KR20050063872A - An electronically compensated current transformer for instrumentation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력 트랜스 듀서의 입력측 전류 측정에 사용되는 변류기의 성능을 개선토록 함으로써, 정확도가 보다 높은 정밀급 단상 유효전력 측정용 트랜스 듀서를 제공토록 한 것을 특징으로 하는 전자보상 계기용 변류기에 관한 것으로,The present invention relates to a current transformer for an electronic compensation instrument, characterized by providing a transducer for measuring precision single-phase active power with higher accuracy by improving the performance of a current transformer used to measure current on the input side of a power transducer. ,
제 1 차 권선코일과; 상기 코어의 다른 일측에 설치되고 상기 제 1 차 권선코일로부터 전해지는 전자기력을 코어로부터 출력하며 권선수가 비교적 많은 제 2 차 권선코일과; 상기 제 2 차 권선코일 일측과 연결되고 동시에 코어가 감기며 상기 코어에 자기력을 가하여 제 2 차 권선코일 때문에 발생하는 자기 불평형을 해소하는 피드백 권선코일과; 상기 제 2 차 권선 코일과 피드백 권선코일의 출력단에 연결되며 라인을 통해 입력되는 전류성분중에서 직류성분을 제거하는 필터와; 상기 제 2 차 권선 코일에서 감지된 신호를 증폭하여 피드백 권선코일에 출력하는 증폭기와; 상기 피드백 권선 코일을 통과한 신호를 증폭하여 출력하는 시그널 증폭기와; 상기 증폭기의 비반전 단자와 시그널 증폭기의 반전단자에 접속되며 입력되는 전류신호가 안정적으로 증폭기 및 시그널 증폭기로 전달되도록 일정한 기준전류를 회로라인에 공급하는 인풋 시그널 보호회로를 포함하는 것이 특징이다.A primary winding coil; A secondary winding coil installed on the other side of the core and outputting electromagnetic force transmitted from the primary winding coil from the core and having a relatively large number of turns; A feedback winding coil connected to one side of the secondary winding coil and simultaneously winding a core and applying magnetic force to the core to solve magnetic unbalance caused by the secondary winding coil; A filter connected to the output ends of the secondary winding coil and the feedback winding coil and removing a DC component among current components input through a line; An amplifier for amplifying the signal sensed by the secondary winding coil and outputting it to a feedback winding coil; A signal amplifier for amplifying and outputting a signal passing through the feedback winding coil; And an input signal protection circuit connected to the non-inverting terminal of the amplifier and the inverting terminal of the signal amplifier and supplying a constant reference current to the circuit line so that an input current signal is stably transmitted to the amplifier and the signal amplifier.
Description
본 발명은 전자보상 계기용 변류기에 관한 것으로, 특히 전력 트랜스 듀서의 입력측 전류 측정에 사용되는 변류기의 성능을 개선토록 함으로써, 정확도가 보다 높은 정밀급 단상 유효전력 측정용 트랜스 듀서를 제공토록 한 것을 특징으로 하는 전자보상 계기용 변류기에 관한 것이다.The present invention relates to a current transformer for an electronic compensation instrument, and in particular, to improve the performance of the current transformer used for measuring the input side current of the power transducer, to provide a transducer for measuring precision single-phase active power with higher accuracy. The present invention relates to an electronic compensation instrument current transformer.
지금까지 전력측정에 많이 사용되고 있는 유도형, 전류력계형 아날로그 전력계는 점차 전자 전력계에 의해 대체되어 가고 있다.Inductive and ammeter type analog power meters, which are widely used for power measurement, are being replaced by electronic power meters.
상기 아날로그 전력계에 비해 전자전력계의 큰 장점은 정확도, 직선성, 장기 안정도 등이 우수하고 외부자장의 영향이 적으며 주파수 응답성이 우수한 점이다.The great advantage of the electronic wattmeter over the analog wattmeter is that it is excellent in accuracy, linearity, long-term stability, less influence of external magnetic field, and excellent frequency response.
또한 상기 전자 전력계는, 평균값, 첨두값, 실효값과 같은 측정값에 관한 다양한 정보를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 출력된 정보를 컨트롤 시스템, 혹은 마이크로프로세서에 의해 적절히 처리하고 동시에 연산도 가능한 기능적 장점도 가진다.In addition, the electronic power meter can not only obtain various information about measured values such as average value, peak value, and rms value, but also have the functional advantage that the output information can be appropriately processed by a control system or a microprocessor and simultaneously operated. Have
전자전력계의 일종인 전력 트랜스 듀서(Power transducer)는 교류입력전류와 전압을 측정하고 이에 비례하는 출력을 나타내는 트랜스 듀서로서 앞으로 발전소, 변전소 등 전력계통의 자동 제어시스템이나 인텔리젼트 빌딩, 오피스텔, 호텔 등에서 전력원격 검침 시스템의 필수적 계기로 활용될 것이다.A power transducer, a kind of electronic wattmeter, is a transducer that measures AC input current and voltage and displays output in proportion to it.In the future, it is an automatic control system of power system such as power plant, substation, intelligent building, officetel, hotel. It will be used as an essential instrument for power remote meter reading system.
시분할 승산방식을 사용하는 전력 트랜스 듀서는 크게 변류기(CT; Current Transformer), 변성기(PT; Potential Transformer), 펄스폭 변조기(PWM; Pulse Width Modulation), 진폭 변조기(AM; Amplitude Modulation) 등으로 구성되어지는데 전류, 전압의 두 입력 크기를 펄스폭 변조기나 진폭 변조기 등의 전자회로 동작에 필요한 작은 신호로 만들기 위하여 전력 트랜스 듀서의 입력부분은 변류기와 변성기를 사용하게 된다.The power transducer using the time division multiplication method is composed of a current transformer (CT), a transformer (PT), a pulse width modulator (PWM), an amplitude modulator (AM), and the like. In order to make the two input magnitudes of current and voltage into small signals necessary for the operation of electronic circuits such as pulse width modulators or amplitude modulators, the input part of the power transducer uses a current transformer and a transformer.
이때 변류기와 변성기를 거쳐나온 신호는 변류기와 변성기의 성능에 따라 전력 트랜스 듀서 성능의 대부분을 결정지으며 두 입력 신호가 작을 수록, 역률이 낮을 수록 정확도가 떨어진다.At this time, the signal passed through the current transformer and transformer determines most of the power transducer performance according to the performance of the current transformer and the transformer. The smaller the input signals and the lower the power factor, the lower the accuracy.
따라서, 이러한 변류기의 성능을 향상시키기 위하여 2단 코어를 사용한 변류기, 일반 변류기 권선에 전자회로를 첨가한 변류기, 2단 코어를 사용한 변류기에 전자회로를 부가한 변류기 등이 활용된다.Therefore, in order to improve the performance of such a current transformer, a current transformer using a two-stage core, a current transformer with an electronic circuit added to a general current transformer winding, a current transformer with an electronic circuit added to a current transformer using a two-stage core, and the like are utilized.
변성기의 경우도 전자적 보상회로를 사용하여 그 정확도를 향상시키고 있다.In the case of the transformer, the electronic compensation circuit is used to improve the accuracy.
그러나 이들은 성능이 우수한 반면 제작이 용이하지 않으며 특별한 권선방법이 요구되고 있다.However, while they are superior in performance, they are not easy to manufacture and require special winding methods.
본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 정확도가 높은 정밀급 단상 유효전력 측정용 전력 트랜스 듀서를 개발하기 위하여 전력 트랜스 듀서의 입력측 전류 측정에 사용되는 변류기의 성능을 개선할 수 있는 방법을 제안하고 이 방법에 의하여 변류기를 제작하는데 그 목적이 있다.In the present invention to solve the above problems, in order to develop a high-precision high-precision single-phase active power measuring power transducer method for improving the performance of the current transformer used for measuring the current input side of the power transducer The purpose of this paper is to make a current transformer by this method.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,As a means for achieving the above object,
본 발명은 전류 측정 대상체로부터 출력되어 코어의 일측에 설치되며 권선수가 비교적 적은 제 1 차 권선코일과; 상기 코어의 다른 일측에 설치되고 상기 제 1 차 권선코일로부터 전해지는 전자기력을 코어로부터 출력하며 권선수가 비교적 많은 제 2 차 권선코일과; 상기 제 2 차 권선코일 일측과 연결되고 동시에 코어가 감기며 상기 코어에 자기력을 가하여 제 2 차 권선코일 때문에 발생하는 자기 불평형을 해소하는 피드백 권선코일과; 상기 제 2 차 권선 코일과 피드백 권선코일의 출력단에 연결되며 라인을 통해 입력되는 전류성분중에서 직류성분을 제거하는 필터와; 상기 제 2 차 권선 코일에서 감지된 신호를 증폭하여 피드백 권선코일에 출력하는 증폭기와; 상기 피드백 권선 코일을 통과한 신호를 증폭하여 출력하는 시그널 증폭기와; 상기 증폭기의 비반전 단자와 시그널 증폭기의 반전단자에 접속되며 입력되는 전류신호가 안정적으로 증폭기 및 시그널 증폭기로 전달되도록 일정한 기준전류를 회로라인에 공급하는 인풋 시그널 보호회로를 포함하는 것이 특징이다.The present invention includes: a primary winding coil output from a current measuring object and installed on one side of a core, and having a relatively small number of windings; A secondary winding coil installed on the other side of the core and outputting electromagnetic force transmitted from the primary winding coil from the core and having a relatively large number of turns; A feedback winding coil connected to one side of the secondary winding coil and simultaneously winding a core and applying magnetic force to the core to solve magnetic unbalance caused by the secondary winding coil; A filter connected to the output ends of the secondary winding coil and the feedback winding coil and removing a DC component among current components input through a line; An amplifier for amplifying the signal sensed by the secondary winding coil and outputting it to a feedback winding coil; A signal amplifier for amplifying and outputting a signal passing through the feedback winding coil; And an input signal protection circuit connected to the non-inverting terminal of the amplifier and the inverting terminal of the signal amplifier and supplying a constant reference current to the circuit line so that an input current signal is stably transmitted to the amplifier and the signal amplifier.
또한, 상기 제 2 차 코일과 피드백 권선 코일, 그리고 피드백 권선코일과 1차코일 사이에는 절연재가 더 삽입된 것이 특징이다. In addition, an insulating material is further inserted between the secondary coil and the feedback winding coil, and the feedback winding coil and the primary coil.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 전자보상 변류기에 대해서 설명하면 다음과 같다.First, the electronic compensation current transformer will be described in order to help the understanding of the present invention.
변류기는 대전류를 안전하고 취급이 용이한 소전류로 바꾸어주는 변압기의 일종이다.Current transformers are a type of transformer that converts large currents into small currents that are safe and easy to handle.
그러나 작은 신호로 바꾸어 줄 때 1차 전류의 일부분은 자성체 코어를 여자시키는데 필요하게 되어 2차전류는 1차에 공급된 양보다 적은 값이 출력되어 오차의 원인이 되며, 변류기의 오차 원인은 대부분 여자전류와 정전용량에 의한 전류 때문인 것으로 알려져 있다.However, when switching to a small signal, part of the primary current is required to excite the magnetic core, and the secondary current is output less than the amount supplied to the primary, causing the error. It is known to be due to the current by the current and the capacitance.
특히, 낮은 주파수에서는 여자전류에 의해서 오차가 발생되고, 높은 주파수에서는 정전용량 전류에 의해서 발생되며, 여자전류를 줄이기 위하여 투자율이 크고 면적이 큰 자성재료의 코어를 사용하거나 권선수를 많이 하면 되지만, 이 경우는 권선 면적과 정전용량을 증가시켜 정전용량에 의한 전류가 흐르게 된다.In particular, the error is caused by the excitation current at low frequencies, and the capacitance current at high frequencies, and to reduce the excitation current, the core of magnetic material having a large permeability and a large area may be used or the number of turns may be increased. In this case, the winding area and the capacitance are increased to flow the current due to the capacitance.
또한, 전력 주파수에서는 정전용량 전류에 의한 오차보다 여자전류에 의한 오차가 주 원인이 되기 때문에 투자율이 크고 면적이 큰 코어를 사용함이 바람직하나, 경제적, 실용적인 면을 검토해 보았을때 비효율적이며, 또한 소형 변류기가 요구되는 곳에서 코어의 크기를 크게 할 수 없는 경우가 많다.In addition, it is preferable to use a core with a large permeability and a large area because the error due to the excitation current is the main cause at the power frequency, rather than the error due to the capacitance current, but it is inefficient and small current transformer when considering economical and practical aspects. In many cases, the core size cannot be increased where is required.
도 1a, b는 일반적인 변류기와 간단한 등가회로를 나타낸 것이다.1a and b show a general current transformer and a simple equivalent circuit.
코어분로 손실저항 Re와 코어분로 손실 인덕턴스 Lc에 의해 여자전류Im이 흐르게 되어 손실을 발생시키게 된다.The excitation current Im flows due to the core shunt loss resistance Re and the core shunt loss inductance Lc.
도 1a를 전기적 등가회로인 도 1b로 표시하면,1A is represented by FIG. 1B, which is an electrical equivalent circuit,
-------------(1) -------------(One)
로 나타낼 수 있다.It can be represented as.
여기서 Ze는 Re와 Lc에 의한 코어손실 임피던스를 나타낸다.Where Ze represents the core loss impedance due to Re and Lc.
식(1)은 다시Equation (1) is again
------------(2) ------------(2)
로 표시할 수 있다.Can be displayed as
여기서 k = 1 + Ro/Ze로 나타내었다.Where k = 1 + Ro / Ze.
따라서 2차측 출력은 부하저항 양단의 전압이므로 출력전압 V=Is Ro이고 식(2)를 출력전압 V로 나타내면,Therefore, the secondary output is the voltage across the load resistor, so if the output voltage V = Is Ro and equation (2) is expressed as the output voltage V,
-------------------------(3) ------------------------- (3)
로 나타낸다.Represented by
여기서 이상적 변류기인 경우를 생각하면,If we consider the ideal current transformer here,
Ro/Ze << 1이라고 가정할 수 있으므로 이때 출력 V는,Since we can assume that Ro / Ze << 1, the output V is
--------------------------(4) --------------------------(4)
이 된다.Becomes
식(4)는 이상적 변류기의 경우로서 1차 권선수와 2차 권선수의 비에 따라 출력 전압이 비례하여 나타난다.Equation (4) is an ideal current transformer in which the output voltage is proportional to the ratio of the primary and secondary windings.
그러나, 일반적인 변류기의 경우 자성체 코어의 손실 때문에 식(3)과 같이 비선형 출력특성을 가지게 된다.However, the general current transformer has a nonlinear output characteristic as shown in Equation (3) because of the loss of the magnetic core.
본 발명에서는 자성체 코어 손실 임피던스에 의한 손실을 줄이기 위하여 도 2와 같이 궤환권선을 이용하고 전자적 보상기술을 사용한 변류기를 제안한다.The present invention proposes a current transformer using a feedback winding and using an electronic compensation technique as shown in FIG. 2 to reduce the loss caused by the magnetic core loss impedance.
제안된 변류기는 1회(turn)의 1차측 권선(N1)과, 2차측 감지권선(N2)과, 피드백 권선(궤환권선, N3)과, 그리고 2차측 감지권선(N2)에서 감지된 신호를 증폭하여 피드백 권선(N3)에 공급해 주는 증폭기(A)로 구성되어 있으며 부하저항 Ro 양단에 걸리는 전압이 변류기의 출력이 된다.The proposed current transformer detects the signal detected from the primary winding N1, the secondary sensing winding N2, the feedback winding (feedback winding N3), and the secondary sensing winding N2. It consists of an amplifier (A) that amplifies and supplies it to the feedback winding (N3). The voltage across the load resistor Ro becomes the output of the current transformer.
이러한 구성을 가진 계기용 변류기의 등가회로를 도 3에 나타내었다.The equivalent circuit of the current transformer for the instrument having such a configuration is shown in FIG.
도 3에 나타낸 바와 같이 전자 보상 변류기를 전기적 등가 회로로 나타내면, As shown in FIG. 3, the electronic compensation current transformer is represented by an electrical equivalent circuit.
-----------(5) ----------- (5)
와 같이 된다. 여기서 입력전류 Iin은 Becomes Where the input current Iin is
----------(6) ---------- (6)
으로 나타낼 수 있다.It can be represented as
자성체 코어손실 임피던스에 의한 손실을 가진 N2 권선에 흐르는 감지전류 Is는 전자증폭기를 통하여 손실만큼 증가되어 반전된 궤환전류 If가 N3에 공급되어 부하에 흐른다.The sensing current Is flowing through the N2 winding with the loss due to the magnetic core loss impedance is increased by the loss through the electron amplifier, and the inverted feedback current If is supplied to N3 and flows to the load.
이때 코일 N2와 N3에 발생되는 기자력은 A N2 Is = N3 If의 관계를 가지고 있다.At this time, the magnetic force generated in the coils N2 and N3 has a relationship of A N2 Is = N3 If.
여기서 A는 증폭기의 게인을 나타낸다. 따라서 식(6)을 다시 표현하면,Where A is the gain of the amplifier. Therefore, if we rewrite equation (6)
----------------------(7) ---------------------- (7)
로 나타낼 수 있다.It can be represented as.
입력전류가 자성체 코어 손실임피던스에 의하여 2차측으로 충분히 전달되지 못하고 손실을 발생시키지만 궤환전선과 증폭기를 사용하여 게인을 적절히 보상코일을 통하여 손실만큼 보상하여 공급하게 한다.Although the input current is not sufficiently delivered to the secondary side by the magnetic core loss impedance, it causes a loss, but the feedback wire and the amplifier are used to compensate the gain as appropriate through the compensation coil.
따라서, 코어 내부에 자기적 평형을 이루게 되어 코어 손실 임피던스에 의한 손실을 보상할 수 있다. 그리고, 식(7)을 출력에 관한 식으로 나타내면,Therefore, magnetic equilibrium is achieved within the core to compensate for the loss due to the core loss impedance. Then, when expression (7) is expressed by an expression relating to the output,
--------------------------(8) --------------------------(8)
이 된다.Becomes
여기서 V = Ro If의 관계가 있으며 마이너스(-)는 전류의 방향을 표시한다.Where V = Ro If and minus (-) indicates the direction of current.
변류기의 특성시험을 위하여 도 4와 같은 구조로 권선하였으며, 도 4에는 변류기를 수평절단한 단면도 및 변류기를 수직절단한 단면도를 도시하고 있다.For the characteristic test of the current transformer was wound in the structure as shown in Figure 4, Figure 4 shows a cross-sectional view of the horizontal cutting the current transformer and the cross-sectional view of the current transformer.
상기에서 N1은 1차권선으로 자성체 코어의 내부와 외부에 표시된 각각 4개의 권선을 병렬처리하여 1회 권선이 되도록 하였다.In the above, N1 is the primary winding so that each of the four windings displayed on the inside and outside of the magnetic core is processed in parallel so as to be a single winding.
이렇게 하는 이유는 1차권선의 비대칭을 개선하고 이에 따른 표류정전용량에 의한 전류를 최소화하고 높은 전류에 요구되는 권선의 굵기를 분배할 수 있는 효과를 가져오기 때문이다.This is because it improves the asymmetry of the primary winding, minimizes the current caused by the stray capacitance, and distributes the thickness of the winding required for high current.
자성체 코어는 투자율이 매우 높은 뮤(mu) 메탈 코어를 사용하였으며 투자율은 100,000이다.The magnetic core uses a very high permeability mu metal core with a permeability of 100,000.
2차권선 N2와 궤환권선 N3는 실험을 위하여 각각 같은 수의 권선을 하였으며 N2와 N3층 사이에 절연 테이프를 감아서 이 두 권선을 절연시켰다.The secondary winding N2 and the feedback winding N3 had the same number of windings for the experiment, respectively, and the two windings were insulated by winding an insulating tape between the layers N2 and N3.
그리고 N2와 N3사이, N3와 N1사이에 전기적 차폐를 사용하면 더욱더 특성이 개선된다.The use of electrical shielding between N2 and N3 and between N3 and N1 further improves the characteristics.
도 5는 보상 궤환 전류가 없을 때 보상궤환 변류기를 4등분하여 그 한 부분을 시뮬레이션 한 것이다.FIG. 5 simulates one part by dividing the compensation feedback current transformer into four parts when there is no compensation feedback current.
도시한 바와 같이 입력 10암페어 턴의 기자력이 가해졌을 때 코어 내부에 자속이 밀집하여 분포됨을 알 수 있다.As shown, it can be seen that the magnetic flux is densely distributed inside the core when a magnetic force of 10 amperes of input is applied.
그러나, 도 6에 나타낸 바와 같이 보상 궤환 전류가 가해지는 경우 코어 내부에서의 자속은 거의 존재하지 않는다.However, as shown in Fig. 6, there is almost no magnetic flux inside the core when the compensation feedback current is applied.
이것은 입력의 기자력과 궤환전류에 의한 기자력이 자기적 평형을 이루어 자성체 코어 내부의 자속은 거의 0(영) 상태가 되었음을 나타낸다.This indicates that the magnetic force of the magnetic core is almost zero (zero) because the magnetic force of the input magnetic force and the feedback current is in self-balance.
이것을 더 자세히 검토하기 위하여 도 7과 도 8의 결과를 비교해 보면 알 수 있다.In order to examine this in more detail, the results of FIGS. 7 and 8 can be compared.
보상 궤환전류가 없는 경우의 도 7은 자성체 코어 내부에서의 자속밀도 B 벡터 방향이 한 방향으로 일정함을 나타내지만 보상궤환전류가 있는 경우의 도 8은 자성체 코어 내부에서의 B벡터 방향이 서로 반대로 나타남을 알 수 있다.7 without compensation feedback current shows that the magnetic flux density B vector direction inside the magnetic core is constant in one direction, while FIG. 8 with compensation feedback current shows that the B vector directions inside the magnetic core are opposite to each other. It can be seen that.
이것은 보상궤환전류에 의하여 자성체 코어 내부에 자기적 평형이 이루어졌음을 의미한다.This means that the magnetic equilibrium is achieved inside the magnetic core by the compensation feedback current.
따라서, 변류기의 입력기자력과 출력 기자력이 평형을 이룬다는 것은 여자전류에 의한 손실이 보상되어 입력의 양이 모두 출력으로 변환되어 나타남을 의미한다.Therefore, the equilibrium between the input magnetic force and the output electromagnetism of the current transformer means that the loss caused by the excitation current is compensated for and the amount of input is converted into the output.
도 9는 본 발명의 실시예도로써,9 is an embodiment of the present invention,
전류 측정 대상체로부터 출력되어 코어의 일측에 설치되며 권선수가 비교적 적은 제 1 차 권선코일(10)과;A primary winding coil 10 output from a current measuring object installed on one side of the core and having a relatively small number of windings;
상기 코어의 다른 일측에 설치되고 상기 제 1 차 권선코일(10)로부터 전해지는 전자기력을 코어로부터 출력하며 권선수가 비교적 많은 제 2 차 권선코일(20)과;A secondary winding coil (20) installed on the other side of the core and outputting electromagnetic force transmitted from the primary winding coil (10) from the core and having a relatively large number of turns;
상기 제 2 차 권선코일(20) 일측과 연결되고 동시에 코어가 감기며 상기 코어에 자기력을 가하여 제 2 차 권선코일 때문에 발생하는 자기 불평형을 해소하는 피드백 권선코일(30)과;A feedback winding coil (30) connected to one side of the secondary winding coil (20) and simultaneously winding the core and applying magnetic force to the core to solve magnetic unbalance caused by the secondary winding coil;
상기 제 2 차 권선 코일(20)과 피드백 권선코일(30)의 출력단에 연결되며 라인을 통해 입력되는 전류성분중에서 직류성분을 제거하는 필터(40)와;A filter (40) connected to the output ends of the secondary winding coil (20) and the feedback winding coil (30) to remove a direct current component from a current component input through a line;
상기 제 2 차 권선 코일(20)에서 감지된 신호를 증폭하여 피드백 권선코일(30)에 출력하는 증폭기(50)와;An amplifier (50) for amplifying the signal sensed by the secondary winding coil (20) and outputting it to the feedback winding coil (30);
상기 피드백 권선 코일(30)을 통과한 신호를 증폭하여 출력하는 시그널 증폭기(60)와;A signal amplifier 60 for amplifying and outputting a signal passing through the feedback winding coil 30;
상기 증폭기(50)와 시그널 증폭기(60)에 접속되며 입력되는 전류신호가 안정적으로 증폭기 및 시그널 증폭기로 전달되도록 일정한 기준전류를 회로라인에 공급하는 인풋 시그널 보호회로(70)를 포함하여 구성한다.The input signal protection circuit 70 is connected to the amplifier 50 and the signal amplifier 60 and supplies a constant reference current to the circuit line so that the input current signal is stably transmitted to the amplifier and the signal amplifier.
상기 도면에서는 다수개의 1차 코일중 선택된 어느 한 개로부터 전류를 분석하는 변류기를 예시하고 있다.The figure illustrates a current transformer that analyzes the current from any one of a plurality of primary coils.
상기 1차 코일(10)이 코어의 일측에 접속되고 코어의 다른 일측에는 2차 권선 코일(20)과 피드백 권선 코일(30)이 접속되어 있다.The primary coil 10 is connected to one side of the core, and the secondary winding coil 20 and the feedback winding coil 30 are connected to the other side of the core.
상기 2차 권선 코일(20)과 피드백 권선코일(30)에는 필터(40)가 부가되어 있는바, 상기 필터(40)는 권선코일을 통해 전달되는 직류성분을 최대한 제거하기 위한 것이다.Filter 40 is added to the secondary winding coil 20 and the feedback winding coil 30, the filter 40 is to remove the DC component transmitted through the winding coil as much as possible.
상기 필터(40)의 출력측에는 각각 증폭기(50, 60)가 연결되어 있어 전류신호를 충분히 증폭시킨 상태에서 전류신호를 다음 회로 연결단에 전달하게 된다.The amplifiers 50 and 60 are connected to the output side of the filter 40, respectively, so that the current signals are transmitted to the next circuit connection terminal in a state in which the current signals are sufficiently amplified.
상기에서 제 2 차 권선코일(20)과 연결된 증폭기(50)는 피드백 권선코일(30)에 연결되며 피드백 권선코일(30)의 출력측에 시그널 증폭기(60)가 더 연결되어 있어 최종 출력단으로 연결되게 된다.The amplifier 50 connected to the secondary winding coil 20 is connected to the feedback winding coil 30 and the signal amplifier 60 is further connected to the output side of the feedback winding coil 30 to be connected to the final output terminal. do.
이때 2차권선 코일(20)에서 발생한 코어내 자기장은 피드백 권선코일(30)의 자기장 영향으로 인하여 소멸되며, 따라서 정확도가 높은 변류기를 제공할 수 있게 된다.At this time, the magnetic field in the core generated in the secondary winding coil 20 is extinguished due to the magnetic field effect of the feedback winding coil 30, thus providing a current transformer with high accuracy.
한편, 상기 시그널 증폭기(60)의 일측에는 인풋 시그널 보호회로(70)가 삽입되어 있는바, 상기 인풋 시그널 보호회로(70)는 시그널 증폭기(60)로 지나는 전류를 일정하게 하여 원할한 회로의 원할한 동작이 이루어지도록 하기 위한 것이다.On the other hand, the input signal protection circuit 70 is inserted into one side of the signal amplifier 60, the input signal protection circuit 70 is a desired circuit of the desired circuit by constant current passing through the signal amplifier 60 This is to ensure that one action is taken.
상술한 바와 같이 본 발명은 전자적 보상회로와 피드백 권선 코일을 적용함으로써 제작이 간단하고 성능이 우수한 전자보상 계기용 변류기를 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of providing a current transformer for an electronic compensation instrument having a simple and excellent performance by applying an electronic compensation circuit and a feedback winding coil.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 설명과 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형은 포함한 것으로 판단할 수 있다. Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred description, various other modifications and variations may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims may be determined to include such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.
도 1a는 일반적으로 사용되는 변류기 구성도.1A is a block diagram of a commonly used current transformer.
도 1b는 도 1a의 등가 회로도.1B is an equivalent circuit diagram of FIG. 1A.
도 2는 본 발명의 개념을 설명하기 위한 피드백 권선과 전자보상을 가진 변류기.2 is a current transformer with feedback winding and electronic compensation for explaining the concept of the present invention.
도 3은 피드백 권선과 전자보상을 가진 변류기의 등가 회로도.3 is an equivalent circuit diagram of a current transformer with feedback windings and electronic compensation.
도 4는 피드백 권선을 가진 변류기의 구조로써, 변류기의 수평 단면도 및 변류기의 수직 단면도.4 is a horizontal cross-sectional view of the current transformer and a vertical cross-sectional view of the current transformer with a structure of a current transformer with a feedback winding.
도 5는 보상궤환 전류가 없는 변류기의 1/4 부분에서의 자속 분포도.5 is a magnetic flux distribution diagram in a quarter portion of a current transformer without compensation feedback current.
도 6은 보상궤환 전류가 있는 변류기의 1/4 부분에서의 자속 분포도.6 is a magnetic flux distribution diagram in a quarter portion of a current transformer with compensation feedback current.
도 7은 보상궤환 전류가 없는 변류기의 1/4 부분에서의 자속밀도 벡터도.7 is a magnetic flux density vector diagram of a quarter of a current transformer without compensation feedback current;
도 8은 보상궤환 전류가 있는 변류기의 1/4 부분에서의 자속밀도 벡터도.8 is a magnetic flux density vector diagram of a quarter of a current transformer having a compensation feedback current;
도 9는 본 발명의 실시예도.9 is an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
10: 제 1 차 권선코일 20: 제 2 차 권선코일10: primary winding coil 20: secondary winding coil
30: 피드백 권선코일 40: 필터30: feedback winding coil 40: filter
50, 60: 증폭기 70: 인풋 시그널 보호회로50, 60: amplifier 70: input signal protection circuit
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