互校验电子式电流互感器主视图；
图3为本发明的基于空芯线圈的双通道互校验电子式电流互感器侧视图；
图4为本发明的数据互校验流程图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
参见图1，本发明提供一种可满足数字化计量关口贸易结算高可靠性需求的双通道互校验的贸易结算用电子式电流互感器，具体包括第一线圈壳体1、第一空心线圈2、第二线圈壳体3、第二空心线圈4、远端模块箱体5、位于远端模块箱体5内的远端模块6，远端模块6包括数据采集模块61、数据互校验模块62和通信模块63。
其中，第一线圈壳体1和第二线圈壳体3均是标准的圆环壳体，二者型号一致但独立安装互不影响。
第一空心线圈2和第二空心线圈4均为同一型号空心线圈，采用非磁性材料作为骨架，第一空心线圈2固定在第一线圈壳体1中，内部采用固体绝缘胶填充固定，并保证密封性能。同样，第二空心线圈4固定在第二线圈壳体3中，内部采用固体绝缘胶填充固定，并保证密封性能。两个空心线圈安装在同一母线上，对同一母线的电压电流进行测量。
参见图2和图3，测量时，载流导体8穿过第一空心线圈2和第二空心线圈4。第一空心线圈2和第二空心线圈4均具有一个端子，该端子可从对应线圈壳体的出口引出，再由信号电缆10连接至远端模块6的数据采集模块61，信号电缆10外部封装互感器绝缘子9。
数据采集模块对两路电流信号采用高速高精度的模数转换芯片进行同步采样，模数转换芯片型号为ad7606，采样速度为12.8khz，采样位数为16位。
远端模块6还连接有直流电源7，直流电源使用dc110v或dc220v，为远端模块供电。
远端模块6和直流电源7安装于互感器底部，采用信号电缆与空芯线圈相连，如图2所示。
为提高可靠性，远端模块6中的数据互校验模块62对两个空心线圈所传输的数字量进行互校验，对数据进行实时对比，能及时发现两组数字量中的运行异常现象，并将异常信息通过通信模块发送至站内后台系统。为减少互感器输出的时延，采样数据的经通信模块进行封装、经互校验模块校验两个步骤同步进行。
具体地，数据采集模块对采样值进行数据预处理，方法包括异常数据删除、插值算法。
参见图4，数据互校验模块进行数据接收、数据互校验和告警输出。其中，数据互校验主要通过采样值互校验及fft校验。采样值互校验为对两个空芯线圈同时刻采样值进行比对，并对一周波的比对结果进行统计，若超出阈值，则进行告警；fft校验为对两个空芯线圈1周波数据进行分析，进行相位校验、幅值校验和波形异常校验，若校验失败，则进行告警。
具体描述如下：
1)采样值互校验，比对同一时刻采样值，需满足：
|i1t-i2t|≤im
i1t：线圈1的t时刻的采样值；
i2t：线圈2的t时刻的采样值；
im：采样值互校验限值；
2)fft校验，通过对1周波的采样值进行fft(快速傅里叶)分析，提出两个通道的幅值、相位以及谐波分量：
其中，幅值需满足：
|a11-a21|≤am
a11：线圈1的基波幅值；
a21：线圈2的基波幅值；
am：幅值校验限值；
相位需满足：
谐波分量需满足：
a12：线圈1的2次谐波幅值
a13：线圈1的3次谐波幅值
a1i：线圈1的i次谐波幅值
a11：线圈1的基波幅值；
a22：线圈2的2次谐波幅值
a23：线圈2的3次谐波幅值
a2i：线圈2的i次谐波幅值
a21：线圈2的基波幅值；
thdm：波形异常校验限值。
通信模块如图4所示，包含通道1数据接收、通道2数据接收、告警接收、通道切换模块、9－2模块，通信模块将接收的采样数据、告警数据实时发送至站内后台系统。
通道1数据接收用于接收空芯线圈1数据；通道2数据接收用于接收空芯线圈2数据；告警接收用于接收数据互校验模块中的告警信号；通道切换模块用于一旦数据互校验模块输出告警表示通道1数据异常，需要将输出的数据切换为通道2的数据；9－2模块用于将采样值转换为iec61850-9-2格式的采样报文。无线通信模块与站内后台系统的无线通信接入技术采用基于ieee802.11x标准的wifi技术，无线网络结构采用mesh网络，以点对点的网络拓扑结构组网，该网络具有电磁辐射小、跳变性、自组织、自平衡、可分布式控制等特性。无线频率选择5.8ghz的频率范围，可减少其他频率干扰，5.8ghz的工作频率范围为802.11a，其可用带宽为125mhz，分为5个通道，每个通道的带宽为20mhz。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。