CN206711746U - 一种用于线路取电的双绕组电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于线路取电的双绕组电流互感器，包括：CT回路、浪涌抑制、保护电子开关、全桥整流、二级保护电路、滤波电路、电压检测保护控制。本实用新型实施例采用双绕组CT取电线圈，线圈包含两个用相同方法绕制的线圈，以保证其特性基本一致，可以保证电压超过设定值而闭合电子保护开关后，两个大小相等方向相反的电流短接而中和，理论上剩余电流为零，但是实际不能做到完全一致，所以会有很小的剩余电流，其电流又被二次保护回路泻放掉。因此取电电路不会出现大的电流，同时也不会出现高的电压，从而完美解决了过载发热或者产生高压，危及系统安全和稳定的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，特别是指一种用于线路取电的双绕组电流互感器。
背景技术
电流互感器(CT)是一种利用电磁感应原理的元器件，现有的电流互感器包括闭合的铁芯和绕组，且套在需要测量或取电的一次电流线路中。其二次绕组匝数比较多，一般串在监测设备回路中。电流互感器工作时二次侧始终处在闭合状态，因此要求监测设备回路的串联阻抗要很小，电流互感器工作在接近短路的状态。
如图1所示为现有的典型的CT的电路结构，包括：CT回路21、浪涌抑制22、过载泄放23、整流滤波24、稳压电路25、负载电路26；其中CT回路21包括用于从一次电流线路上取电的线圈，然后经浪涌抑制回路22和过载泄放回路23后，再经过整流滤波电路24进行整流滤波，并经过稳压电路25(DC-DC或线性稳压电路)而得到所需的稳定电压供系统负载26。其中一次电流线路上的电流I增大到一定程度时，CT回路21的取电能量大于负载能量，此时需要打开泄放回路23进行泄放，使CT回路21处于近似短路状态，整流桥回路24处在不工作状态，保护后面电路。当一次电流线路上的电流I继续增大时，CT回路21在一次过零之后很快就能量过剩；此时泻放回路23工作；此时2个零点之间大部分时间都处于导通短路状态。由于CT回路21内阻的存在，在平均电流IC的作用下开始发热，一次电流线路上的电流I越大则平均电流IC越大，因此发热越多。在CT回路21长期工作下，热量的积聚会使元件性能变差甚至烧毁元件，从而影响系统长期稳定工作。
实用新型内容
基于上述缺陷，本实用新型实施例的目的是提出一种用于线路取电的双绕组电流互感器。
为了达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种用于线路取电的双绕组电流互感器，包括：
CT回路1、浪涌抑制2、保护电子开关3、全桥整流4、二级保护电路5、滤波电路6、电压检测保护控制7；其中所述CT回路1包括作为取电线圈的第一绕组线圈L1和用于做反馈线圈的第二绕组线圈L2，其中所述第一绕组线圈L1和第二绕组线圈L2串联且极性相反，且所述所述第一绕组线圈L1和第二绕组线圈L2用相同方法绕制的线圈；还包括两个浪涌抑制H1和H2，且浪涌抑制H1与第一绕组线圈L1并联，且浪涌抑制H2并联防开路电阻R5后与第二绕组线圈L2并联；其中保护电子开关3包括电子开关S1，该电子开关S1的开关侧与第一绕组线圈L1、第二绕组线圈L2串联形成闭合回路，且控制侧连接二级保护电路5的输出端；全桥整流4包括单相全波整流桥BR1，单相全波整流桥BR1的交流端与第一绕组线圈L1并联，且单相全波整流桥BR1的次级连接二级保护电路5；二级保护电路5包括二级保护回路H3和限流电阻R2，二级保护回路H3通过限流电阻R2连接电压检测保护控制7；滤波电路6包括用于防止电流反向流动的二极管D2和存储CT回路1产生电能的滤波电容E1。
其中，电压检测保护控制7包括过压检测芯片、限流电阻R6、二极管D3，所述限流电阻R6、二极管D3与保护电子开关3的电子开关S1串联和与第一绕组线圈L1、第二绕组线圈L2串联；其中过压检测芯片的采样端连接第一绕组线圈L1，且输出端通过限流电阻R2连接二级保护回路H3，并通过限流电阻R4连接NPN型三极管Q2的基极，且NPN型三极管Q2的发射极接地、集电极连接保护电子开关3的电子开关S1。
其中，还包括负载电路8，所述负载电路8连接所述电压检测保护控制7。
其中，线圈绕组的铁芯为环形或方形或椭圆形。
其中，线圈绕组的铁芯为环形，且所述两个绕组线圈分别绕制且相互间隔预定距离设置在环形铁芯的同一侧；或是两个绕组线圈同时绕制在环形铁芯的同一侧；或是两个绕组线圈分别绕制在环形铁芯的两侧。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
本实用新型实施例采用双绕组CT取电线圈，线圈包含两个同时双线绕制的线圈，基本保证特性一致，可以保证电压超过设定值后闭合电子保护开关，两个大小相等方向相反的电流中和，理论上剩余电流为零。实际上两个线圈不能做到完全一致，所以会有很小的剩余电流，其电流又被二次保护回路泻放掉。因此本实用新型实施例的取电电路不会出现大的电流，同时也不会出现高的电压，从而完美解决了过载发热或者产生高压问题危及系统安全和稳定的问题。另外保护电子开关的选择也很重要，要求本身消耗功耗小，闭合电阻小，控制灵活方便。再次电压检测芯片的设定值要准确，要求有一定的回滞特性。
附图说明
图1为电邮的电流互感器的电路结构示意图；
图2为本实用新型实施例的用于线路取电的双绕组电流互感器的电路结构示意图；
图3为图2的具体电路图；
图4为本实用新型实施例中的绕组线圈的绕制方法示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实例进行详细描述。
一种双绕组CT取电和中和保护电路，依次包括双绕组CT取电线圈回路，浪涌抑制回路，保护电子开关回路，全桥整流回路，二级保护回路，滤波回路，电压检测和保护控制回路，最后是负载回路。如图2、图3所示的，双绕组CT线圈L_d包括2个线圈L1和L2，L1做取电线圈用,L2做反馈线圈用；L1和L2有公共端。浪涌抑制回路H1并接于L1线圈和公共端之间，浪涌抑制回路H2和反馈回路包含防开路电阻R5，并接于L2和公共端之间。保护电子开关回路包括一个电子开关S1，电子开关的开关侧接于L1和L2线圈的2个非公共端之间，控制侧接于保护电路的输出端。全桥整流回路包括一个单相全波整流桥BR1；交流端并接于L1线圈两端，次级接于二级保护回路的限流电阻和地之间。滤波回路包括一个二极管D2和一个滤波电容E1；二极管D2主要防止电流反向流动，电解电容E1滤波存储CT取电能量，维持电压稳定。
进一步，电压检测和保护控制回路包括保护一个电压检测回路，一个电子开关驱动保护回路；当电压检回路检测到电压大于预定值时输出驱动信号驱动保护电开关S1和二次保护回路H3同时动作，开关S1把取电线圈和反馈线圈连接到一起，由于两个线圈极性相反，中和后电流基本为零，但由于线圈的不一致性可能会有极少部分中和剩余电流形成，其又被二次保护回路泄放到地，形成保护和阻止发热目的。如图2、图3，还包括系统负载回路8。
本实用新型实施例采用双绕组CT取电线圈，线圈包含两个同时双线绕制的线圈，基本保证特性一致，可以保证电压超过设定值后闭合电子保护开关，两个大小相等方向相反的电流中和，理论上剩余电流为零，但是实际不能做到完全一致，所以会有很小的剩余电流，其电流又被二次保护回路泻放掉。因此取电电路不会出现大的电流，同时也不会出现高的电压，从而完美解决了过载发热或者产生高压问题危及系统安全和稳定的问题。另外保护电子开关的选择也很重要，要求本身消耗功耗小，闭合电阻小，控制灵活方便。再次电压检测芯片的设定值要准确，要求有一定的回滞特性。
线圈的绕制方法如图4所示的，其中铁心为圆形、方形、椭圆形。如图4所示的，本实用新型实施例的两个绕组线圈可以如图4中的31那样两组线圈分别绕制但都在同一侧；或是如图4中的32那样两绕组同时绕制并在同一侧；或是如图4中的33那样两绕组分别绕于不同侧。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于线路取电的双绕组电流互感器，其特征在于，包括：CT回路(1)、浪涌抑制(2)、保护电子开关(3)、全桥整流(4)、二级保护电路(5)、滤波电路(6)、电压检测保护控制(7)；
其中所述CT回路(1)包括作为取电线圈的第一绕组线圈(L1)和用于做反馈线圈的第二绕组线圈(L2)，其中所述第一绕组线圈(L1)和第二绕组线圈(L2)串联且极性相反，且所述所述第一绕组线圈(L1)和第二绕组线圈(L2)用相同方法绕制的线圈；还包括两个浪涌抑制(H1)和(H2)，且浪涌抑制(H1)与第一绕组线圈(L1)并联，且浪涌抑制(H2)并联防开路电阻(R5)后与第二绕组线圈(L2)并联；其中保护电子开关(3)包括电子开关(S1)，该电子开关(S1)的开关侧与第一绕组线圈(L1)、第二绕组线圈(L2)串联形成闭合回路，且控制侧连接二级保护电路(5)的输出端；全桥整流(4)包括单相全波整流桥(BR1)，单相全波整流桥(BR1)的交流端与第一绕组线圈(L1)并联，且单相全波整流桥(BR1)的次级连接二级保护电路(5)；二级保护电路(5)包括二级保护回路(H3)和限流电阻(R2)，二级保护回路(H3)通过限流电阻(R2)连接电压检测保护控制(7)；滤波电路(6)包括用于防止电流反向流动的二极管(D2)和存储CT回路(1)产生电能的滤波电容E1。
2.根据权利要求1所述的用于线路取电的双绕组电流互感器，其特征在于，电压检测保护控制(7)包括过压检测芯片、限流电阻(R6)、二极管(D3)，所述限流电阻(R6)、二极管(D3)与保护电子开关(3)的电子开关(S1)串联和与第一绕组线圈(L1)、第二绕组线圈(L2)串联；其中过压检测芯片的采样端连接第一绕组线圈(L1)，且输出端通过限流电阻(R2)连接二级保护回路(H3)，并通过限流电阻(R4)连接NPN型三极管(Q2)的基极，且NPN型三极管(Q2)的发射极接地、集电极连接保护电子开关(3)的电子开关(S1)。
3.根据权利要求2所述的用于线路取电的双绕组电流互感器，其特征在于，还包括负载电路(8)，所述负载电路(8)连接所述电压检测保护控制(7)。
4.根据权利要求1所述的用于线路取电的双绕组电流互感器，其特征在于，线圈绕组的铁芯为环形或方形或椭圆形。
5.根据权利要求4所述的用于线路取电的双绕组电流互感器，其特征在于，线圈绕组的铁芯为环形，且所述两个绕组线圈分别绕制且相互间隔预定距离设置在环形铁芯的同一侧；或是两个绕组线圈同时绕制在环形铁芯的同一侧；或是两个绕组线圈分别绕制在环形铁芯的两侧。
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|---|---|---|---|---|
| CN109787337A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-05-21 | 江苏森源电气股份有限公司 | 复合供电式无线测温传感器及其控制方法 |
| CN111693769A (zh) * | 2019-03-15 | 2020-09-22 | 宁波三星智能电气有限公司 | 一种电能表 |
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