可帶直流的電流互感器誤差補償方法
2023-05-26 23:32:06 1
可帶直流的電流互感器誤差補償方法
【專利摘要】本發明的可帶直流的電流互感器誤差補償方法可以減小用複合鐵心所做成的電流互感器工作在伴有直流時的比差。複合鐵心由低的飽和磁感應強度和高的磁導率軟磁材料的鐵心和高飽和磁感應強度和低磁導率軟磁材料的鐵心組成。高磁導率的鐵心保證正弦交流時互感器誤差很小，而在伴有直流時鐵心飽和；低磁導率的鐵心雖然保證伴有直流時不飽和，但如果不採取誤差補償措施，互感器誤差一定很大。當採用本發明所述的誤差補償方法後，可以大大減小伴有直流時互感器的比差，從而可以降低對鐵心磁性能的要求，可以減少廢品，可以減小鐵心的體積、降低成本，可以減少電度表調整時間。
【專利說明】可帶直流的電流互感器誤差補償方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種能帶直流的電流互感器(C.T)誤差補償方法，它可以大大減小一次電流伴有直流時c.T的比差，本發明特別適用於電度表中作電流取樣的電流互感器的製造。
【背景技術】
[0002]電度表常用電流互感器作電流取樣元件，「 I級和2級靜止式交流有功電度表」的國標——GB/T 7215-1998規定，此類電度表要做偶次諧波試驗，即要通入半波正弦電流，而半波正弦電流中含直流分量。
[0003]由高磁導率鐵心做成的電流互感器的性能優良，比差和角差小，但不允許一次電流中含較大的直流成分，否則鐵心飽和，互感器誤差變得極大。恆定磁導率材料做成的電流互感器雖然允許被測電流具有大的直流成分，然而因磁導率低導致互感器的誤差大，雖然恆定的誤差可以在電度表調整時進行補償，但調整費時，而且鐵心價格過高，需國外進口。
[0004]由高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料做成的鐵心和低Bs、高μ軟磁材料做成的鐵心可組成複合鐵心，由複合鐵心做成的c.T可以滿足電度表要求。當通入純交流時，C.T的準確度由高μ鐵心保證，而當通入半波正弦電流時，C.T的準確度由低μ鐵心保證，但在大正弦半波電流時，C.T的比差往往過大，廢品率較高。
[0005]「可帶直流的電流互感器誤差補償方法」，可補償由高Bs、低μ軟磁材料做成的環形鐵心和低Bs、高μ軟磁材料做成的環形鐵心組成的複合鐵心所做成的C.T在正弦半波工作時的比差，從而降低對高Bs鐵心的磁導率要求，使C.T的生產變得容易，降低了成本。由於在純交流和正弦半波工作時C.T的比差小，從而縮短了電度表的調整時間。
【發明內容】
[0006]本發明所述的「可帶直流的電流互感器誤差補償方法」，是在低飽和磁感應強度Bs、高磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心上用漆包線繞上補償繞組N3匝，作為互感器次級繞組的一部分，該鐵心當有直流激勵時，迅速飽和，然後外套(或疊上)當直流激勵時不飽和的、由高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心，在2個鐵心上用漆包線繞上N2-N3匝，作為互感器次級繞組的另一部分，把以上2個繞組正向串聯，形成互感器的次級繞組；或在由高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心上繞N3匝，作為互感器次級繞組的一部分，然後內套(或疊上)低飽和磁感應強度Bs、高磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心，在2個鐵心上用漆包線繞上N2匝，作為互感器次級繞組的另一部分，把以上2個繞組反向串聯，形成互感器的次級繞組。
[0007]低飽和磁感應強度Bs、高磁導率μ的軟磁材料為超微晶合金或稱納米晶合金(如lkl07)和坡莫合金(如1J77A、1J85、1J86等);高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料為鐵基非晶合金(如IklOl)和恆導磁合金(如lJ34h)。
[0008]對比差的補償量為N3/N2 = -f10(1-4 f10)，式中fIQ為無補償時(N3 = O)在規定的直流分量電流試驗時的互感器比差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為可帶直流的電流互感器誤差補償方法原理圖。
[0010]附圖符號說明:
[0011]鐵心1-低飽和磁感應強度Bs、高磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心；
[0012]鐵心2-高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心；
[0013]I「一次電流；
[0014]I2-二次電流；
[0015]N「一次繞組；[0016]Ν2_3-屬二次繞組部分；
[0017]N2-屬二次繞組部分；
[0018]N3-補償繞組，屬二次繞組部分；
[0019]Rb-互感器負載。
【具體實施方式】
[0020]實施例1，一個額定一次電流10Α、最大電流160Α、額定二次電流4mA、負載電阻10Ω的電度表用電流互感器，鐵心I為低Bs、高μ的超微晶合金lkl07材料，其內徑為Φ 17、外徑為19.4、高為10，鐵心2為高Bs、低μ鐵基非晶合金IklOl材料，其內徑為Φ 19.9、外徑為24、高為10 ;把這2個鐵心套在一起，用Φ0.19QA漆包線線繞2500匝，在一次有效值為0.5Imax的半波正弦電流下，互感器的比差為-2.5%，試驗表明這批鐵心磁性能的一次性較好。
[0021]現在用本發明進行繞制:先在lkl07高μ鐵心I上用Φ0.1的QA漆包線繞69匝(N3)，然後套上IklOl低μ鐵心2，用Φ0.19QA漆包線在2個鐵心上繞2431匝(N2-N3)，把69匝和2431匝正相串聯。這時，在一次有效值為0.5Imax的半波正弦電流下，互感器的比差從無補償時的-2.5%降低到+0.1%，可見，互感器的性能得到了極大的改善。
[0022]下面結合實施例對本發明作進一步詳細分析:
[0023]由圖1知，串聯繞組在鐵心I上形成的匝數為N2匝，它的感抗為Z2，在鐵心2上形成的匝數為N2-N3匝，它的感抗為Z2_3，略去鐵損，C.T 二次迴路電阻為R22 (繞組電阻和負載電阻Rb之和)，設繞組間耦合係數為1，由互易原理得C.T 二次電流為:
7 Ni | 7 N\
[0024]= zj2Y2 ^2-3N2-N3
2 1 Z2H2
7 ^-+7 ——^
[0025]= 2N2 "3TV2I1-TV3M1)
1 Zi + Z2-^+R2I
[0026]i=? T NI χ Ζ2 + Ζ2-3^ + N 3 TV 2 )
1N2 Z2^ Z2-^R22[0027]當I1中有大的直流分量時，鐵心I已飽和，所以Z2遠小於Z2_3，所以上式簡化為
【權利要求】
1.本發明所述的「可帶直流的電流互感器誤差補償方法」，其特徵在於:在低飽和磁感應強度Bs、高磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心上用漆包線繞上補償繞組N3匝，作為次級繞組的一部分，該鐵心當有直流激勵時，迅速飽和，然後外套(或疊上)當直流激勵時不飽和的、由高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心，在2個鐵心上用漆包線繞上N2-N3匝，作為次級繞組的另一部分，把以上2個繞組正向串聯，形成互感器的次級繞組；或在由高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心上繞上補償繞組乂匝，作為次級繞組的一部分，然後內套(或疊上)低飽和磁感應強度Bs、高磁導率μ的軟磁材料做成的環形鐵心，在2個鐵心上用漆包線繞上N2匝，作為次級繞組的另一部分，把以上2個繞組反向串聯，形成互感器的次級繞組； 低飽和磁感應強度Bs、高磁導率μ的軟磁材料為超微晶合金或稱納米晶合金(如lkl07)和坡莫合金(如1J77A、1J85、1J86等);高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料為鐵基非晶合金(如IklOl)和恆導磁合金(如lJ34h)； 對比差的補償量為N3/N2 = -fI(l(l-4fICI)，式中fra為無補償時(N3 = O)在規定的直流分量電流試驗時的互感器比差。
2.根據權利要求1所述的「可帶直流的電流互感器誤差補償方法」，其特徵在於: 在低Bs、高μ的鐵心上用漆包線繞上補償繞組乂匝，作為次級繞組的一部分，然後外套(或疊上)由高Bs、低μ材料做成的鐵心，在2個鐵心上用漆包線繞IN2-N3匝，作為次級繞組的另一部分，把以上2個繞組正向串聯，形成互感器的次級繞組；或在由高Bs、低μ材料做成的鐵心上繞上補償繞組乂匝，作為次級繞組的一部分，然後內套(或疊上)低&、高μ的鐵心，在2個鐵心上用漆包線繞上N2匝,作為次級繞組的另一部分,把以上2個繞組反向串聯，形成互感器的次級繞組。
3.根據權利要求1所述的「可帶直流的電流互感器誤差補償方法」，其特徵在於: 低飽和磁感應強度Bs、高磁導率μ的軟磁材料為超微晶合金或稱納米晶合金(如lkl07)和坡莫合金(如1J77A、1J85、1J86等);高飽和磁感應強度Bs、低磁導率μ的軟磁材料為鐵基非晶合金(如IklOl)和恆導磁合金(如lJ34h)。
4.根據權利要求1所述的「可帶直流的電流互感器誤差補償方法」，其特徵在於: 對比差的補償量為N3/N2 = fI(l(l+4fICI)，式中fra為無補償時(N3 = O)在規定的直流分量電流試驗時的互感器比差。
【文檔編號】H01F1/147GK103854841SQ201210517382
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月6日 優先權日:2012年12月6日
【發明者】陸文俊 申請人:上海浦東金盛互感器廠