[發明專利]一種非線性負荷的計量裝置

有效

• 申請號: 201310616116.3
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103604961A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 張雅坤;許亞輝;張建勇;焦鵬;代新建
• 申請（專利權）人: 保定久鼎?；ル姎庥邢薰?/a>
• 主分類號: G01R11/17
• 分類號: G01R11/17;G01R15/18
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 杜澄心;張亞軍

技術領域

本發明涉及一種電網的計量裝置。

背景技術

隨著國家工業的高速發展，沖擊性負荷越來越多，例如高頻冶煉、石油開采、開采機、挖掘機、高速自動點焊、高速拔絲、直流調速的電器設備等。沖擊負荷其主要體現為電流變化速度快，范圍寬，超負荷運行范圍大，無周期規律變化，諧波含量高并且各次諧波含量及方向千差萬別，同時伴有大量的電壓閃變。這些負荷對電網運行造成沖擊，甚至影響電網的穩定性，同時會危害電力設備的正常運行。非線性沖擊負荷對電能計量影響更大，因為目前絕大多數的電能表、互感器的設計原理都基于正弦波功率理論，并未考慮嚴重的超負荷時造成互感器及電表的磁飽和及波形的畸變的影響，其不能正確的反應負荷從電網中吸收的電能，且沖擊負荷電流變化非常快，所以要求互感器有足夠的頻寬，電能表有足夠的響應速度。因此應用傳統的計量方式，計量非線性的沖擊負荷，必造成嚴重的計量誤差，據測算這種誤差最大時可以造成10%以上的計量損耗，給電力企業造成巨大的經濟損失。

發明內容

本發明的目的是提供一種非線性負荷的計量裝置，以解決傳統的計量方式在計量非線性的沖擊負荷時，計量誤差大的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種非線性負荷的計量裝置，由超寬頻的計量電流互感器及非線性負荷專用高采樣速度的電能表組成；電流互感器通過一個疊加在主互感器上的，提供反向的電動勢來補償阻抗產生的壓降輔助互感器，構成無源的零磁通補償電流互感器。

本發明的優點如下：

（1）利用超寬頻的電流互感器的1%～2000%的負荷范圍，將非線性負荷造成的波型畸變及超負荷吸收的電能，進行了合理的計量，避免了傳統電流互感器當負荷達到150%時出現磁飽和而漏計電量的問題。

（2）采用超寬頻及高速采樣電能表，大大提高了對諧波計量的精度。

附圖說明

圖1是本發明采用超寬頻電壓電流組合互感器整體結構示意圖。

圖2是本發明的電流互感器的接線原理圖。

圖中：1、ABS工程塑料，2、一次接線端子，3、硅氟橡膠填充料，4、二次出線端，5、電流繞組，6、電壓繞組，P1、一次進線端，P2、一次出線端，I1、一次電流，I2、二次電流，N1、一次繞組，Z、二次總阻抗，Zb、調零阻抗，N₂-N_b、二次繞組，N_b2、輔助二次繞組。

具體實施方式

本發明由超寬頻的計量電流互感器及非線性負荷專用高采樣速度的電能表組成。其中的計量電流互感器與非線性負荷專用高采樣速度的電能表為傳統的連接結構。在如圖1所示的組合互感器電路中，在電壓互感器的二次回路上，并接智能負向閃變吸收器（具體電壓互感器的電路結構同傳統的，省略該電路圖。）；參見圖2，電流互感器通過一個疊加在主互感器上的，提供反向的電動勢來補償阻抗產生的壓降輔助互感器，構成無源的零磁通補償電流互感器。

針對沖擊負荷短暫的高倍數超負荷問題，電流互感器采取了線性度極寬的零磁通電流互感器擴大互感器的量程。沖擊負荷一般的電流范圍在Imin～Imax，1%～1500%之間，普通CT只能滿足1%～120%（20%～120%）的誤差精度，低20%In，誤差將增大，而當達到150%時一般進入飽和區，即使負荷再增加，吸收的電網能量也不能被電能表計量，這是沖擊負荷少計量最主要的原因，為了保證寬范圍內計量精度。

本發明產品的電流互感器采取無源的零磁通補償技術，所謂的零磁通是通過一個疊加在主互感器上的輔助互感器提供反向的電動勢來補償阻抗產生的壓降，從而不需要主互感器的磁通提供電動勢，實現主互感器磁通為零，由于沒有勵磁損耗，其可以在寬負荷范圍內獲得非常高的計量精度，從而實現1%～2000%范圍內互感器的誤差特性的穩定，這對沖擊負荷的計量尤為重要，因為沖擊負荷的超負荷區恰是其吸收電網能量最大的區域，而傳統互感器也進入了嚴重飽和區，不能正確計量，這是丟失電量的最主要原因。

為保證電能表的測量范圍，滿足沖擊負荷的要求，本型產品的電流互感器二次輸出為1A，并采用0.3（6）的20倍的寬范圍電能表，當沖擊負荷達到10倍額定電流時，仍能保證電能表的采樣互感器不發生磁飽和。