[發明專利]一種基于主動補償外磁場的電流互感器

在審

• 申請號: 201710111799.5
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106908635A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 郭曉丹;張超;張凡;隋淑慧;孫學文;陳彬;鄧志軍;周新華
• 申請（專利權）人: 國網天津節能服務有限公司;國網天津市電力公司;國家電網公司;長沙天恒測控技術有限公司
• 主分類號: G01R1/18
• 分類號: G01R1/18;G01R19/00;G01R15/18;G01R15/20
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于電能計量技術領域，尤其是一種基于主動補償外磁場的電流互感器。

背景技術

電流互感器(Current Transformer,簡稱CT)是由閉合的鐵芯和繞組組成的。電流互感器是根據電磁感應原理工作的,它可以將數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。

電流互感器的鐵芯通常采用磁導率很高的材料，如坡莫合金，當電流互感器處在強磁場的環境中時會產生環流，影響它的精度和穩定性；同時會導致溫度升高，加之設備散熱措施不足，加速了互感器的老化。因此必須采取有效措施以提高電流互感器的外磁場抗擾度性能,目前行業內通常的做法是在電流互感器外圍增加磁屏蔽罩。傳統的采用磁屏蔽罩的方法，存在以下缺點：(1)屏蔽效果有限，且可能會導致屏蔽罩內部磁場發生畸變；(2)結構復雜、體積和重量增加；(3)絕緣處理復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊、抗干擾能力強且精度及穩定性高的基于主動補償外磁場的電流互感器。

本發明解決現有的技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于主動補償外磁場的電流互感器，包括鐵芯、初級繞組和次級繞組，初級繞組和次級繞組纏繞在鐵芯構成電流互感器，在電流互感器外部纏繞相互正交的兩對測量繞組和補償繞組，分別為X軸方向的測量繞組及補償繞組、Y軸方向的測量繞組及補償繞組，每對測量繞組和補償繞組匝數相等且方向相反，兩對測量繞組和補償繞組分別組成X軸方向的外磁場主動補償電路、Y軸方向的外磁場主動補償電路。

所述X軸方向的外磁場主動補償電路、Y軸方向的外磁場主動補償電路的結構相同，所述外磁場主動補償電路由測量繞組、補償繞組、放大器A1、放大器A2、放大器A3、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電阻R6構成，放大器A1兩個輸入端與測量繞組兩端相連接，放大器A1的輸出端通過電阻R2連接放大器A2的一個輸入端，該放大器A2的輸入端還通過電阻R3連接放大器A3的輸出端，該放大器A2的輸入端通過電阻R4連接該放大器A2的輸出端，該放大器A2的另一輸入端接地，該放大器放大器A2的輸出端還連接補償繞組X2的一端，該補償電阻X2的另一端連接放大器A3的一輸入端，該補償電阻X2的另一端還通過電阻R5連接放大器A3的另一輸入端；電阻R1和電阻R6為可調電阻并分別接在放大器A1和放大器A3的增益調節端。

本發明的優點和積極效果是：

1、本發明在傳統電流互感器四周繞制互相正交的兩對測量繞組和補償繞組，然后通過兩繞組之間的外磁場主動補償電路，可主動補償外磁場的影響，從而大大減小外磁場影響導致的電流互感器的工作誤差,提高了電流互感器的穩定性，提高了設備的外磁場抗擾度和精度。

2、本發明采用電路方式主動補償外磁場對電流互感器的影響，相較傳統的采用磁屏蔽罩的方式，結構簡單，沒有增加額外的重量和體積，沒有增加絕緣性的問題，更重要的是通過電路的主動補償原理，可以大大提高磁屏蔽效果。

附圖說明

圖1是本發明的電流互感器結構示意圖；

圖2是本發明的主動補償外磁場電路圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述：

一種基于主動補償外磁場的電流互感器，是在傳統電流互感器的基礎上增加相互正交的兩對測量繞組和補償繞組。如圖1所示，電流互感器由鐵芯、初級繞組、次級繞組、兩對測量繞組、兩對補償繞組和兩個外磁場主動補償電路構成，初級繞組和次級繞組纏繞在鐵芯上構成傳統的電流互感器，在傳統電流互感器外部纏繞相互正交的兩對測量繞組和補償繞組，分別是X軸方向的測量繞組X1、補償繞組X2和Y軸方向的測量繞組Y1、補償繞組Y2，其中每對的測量繞組和補償繞組匝數相等、方向相反。