CN210128991U - 零序电流传感器电路拓扑及开关极柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种零序电流传感器电路拓扑及开关极柱，包括：三相相序电流传感器，三相电每一相的相序电流和零序电流共用三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集；电流互感器，电流互感器的原边的一端通过零序输出回路与一次电流采集线圈连接，电流互感器的原边的另一端接地，且通过相序输出回路与一次电流采集线圈的另一端连接；电阻R_I0,与电流互感器的副边并联。避免了空间磁场的干扰及漏磁等引入的误差，极大地缩小了电流互感器的体积；零序输出回路和相序输出回路用电流互感器隔离，解决了直接在相序电流互感器二次侧中性线上串接电阻而影响相序精度的问题和零序阻抗匹配及要求配置大功率电阻的弊端。

Description

零序电流传感器电路拓扑及开关极柱

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体地，涉及零序电流传感器电路拓扑及开关极柱。

背景技术

零序电流传感器是一种采集配电网线路中的零序电流的传感器，公开号为CN108051689A的专利公开了一种零序电流传感器，由至少两个花瓣式触头组成环形铁芯，铁芯固定导线的一端，导线的另一端由支架环固定；零序电流传感器的花瓣式触头相互之间通过焊接形成一体，花瓣式触头两端还设置有固定弹簧；花瓣式触头的数量为8个；零序电流传感器的圈数比为2000：1；安装应用于电网的用户侧。

目前主要采用跑道式、圆形等三相穿心电磁式零序电流互感器采集零序电流，相序电流和零序电流均有独立的线圈进行采集，跑道式等三相穿心式零序电流互感器需将三相电流穿过互感器，由于三相空间磁场干扰及漏磁等引入较大的误差。此外体积大，尤其是用于柱上开关，安装不方便，因此，应用受到极大的局限。

目前使用的技术方案主要有以下几种：

如图1所示的相序零序独立线圈，穿心式或跑道式零序电流互感器，如图2所示的相序零序分体，三相一体化零序电流互感器，以及如图3所示的相序零序独立线圈，三相分体式零序电流传感器。

图4所示的是种简单的相序零序共用线圈的方法，但是这种方法下有几个弊端很难解决：

(1)作为安全要求，三相相序电流传感器的二次侧必需有一点直接接地，直接在相序电流互感器二次侧中性线上串接电阻的方式不可行；

(2)取样电阻的阻值选择比较难，太大会直接影响到相序的精度，阻值太小零序的精度很难实现；

(3)考虑饱和系数，所以取样电阻的功率要求较大，因此体积很大；

(4)由于要满足一定的温度范围，因此要求取样电阻的温度系数很低，加之要求电阻的功率较大，电阻的制作就很难，且价格高昂，不具实用性。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种零序电流传感器电路拓扑及开关极柱。

根据本实用新型提供的一种零序电流传感器电路拓扑，包括：

三相相序电流传感器，三相电每一相的相序电流和零序电流共用所述三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集；

电流互感器，所述电流互感器的原边的一端通过零序输出回路与所述一次电流采集线圈连接，所述电流互感器的原边的另一端接地，且通过相序输出回路与所述一次电流采集线圈的另一端连接；

电阻R_I0,与所述电流互感器的副边并联。

优选地，所述三相相序电流传感器包括三个一次电流采集线圈，每一相的相序电流和零序电流共用所述三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集。

优选地，三个所述一次电流采集线圈的零序输出端a₁、b₁、c₁相连构成所述零序输出回路。

优选地，三个所述一次电流采集线圈的相序输出端a_h、b_h、c_h分别连接正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的一端，所述正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的另一端相连构成所述相序输出回路。

优选地，还包括电压采集器件，采集所述电阻R_I0两端的电压值。

优选地，所述三相电采用Y形接线。

优选地，所述三相相序电流传感器连接在所述Y形接线的中性点。

根据本实用新型提供的一种零序电流传感器电路拓扑，包括：

三相相序电流传感器，三相电每一相的相序电流和零序电流共用所述三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集；

电流互感器，所述电流互感器的原边的一端通过零序输出回路与所述一次电流采集线圈连接，所述电流互感器的原边的另一端接地，且通过相序输出回路与所述一次电流采集线圈的另一端连接；

电阻R_I0,与所述电流互感器的副边并联；

所述三相相序电流传感器包括三个一次电流采集线圈，每一相的相序电流和零序电流共用所述三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集；

三个所述一次电流采集线圈的零序输出端a₁、b₁、c₁相连构成所述零序输出回路；

三个所述一次电流采集线圈的相序输出端a_h、b_h、c_h分别连接正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的一端，所述正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的另一端相连构成所述相序输出回路；

还包括电压采集器件，采集所述电阻R_I0两端的电压值；

所述三相电采用Y形接线；

所述三相相序电流传感器连接在所述Y形接线的中性点。

根据本实用新型提供的一种开关极柱，包括上述的零序电流传感器电路拓扑。

优选地，所述零序电流传感器电路拓扑与所述开关极柱一体浇铸成型。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、利用三相相序电流传感器直接采集零序电流，相序电流和零序电流共用一个一次电流采集线圈，避免了空间磁场的干扰及漏磁等引入的误差，采集精度大为提高，极大地缩小了电流互感器的体积，不仅易安装，而且还可直接浇注到开关极柱中，与开关成融为一体；

2、零序输出回路和相序输出回路用电流互感器隔离，在解决了直接在相序电流互感器二次侧中性线上串接电阻而影响相序精度的问题的同时，还解决了零序阻抗匹配及要求配置大功率电阻的弊端。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1至图3为三种现有的零序电流传感器的结构示意图；

图4为相序零序共用线圈的结构示意图；

图5为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图5所示，根据本实施例提供的一种零序电流传感器电路拓扑，包括：

三相相序电流传感器，三相电每一相的相序电流和零序电流共用三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集；

电流互感器，电流互感器的原边的一端通过零序输出回路与一次电流采集线圈连接，电流互感器的原边的另一端接地，且通过相序输出回路与一次电流采集线圈的另一端连接；

电阻R_I0,与电流互感器的副边并联。

其中，A、B、C分别为三相相序电流的一次电流采集线圈，分别将一次电流转换为二次电流i_a,i_b,i_c，R_Ia,R_Ib,R_Ic为相序的正序采样电阻，分别将二次电流转换为电压作为相序电流；分别将A,B,C三个电流采集线圈的a₁、b₁、c₁相连产生的零序电流i₀₁接入电流互感器CT0原边一端，再分别将ABC的ah、bh、ch串接正序采样电阻后的输出端相连接入CT0原边的另一端，在CT0的次级线圈感应出电流i₀₂，在CT0的次级线圈上并入一电阻R_I0，在R_I0上采集到的电压U_I0即零序电流对应的电压值。

具体的，三相相序电流传感器包括三个一次电流采集线圈，每一相的相序电流和零序电流共用三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集。三个一次电流采集线圈的零序输出端a₁、b₁、c₁相连构成零序输出回路。三个一次电流采集线圈的相序输出端a_h、b_h、c_h分别连接正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的一端，正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的另一端相连构成相序输出回路。

三相电采用Y形接线，利用Y形接线的中性点串入三相相序电流传感器，直接采集零序电流，相序电流和零序电流共用一个一次电流采集线圈，避免了空间磁场的干扰及漏磁等引入的误差，采集精度大为提高，极大地缩小了电流互感器的体积。

零序输出回路和相序输出回路用电流互感器隔离，在解决了直接在相序电流互感器二次侧中性线上串接电阻而影响相序精度的问题的同时，还解决了零序阻抗匹配及要求配置大功率电阻的弊端(如果直接串接电阻在相序中性线上采集零序电流，则要求大功率电阻，增加相序传感器的负载，引起附加损耗发热等问题)。

本实用新型还提供一种开关极柱，采用上述的零序电流传感器电路拓扑。所述零序电流传感器电路拓扑与所述开关极柱一体浇铸成型。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种零序电流传感器电路拓扑，其特征在于，包括：

三相相序电流传感器，三相电每一相的相序电流和零序电流共用所述三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集；

电流互感器，所述电流互感器的原边的一端通过零序输出回路与所述一次电流采集线圈连接，所述电流互感器的原边的另一端接地，且通过相序输出回路与所述一次电流采集线圈的另一端连接；

电阻R_I0,与所述电流互感器的副边并联。

2.根据权利要求1所述的零序电流传感器电路拓扑，其特征在于，所述三相相序电流传感器包括三个一次电流采集线圈，每一相的相序电流和零序电流共用所述三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集。

3.根据权利要求2所述的零序电流传感器电路拓扑，其特征在于，三个所述一次电流采集线圈的零序输出端a₁、b₁、c_l相连构成所述零序输出回路。

4.根据权利要求2所述的零序电流传感器电路拓扑，其特征在于，三个所述一次电流采集线圈的相序输出端a_h、b_h、c_h分别连接正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的一端，所述正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的另一端相连构成所述相序输出回路。

5.根据权利要求1所述的零序电流传感器电路拓扑，其特征在于，还包括电压采集器件，采集所述电阻R_I0两端的电压值。

6.根据权利要求1所述的零序电流传感器电路拓扑，其特征在于，所述三相电采用Y形接线。

7.根据权利要求6所述的零序电流传感器电路拓扑，其特征在于，所述三相相序电流传感器连接在所述Y形接线的中性点。

8.一种零序电流传感器电路拓扑，其特征在于，包括：

三相相序电流传感器，三相电每一相的相序电流和零序电流共用所述三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集；

电流互感器，所述电流互感器的原边的一端通过零序输出回路与所述一次电流采集线圈连接，所述电流互感器的原边的另一端接地，且通过相序输出回路与所述一次电流采集线圈的另一端连接；

电阻R_I0,与所述电流互感器的副边并联；

所述三相相序电流传感器包括三个一次电流采集线圈，每一相的相序电流和零序电流共用所述三相相序电流传感器的一个一次电流采集线圈来采集；

三个所述一次电流采集线圈的零序输出端a₁、b₁、c₁相连构成所述零序输出回路；

三个所述一次电流采集线圈的相序输出端a_h、b_h、c_h分别连接正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的一端，所述正序采样电阻R_Ia、R_Ib、R_Ic的另一端相连构成所述相序输出回路；

还包括电压采集器件，采集所述电阻R_I0两端的电压值；

所述三相电采用Y形接线；

所述三相相序电流传感器连接在所述Y形接线的中性点。

9.一种开关极柱，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的零序电流传感器电路拓扑。

10.根据权利要求9所述的开关极柱，其特征在于，所述零序电流传感器电路拓扑与所述开关极柱一体浇铸成型。

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