一種磁調製式電流互感器的製造方法
2023-05-10 16:56:11
一種磁調製式電流互感器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及互感器【技術領域】，尤其是一種磁調製式電流互感器。它包括磁芯、方波電壓源激磁電路、方波有效值差電路、調零電路和積分電路，所述磁芯上形成有檢測繞組和反饋繞組，所述檢測繞組與方波電壓源激磁電路連接，所述反饋繞組與積分電路連接，所述方波有效值差電路和調零電路依次連接於方波電壓源激磁電路和積分電路之間。本實用新型具有檢測繞組和電磁繞組，同時通過對各個電路的改進，使得互感器具有測量誤差小、測量精度高的特點，可快速有效的測量直流系統，能夠滿足直流系統接地故障的檢測；其結構簡單，具有很強的實用性。
【專利說明】
一種磁調製式電流互感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及互感器【技術領域】，尤其是一種磁調製式電流互感器。
【背景技術】
[0002]發電廠、變電站直流系統是控制和信號系統、繼電保護及自動裝置的工作電源，直流系統能夠穩定運行直接影響發電廠、變電站的安全運行。支路接地是直流系統常見的故障之一，若不能及時找到並修復，就可能引起繼電保護、信號裝置、斷路器的誤操作，甚至造成嚴重的變電站電力事故。用於直流漏電測量的互感器是直流系統接地故障檢測時使用的最為常見的裝置；現有的直流互感器一般分為霍爾電流互感器和磁調製電流互感器；其中，霍爾電流互感器極易受到外界大電流磁場的幹擾、易產生剩磁、易受溫度影響，相比較而言，磁調製電流互感器比較適合直流系統的檢測；然而，現有的磁調製電流互感器大都以倍頻磁調製器為核心且通常具有雙磁芯，其存在結構複雜、信號電路及檢測誤差大等諸多缺點。
實用新型內容
[0003]針對上述現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種電路結構簡單、由檢測繞組和反饋繞組構成、測量誤差小、測量精度高的磁調製式電流互感器。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0005]一種磁調製式電流互感器，它包括磁芯、方波電壓源激磁電路、方波有效值差電路、調零電路和積分電路，所述磁芯上形成有檢測繞組和反饋繞組，所述檢測繞組與方波電壓源激磁電路連接，所述反饋繞組與積分電路連接，所述方波有效值差電路和調零電路依次連接於方波電壓源激磁電路和積分電路之間。
[0006]優選地，所述方波電壓源激磁電路包括第一運算放大器、原電阻、第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述第一運算放大器的反相端和同相端分別通過第三電阻和第二電阻連接於檢測繞組的兩端、分別通過原電阻和第一電阻接地，所述第一運算放大器的輸出端通過第四電阻與方波有效值差電路連接，所述第四電阻的一端還通過串聯的第一二極體和第二二極體接地。
[0007]優選地，所述方波有效值差電路包括第二運算放大器、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第二電容和第三電容，所述第二運算放大器的反相端通過依次串聯的第六電阻、第五電阻與方波電壓源激磁電路的輸出端連接，所述第二運算放大器的反相端通過串聯第二電容接地、同相端通過串聯第七電阻接地並通過第八電阻與輸出端連接，所述第二運算放大器的輸出端還通過第三電容連接於第五電阻和第六電阻之間，所述第二運算放大器的輸出端與調零電路連接。
[0008]優選地，所述調零電路包括第三運算放大器、第十電阻、第十三電阻、第六電容和可調電阻，所述第十三電阻和第六電容分別並聯於第三運算放大器的反相端與輸出端之間，所述第三運算放大器的反相端還與可調電阻連接、同相端通過第十電阻連接方波有效值差電路的輸出端、輸出端與積分電路連接。
[0009]優選地，所述積分電路包括第四運算放大器、第十四電阻、第五電容和第八電容，所述第四運算放大器的反相端通過第十四電阻與調零電阻的輸出端連接，所述第五電容連接於第四運算放大器的反相端與輸出端之間，所述第四運算放大器的同相端接地、輸出端通過第八電容接地，所述第四運算放大器的輸出端連接反饋繞組。
[0010]由於採用了上述方案，本實用新型具有檢測繞組和電磁繞組，同時通過對各個電路的改進，使得互感器具有測量誤差小、測量精度高的特點，可快速有效的測量直流系統，能夠滿足直流系統接地故障的檢測；其結構簡單，具有很強的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例的電路系統結構圖；
[0012]圖2是本實用新型實施例的方波電壓源激磁電路的電路結構圖；
[0013]圖3是本實用新型實施例的方波有效值差電路的電路結構圖；
[0014]圖4是本實用新型實施例的調零電路和積分電路的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0016]如圖1所示並結合圖2至圖4，本實施例的磁調製式電流互感器，它包括磁芯1、方波電壓源激磁電路2、方波有效值差電路3、調零電路4和積分電路5，在磁芯I上形成有檢測繞組Wl和反饋繞組W2，檢測繞組Wl與方波電壓源激磁電路2連接，反饋繞組W2與積分電路5連接，方波有效值差電路3和調零電路4依次連接於方波電壓源激磁電路2和積分電路5之間。當磁芯I中有直流偏磁時,檢測繞組Wl會獲得一個感應電動勢，經過方波電壓源激磁電路2就會得到一個正負半波不對稱的畸變波形，通過方波有效值差電路3，將畸變波形處理後得到正負半波有效值之差，送入調零電路4和積分電路5，形成一個電動勢加載在反饋繞組W2的兩端。通過反饋繞組W2產生的與被測直流所產生的偏磁磁勢，形成了零磁通狀態。而同時也可通過調節各個電路中的運算放大器的放大倍數，來調節最終輸出電壓和輸入電流的比例，增加了測量精度和反應的快速性。
[0017]如圖2所示，本實施例的方波電壓源激磁電路包括第一運算放大器Ul、原電阻RO、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3;其中，第一運算放大器Ul的反相端和同相端分別通過第三電阻R3和第二電阻R2連接於檢測繞組Wl的兩端、分別通過原電阻RO和第一電阻Rl接地，第一運算放大器Ul的輸出端通過第四電阻R4與方波有效值差電路3連接，第四電阻R4的一端還通過串聯的第一二極體Zl和第二二極體Z2接地。如此，從磁芯I出來的信號1#經過第三電阻R3和原電阻RO的分壓接到第一運算放大器Ul的反相端，當反相端的輸入電壓大於同相端輸入電壓時，第一運算放大器Ul輸出低電平,反之則輸出高電平，如此反覆，形成一個正負方波，當有直流偏磁時，方波的正負比例會發生變化，從而得到畸變波形。
[0018]如圖3所示，本實施例的方波有效值差電路3包括第二運算放大器U2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第二電容C2和第三電容C3 ;其中，第二運算放大器U2的反相端通過依次串聯的第六電阻R6、第五電阻R5與方波電壓源激磁電路2的輸出端連接，第二運算放大器U2的反相端通過串聯第二電容C2接地、同相端通過串聯第七電阻R7接地並通過第八電阻R8與輸出端連接，第二運算放大器U2的輸出端還通過第三電容C3連接於第五電阻R5和第六電阻R6之間，第二運算放大器U2的輸出端與調零電路4連接。如此，當有直流偏磁出現時，方波電壓源激磁電路2使方波的佔空比發生變化，由於方波信號是由直流信號和若干諧波信號組成，若將諧波信號用由第六電阻R6和第二電容C2組成的RC型濾波電路清除，則可得到直流電壓信號。
[0019]如圖4所示，本實施例的調零電路4包括第三運算放大器U3、第十電阻R10、第十三電阻R13、第六電容C6和可調電阻Rll ;其中，第十三電阻R13和第六電容C6分別並聯於第三運算放大器U3的反相端與輸出端之間，第三運算放大器U3的反相端還與可調電阻Rll連接、同相端通過第十電阻RlO連接方波有效值差電路3的輸出端、輸出端與積分電路5連接。而本實施例的積分電路5則包括第四運算放大器U4、第十四電阻R14、第五電容C5和第八電容CS，第四運算放大器U4的反相端通過第十四電阻R14與調零電阻4的輸出端連接，第五電容C5連接於第四運算放大器U4的反相端與輸出端之間，第四運算放大器U4的同相端接地、輸出端通過第八電容CS接地，第四運算放大器U4的輸出端連接反饋繞組W2。通過設置的調零電路4可大大提高整個互感器的精密程度，使轉換成的電壓信號偏差值落入在可接受的範圍內；如圖4所示，在沒有直流偏磁的情況下，通過調節可調電阻R11，將輸出電壓UO調節為OV ;還可通過第十電阻RlO和第十三電阻R13調節電壓的傳輸比例。經過調零電路4的電壓經過一個積分電路5放大成輸出信號(即反饋信號)，此信號接在反饋繞組W2的兩端，即可在反饋繞組W2上形成一個反相直流磁勢以平衡被測直流磁勢，而由第十四電阻R14和第五電容C5等所組成的積分電路5中，第八電容CS起到了濾波的作用，有利於增強互感器的反應速度。
[0020]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種磁調製式電流互感器，其特徵在於:它包括磁芯、方波電壓源激磁電路、方波有效值差電路、調零電路和積分電路，所述磁芯上形成有檢測繞組和反饋繞組，所述檢測繞組與方波電壓源激磁電路連接，所述反饋繞組與積分電路連接，所述方波有效值差電路和調零電路依次連接於方波電壓源激磁電路和積分電路之間。
2.如權利要求1所述的一種磁調製式電流互感器，其特徵在於:所述方波電壓源激磁電路包括第一運算放大器、原電阻、第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述第一運算放大器的反相端和同相端分別通過第三電阻和第二電阻連接於檢測繞組的兩端、分別通過原電阻和第一電阻接地，所述第一運算放大器的輸出端通過第四電阻與方波有效值差電路連接，所述第四電阻的一端還通過串聯的第一二極體和第二二極體接地。
3.如權利要求2所述的一種磁調製式電流互感器，其特徵在於:所述方波有效值差電路包括第二運算放大器、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第二電容和第三電容，所述第二運算放大器的反相端通過依次串聯的第六電阻、第五電阻與方波電壓源激磁電路的輸出端連接，所述第二運算放大器的反相端通過串聯第二電容接地、同相端通過串聯第七電阻接地並通過第八電阻與輸出端連接，所述第二運算放大器的輸出端還通過第三電容連接於第五電阻和第六電阻之間，所述第二運算放大器的輸出端與調零電路連接。
4.如權利要求3所述的一種磁調製式電流互感器，其特徵在於:所述調零電路包括第三運算放大器、第十電阻、第十三電阻、第六電容和可調電阻，所述第十三電阻和第六電容分別並聯於第三運算放大器的反相端與輸出端之間，所述第三運算放大器的反相端還與可調電阻連接、同相端通過第十電阻連接方波有效值差電路的輸出端、輸出端與積分電路連接。
5.如權利要求4所述的一種磁調製式電流互感器，其特徵在於:所述積分電路包括第四運算放大器、第十四電阻、第五電容和第八電容，所述第四運算放大器的反相端通過第十四電阻與調零電阻的輸出端連接，所述第五電容連接於第四運算放大器的反相端與輸出端之間，所述第四運算放大器的同相端接地、輸出端通過第八電容接地，所述第四運算放大器的輸出端連接反饋繞組。
【文檔編號】G01R31/02GK204008813SQ201420410337
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2014年7月23日
【發明者】黃平娜, 黃開標, 朱寶榮, 林煥癸, 張群新, 劉竣豪 申請人:廣東梅雁吉祥水電股份有限公司