專(zhuān)利名稱(chēng)：電流互感器電子補(bǔ)償器的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明 本實(shí)用新型用于提高電流互感器的測(cè)量精度，屬于電信號(hào)測(cè)量應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
電流互感器(以下可簡(jiǎn)稱(chēng)互感器)是電力系統(tǒng)中重要的一次設(shè)備，通過(guò)電磁耦合實(shí)現(xiàn)一、二次回路的信息傳遞，其誤差主要來(lái)自鐵心的激磁。由于鐵心具有非線性的磁化特性，互感器的激磁電流也是非線性的，只有對(duì)其進(jìn)行非線性補(bǔ)償，才能有效地提高電流互感器的測(cè)量精度。
目前的補(bǔ)償方法存在許多不足之處如美國(guó)專(zhuān)利NO3497793補(bǔ)償裝置的測(cè)量部分必須附加在被補(bǔ)償互感器的內(nèi)部不但增加了絕緣與制造的困難，而且不適于電力系統(tǒng)中正在使用的電流互感器。
本實(shí)用新型的出發(fā)點(diǎn)是在工作電流互感器的二次回路中利用有源反饋補(bǔ)償原理和電子電路產(chǎn)生一個(gè)外部附加電流以補(bǔ)償互感器鐵心的激磁電流，實(shí)現(xiàn)減少互感器誤差，提高其測(cè)量精度的目的。具體做法是在工作互感器的二次回路中增設(shè)一個(gè)雙級(jí)電流互感器和一個(gè)零磁通電流互感器。雙級(jí)電流互感器用于模擬并提取工作互感器鐵心的激磁電流零磁通電流互感器用于改善補(bǔ)償效果，提高測(cè)量精度。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以從室內(nèi)接入工作互感器的二次回路，在不必改動(dòng)互感器自身結(jié)構(gòu)的同時(shí)將其測(cè)量精度由0.5級(jí)提高到0.1級(jí)，即可用于與各種電流互感器的新產(chǎn)品配套生產(chǎn)，更適用于加裝在大量正在運(yùn)行中的電流互感器上，以使其提高測(cè)量精度，
以下結(jié)合附圖
加以說(shuō)明 T－工作電流互感器。
Tm－雙級(jí)電流互感器，其尺寸遠(yuǎn)小于工作互感器T。
其中T1m為一級(jí)鐵心，T2m為二級(jí)鐵心，初次級(jí)線圈N1m、N2m共同繞制在T1m T2m兩級(jí)鐵心上，并與鐵心T1m構(gòu)成一級(jí)電流互感器，補(bǔ)償線圈N3m與測(cè)量線圈N4m只繞制在二級(jí)鐵心T2m上，并與N1m、N2m一起構(gòu)成二級(jí)互感器。
A－高增益運(yùn)算放大器，它與二級(jí)鐵心T2m，補(bǔ)償線圈N3m與測(cè)量線圈N4m構(gòu)成有源零磁通電流互感器。
Z－工作互感器負(fù)載 Zm－一級(jí)互感器可調(diào)負(fù)載，調(diào)節(jié)Zm使其與Z相匹配。
可使一級(jí)互感器與工作互感器T工作狀態(tài)一致。


2－一級(jí)互感器原邊電流。


2m－一級(jí)互感器付邊電流。


om－一級(jí)互感器激磁電流，即模擬電流。


m－二級(jí)互感器付邊電流即補(bǔ)償電流。


on－二級(jí)互感器激磁電流。
由磁勢(shì)平衡原理可知，一級(jí)互感器激磁磁勢(shì)

om N1m為它的原付邊磁勢(shì)

2N1m與

2m N2m取平衡；二級(jí)互感器的激磁磁勢(shì)

on N1m為二級(jí)互感器原付邊磁勢(shì)Iom N1m與

m N3m取平衡；由于一級(jí)互感器的激磁磁勢(shì)(即由模擬電流產(chǎn)生的磁勢(shì))

om N1m就是二級(jí)互感器原邊的磁勢(shì)，二級(jí)互感器付邊磁勢(shì)

m N3m就是補(bǔ)償電流產(chǎn)生的磁勢(shì)，且補(bǔ)償線圈N3m即是二級(jí)互感器的次級(jí)線圈由二級(jí)互感器磁勢(shì)平衡原理可知，如果二級(jí)互感器激磁電流Ion很小，以至可以忽略不計(jì)時(shí)，補(bǔ)償電流

m與模擬電流

om之比為一常數(shù)，即線圈N3m與N1m的匝數(shù)比，又因二級(jí)互感器的負(fù)載Z就是工作互感器的負(fù)載，故流經(jīng)Z的二級(jí)互感器次級(jí)電流I

可以做為補(bǔ)償電流送入工作互感器T，且二級(jí)互感器激磁電流

n越小補(bǔ)償效果就越好，但是任意忽略二級(jí)互感器激磁電流

on會(huì)使二級(jí)互感器誤差增大，影響補(bǔ)償效果。為了減小忽略

on帶來(lái)的誤差在補(bǔ)償線圈N3m中接入一只聯(lián)接成電壓跟隨方式的高增益運(yùn)算放大器A，A與二級(jí)鐵心T2m，測(cè)量線圈N4m補(bǔ)償線圈N3m一起構(gòu)成有源零磁通電流互感器。其工作原理是測(cè)量線圈N4m繞制在二級(jí)鐵心上，當(dāng)磁通變化時(shí)N4m中可產(chǎn)生一感應(yīng)電勢(shì)，由于運(yùn)算放大器A的輸入阻抗很高，線圈N4m相當(dāng)于開(kāi)路，N4m的感應(yīng)電勢(shì)就是二級(jí)鐵心的激磁電勢(shì)，此電勢(shì)做為反饋信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器A放大后產(chǎn)生一個(gè)去磁磁勢(shì)

m N3m，它可使二級(jí)互感器鐵心T2m中的磁通趨向于零，則T2m的激磁電流

on也趨向于零，從而改善了補(bǔ)償效果。運(yùn)算放大器A的作用相當(dāng)于將二級(jí)互感器鐵心的激磁阻抗提高了(1＋A)倍。
調(diào)節(jié)線圈N1m，N3m的匝數(shù)可使補(bǔ)償電流

m完全替代模擬電流流經(jīng)負(fù)載Z去補(bǔ)償工作互感器的激磁電流。
由此可見(jiàn)由雙級(jí)電流互感器與有源零磁通電流互感器構(gòu)成的電子補(bǔ)償器，可在工作電流互感器的外部產(chǎn)生一個(gè)與它的激磁電流相近似的附加補(bǔ)償電流，并注入二次負(fù)載中，從而補(bǔ)償了因工作互感器鐵心激磁對(duì)其一次電流的分流，減小了工作電流互感器的誤差，提高了它的測(cè)量精度。
本實(shí)用新型既適用于高壓大容量電流互感器，也適用于儀用電流互感器。
權(quán)利要求1、一種電流互感器電子補(bǔ)償器，其特征在于還包括雙極電流互感器Tm、有源零磁通電流互感器。
2、如權(quán)利要求1所說(shuō)的補(bǔ)償器，其特征在于雙級(jí)電流互感器Tm由一級(jí)電流互感器鐵心T1m、二級(jí)電流互感器鐵心T2m、初級(jí)線圈N1m、次級(jí)線圈N2m、控制線圈N3m、測(cè)量線圈N4m組成。其中，線圈N1m、N2m共同繞制在T1m、T2m兩級(jí)鐵心上，控制線圈N3m、測(cè)量線圈N4m只繞制在二級(jí)鐵心T2m上。
3、如權(quán)利要求1、2所說(shuō)的補(bǔ)償器，其特征在于有源零磁通電流互感器由二級(jí)電流互感器鐵心T2m、高增益運(yùn)算放大器A與控制線圈N3m、測(cè)量線圈N4m構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型用于提高電流互感器的測(cè)量精度，屬于電氣信號(hào)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型由雙極電流互感器、有源零磁通電流互感器組成。目前電力系統(tǒng)使用的電流互感器測(cè)量精度較低，不能滿足電能計(jì)量的準(zhǔn)確度要求。
傳統(tǒng)的誤差補(bǔ)償方法如更換鐵心材料或在互感器內(nèi)部附加補(bǔ)償裝置均有制造困難、成本過(guò)高的缺點(diǎn)?？稍趹魞?nèi)接入待補(bǔ)償互感器的二次回路中，安裝、調(diào)試維護(hù)方便，尤其適用于提高正在系統(tǒng)中運(yùn)行的電流互感器的測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01R15/18GK2150619SQ9222072
公開(kāi)日1993年12月22日 申請(qǐng)日期1992年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月28日
發(fā)明者楊以涵, 吳植臻 申請(qǐng)人:華北電力學(xué)院北京研究生部, 北京互感器廠