CN107170563A - 一种具有自校准功能的电流互感器及其自校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有自校准功能的电流互感器及其自校准方法，所述电流互感器包括铁芯、一次侧绕组线圈、二次侧绕组线圈、开关和电阻，其中：所述二次侧绕组线圈由双绕组组成，所述双二次绕组穿插式平行并绕，且匝数一致，线径一致；所述开关与双二次绕组并联；所述电阻与开关串联，且所述电阻为线绕的无感电阻，电阻的阻值与双二次绕组并联后的阻值相等。电流互感器的自校准方法包括：将电流互感器的开关断开以保证双二次绕组彼此断开；选择双二次绕组中任意一个二次绕组与升流器连接，另一个绕组与电流互感器校验仪连接，则两个二次绕组由于匝数相等，电流比形成1：1的自校方式；根据校验仪的读数确定电流互感器的误差水平。

Description

一种具有自校准功能的电流互感器及其自校准方法
技术领域
本发明涉及互感器领域，并且更具体地，涉及一种具有自校准功能的电流互感器及其自校准方法。
背景技术
电力系统一次设备在运检测技术是电力系统的发展趋势，按照JJG 1021规定，电磁式电流互感器周检时间为10年，然而电流互感器的误差周检仍然停留在停电检测水平。开展电流互感器误差检测时需要对其一次通额定电流，然后根据与之连接的标准电流互感器进行比对，从而获得误差数据。使用这种方式不仅需要大功率升流器，而且还需要标准电流互感器和可以承受大电流的导线，工作量巨大。一个变电站内有时电流互感器数量多达几十台，采用这种方式进行周检，对停电时间要求较长，不适合目前电网的发展趋势。
此外，随着电压等级的升高和征地的难度加大，GIS型变电站的数量逐年递增。安装在GIS管道内的电流互感器线圈在进行误差测试时，多半需要利用GIS的两个出线套管，在其外侧接入标准电流互感器和升流器形成一个闭合大电流试验回路。电压等级越高GIS管道直径与回路长度越大，采用这种方法进行误差测试难度就越大，导致试验单位在设备投入和人力投入方面存在较大的负担。
因此，如何在设备在运情况下，只需要较小的电流或电压即可实现电流互感器误差水平的自检，成为一个亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决背景技术存在的问题，本发明提供了一种具有自校准功能的电流互感器及其自校准方法。
所述具有自校准功能的电流互感器包括铁芯、一次侧绕组线圈、二次侧绕组线圈、开关和电阻，其中：
所述二次侧绕组线圈由双绕组组成，所述双二次绕组穿插式平行并绕，且匝数一致，线径一致；
所述开关与双二次绕组并联；
所述电阻与开关串联，且所述电阻为线绕的无感电阻，电阻的阻值与双二次绕组并联后的阻值相等。
优选地，为了避免外部电磁场干扰，所述双二次绕组绕完后，在双二次绕组线圈外部绕制平衡绕组或安装屏蔽盒。
优选地，所述电流互感器的二次输出是毫安级电流信号或电压信号。根据本发明电流互感器一次侧电流的大小，二次侧的电流输出可以为0.01A、 0.02A、0.05A、0.1A、0.2A或0.5A，甚至更大，总的匝数控制在1000匝到2000匝之间，并联运行时开关末端串联的取样小电阻采用无感电阻绕制，二次电流及二次绕组并联后阻值大小共同决定小电阻的取样电压值。
优选地，所述电流互感器具备进行带电误差检测的信号端子。
优选地，当所述互感器为0.2级或者0.2S级电流互感器时，双二次绕组分别进行比较法误差校准及自校法误差校准时都满足0.2级水平，且通过调整铁芯截面积使双二次绕组进行比较法误差校准时测量的误差与自校时测量的误差之间的偏差至少达到0.05级水平。
优选地，当所述电流互感器为0.2级电流互感器时，铁芯采用硅铜片或者超微晶，当所述电流互感器为0.2S级电流互感器时，铁芯采用超微晶或坡莫合金。
优选地，所述电流互感器在额定工作点满载时，工作磁密的范围为 0.03T至0.1T。
优选地，当所述电流互感器由于增加截面积而使工作磁密降低时，在双二次绕组上并联速饱和电抗器以保证工作磁密在正常范围。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种电流互感器的自校准方法，所述方法包括：
将电流互感器的开关断开以保证双二次绕组彼此断开；
选择双二次绕组中任意一个二次绕组与升流器连接，另一个绕组与电流互感器校验仪连接；
根据校验仪的读数，确定电流互感器的误差水平。
优选地，所述方法中的电阻阻值与双二次绕组并联后的阻值相等，通过电阻，电流互感器在运行状态时能获得电压信号，从而实现电流互感器带电误差检测。
本发明所提供的技术方案与现有技术相比，本发明提供的具有自校准功能的电流互感器二次侧采用双绕组方式，进行误差交接试验时由于匝数相等，双二次绕组互相形成1:1自校形式，使得进行误差检测时不需要在一次侧通额定一次电流，而是在二次侧通额定二次电流，大大降低了测量回路的总功率需求量，且不需要外接标准器即可获得二次绕组误差数据。此外，该电流互感器的并联开关末端串联的小电阻使得该电流互感器具有小电压信号输出功能，可以实现该电流互感器在运状态时开展带电误差检测工作。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1是本发明具体实施方式的具有自校准功能的电流互感器的原理图；
图2是本发明具体实施方式的具有自校准功能的电流互感器的双二次绕组平行并绕的结构图；
图3是本发明具体实施方式的电流互感器与速饱和电抗器电路连接原理图；
图4是本发明具体实施方式的电流互感器自校准方法的流程图；
图5是本发明具体实施方式的电流互感器开展CT误差自校时的接线图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1是本发明具体实施方式的具有自校准功能的电流互感器的原理图。如图1所示，所述具有自校准功能的电流互感器包括铁芯1、一次侧绕组线圈W1、二次侧绕组线圈W2、开关2和电阻R，其中：
所述二次侧绕组线圈W2由双绕组W21和W22组成。图2是本发明具体实施方式的具有自校准功能的电流互感器的双二次绕组平行并绕的结构图。如图2所示，所述双二次绕组W21和W22穿插式平行并绕，且匝数一致，线径一致；
所述开关2与双二次绕组W2并联；
所述电阻R与开关2串联，且所述电阻R为线绕的无感电阻，电阻的阻值与双二次绕组W2并联后的阻值相等。
优选地，为了避免外部电磁场干扰，所述双二次绕组W2绕完后，在双二次绕组线圈外部绕制平衡绕组或安装屏蔽盒。
优选地，所述电流互感器的二次输出是毫安级电流信号或电压信号。
优选地，所述电流互感器具备进行带电误差检测的信号端子。
优选地，当所述互感器为0.2级或者0.2S级电流互感器时，双二次绕组W2分别进行比较法误差校准及自校法误差校准时都满足0.2级水平，且通过调整铁芯截面积使双二次绕组进行比较法误差校准时测量的误差与自校时测量的误差之间的偏差至少达到0.05级水平。
优选地，当所述电流互感器为0.2级电流互感器时，铁芯采用硅铜片或者超微晶，当所述电流互感器为0.2S级电流互感器时，铁芯采用超微晶或坡莫合金。
优选地，所述电流互感器在额定工作点满载时，工作磁密的范围为 0.03T至0.1T。
图3是本发明具体实施方式的电流互感器与速饱和电抗器电路连接原理图。如图3所示，当所述电流互感器由于增加截面积而使工作磁密降低时，在双二次绕组W2上并联速饱和电抗器以保证工作磁密在正常范围，其中，W1为电流互感器一次侧绕组线圈，W2为电流互感器二次侧绕组线圈，L为速饱和电抗器，K1和K2为并联输出端子。
图4是本发明具体实施方式的电流互感器自校准方法的流程图。如图 4所示，所述电流互感器的自校准方法从步骤401开始。
在步骤401，将电流互感器的开关断开以保证双二次绕组彼此断开；
在步骤402，选择双二次绕组中任意一个二次绕组与升流器连接，另一个和电阻串联后，与电流互感器校验仪连接；图5是本发明具体实施方式的电流互感器开展CT误差自校时的接线图，如图5所示，二次侧绕组线圈W21和升流器连接后，一端接互感器校验仪T0端子，另一端接互感器校验仪K端子，二次侧绕组线圈W22和互感器校验仪K端子，另一端接互感器校验仪TX端子，互感器校验仪D端接地；
在步骤403，根据互感器校验仪的实验结果，确定电流互感器的误差水平。
优选地，所述方法中的电阻R的阻值与双二次绕组W2并联后的阻值相等，通过电阻，电流互感器在运行状态时能获得电压信号，从而实现电流互感器带电误差检测。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该【装置、组件等】”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (10)

1.一种具有自校准功能的电流互感器，所述电流互感器包括铁芯、一次侧绕组线圈、二次侧绕组线圈、开关和电阻，其中：
所述二次侧绕组线圈由双绕组组成，所述双二次绕组穿插式平行并绕，且匝数一致，线径一致；
所述开关与双二次绕组并联；
所述电阻与开关串联，且所述电阻为线绕的无感电阻，电阻的阻值与双二次绕组并联后的阻值相等。
2.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，为了避免外部电磁场干扰，所述双二次绕组绕完后，在双二次绕组线圈外部绕制平衡绕组或安装屏蔽盒。
3.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，所述电流互感器的二次输出是毫安级电流信号或电压信号。
4.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，所述电流互感器具备进行带电误差检测的信号端子。
5.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，当所述互感器为0.2级或者0.2S级电流互感器时，双二次绕组分别进行比较法误差校准及自校法误差校准时都满足0.2级水平，且通过调整铁芯截面积使双二次绕组进行比较法误差校准时测量的误差与自校时测量的误差之间的偏差至少达到0.05级水平。
6.根据权利要求5所述的电流互感器，当所述电流互感器为0.2级电流互感器时，铁芯采用硅铜片或者超微晶，当所述电流互感器为0.2S级电流互感器时，铁芯采用超微晶或坡莫合金。
7.根据权利要求4或5所述的电流互感器，其特征在于，所述电流互感器在额定工作点满载时，工作磁密的范围为0.03T至0.1T。
8.根据权利要求6所述的电流互感器，其特征在于，当所述电流互感器由于增加截面积而使工作磁密降低时，在双二次绕组上并联速饱和电抗器以保证工作磁密在正常范围。
9.一种电流互感器的自校准方法，所述方法包括：
将电流互感器的开关断开以保证双二次绕组彼此断开；
选择双二次绕组中任意一个二次绕组与升流器连接，另一个绕组与电流互感器校验仪连接，则两个二次绕组由于匝数相等，电流比形成1：1的自校方式；
根据校验仪的读数，确定电流互感器的误差水平。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电阻阻值与双二次绕组并联后的阻值相等，通过电阻，电流互感器在运行状态时能获得电压信号，从而实现电流互感器带电误差检测。
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