[發明專利]一種寬頻、寬量程電流互感器及其無源誤差補償方法

在審

• 申請號: 202211280945.4
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115631934A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 劉剛;嚴平;張杰夫;葉子陽;李金嵩;史強
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H01F27/38
• 分類號: H01F27/38;H01F38/30;G01R35/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王鵬程

本發明公開了一種寬頻、寬量程電流互感器及其無源誤差補償方法，涉及電流互感器，其技術方案要點是：主鐵芯，所述主鐵芯上繞制有一次繞組和二次繞組；補償鐵芯，所述補償鐵芯上繞制有補償繞組；所述主鐵芯與所述補償鐵芯通過所述補償繞組連接，使得所述一次繞組、二次繞組以及補償繞組所產生的磁通交鏈在一起實現對所述主鐵芯的無源誤差補償；其中，所述補償繞組與所述二次繞組并聯。本發明通過外置補償鐵芯以及在補償鐵芯上繞制補償繞組，彌補因電流互感器主鐵芯需要消耗勵磁電流所帶來的二次繞組的電流減小，從而實現無源誤差補償，有效地拓寬了互感器的量程和頻帶，達到寬頻、寬量程電流互感器的效果。

技術領域

本發明涉及一種電流互感器，更具體地說，它涉及一種寬頻、寬量程電流互感器及其無源誤差補償方法。

背景技術

電流互感器的測量誤差與電流互感器二次繞組的匝數、鐵芯橫截面面積、平均磁路長度、二次負載、二次繞組漏抗、鐵芯磁導率以及互感器的工作點都有密切關系。測量精度與二次繞組匝數的平方、鐵芯橫截面面積、鐵芯導磁率均成反比；與平均磁路的長度、二次負載、二次繞組漏抗均成正比。因此，為針對實際需要，現有技術往往是通過改善電流互感器的結構參數，從而達到提高電流互感器測量精度的目的。

上述改善電流互感器結構和參數的方式在電流互感器一次電流有效值變化范圍較小以及工頻狀態時，可以有效地提高電流互感器的測量精度，但是在一次電流有效值較大或較小、且含有多種諧波成份時，即使利用上述方式也很難保證電流互感器的測量精度。其主要原因在于上述方式都是根據電流互感器處在某個特定的工作點進行參數設計的，而且所有設計的參數都是固定不變的，當電流互感器的工作點變化較大時，預先設計的參數不能跟蹤變化，因此，在這種情況下，上述方式將不能有效提高電流互感器的誤差測量精度。

為此本申請提出補償參數有效值變化范圍大的電流互感器，從而實現拓展電流互感器頻帶和量程，達到寬頻、寬量程電流互感器的效果。

發明內容

為解決現有技術的不足之處，本發明的目的是，提供一種寬頻、寬量程電流互感器及其無源誤差補償方法，通過外置補償鐵芯以及在補償鐵芯上繞制補償繞組，彌補因電流互感器主鐵芯需要消耗勵磁電流所帶來的二次繞組的電流減小，從而實現無源誤差補償，有效地拓寬了互感器的量程和頻帶，達到寬頻、寬量程電流互感器的效果。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

如圖1所示，本申請提供了一種寬頻、寬量程電流互感器，包括：

主鐵芯，所述主鐵芯上繞制有一次繞組和二次繞組；

補償鐵芯，所述補償鐵芯上繞制有補償繞組；

所述主鐵芯與所述補償鐵芯通過所述補償繞組連接，使得所述一次繞組、二次繞組以及補償繞組所產生的磁通交鏈在一起實現對所述主鐵芯的無源誤差補償；其中，所述補償繞組與所述二次繞組并聯。

在一種實施方案中，所述主鐵芯包括第一鐵芯和第二鐵芯，由所述第一鐵芯和第二鐵芯堆疊形成所述主鐵芯，所述第一鐵芯為由納米晶材料制成的環形鐵芯或疊片鐵芯，所述第二鐵芯由冷軋硅鋼片制成的環形鐵芯或疊片鐵芯，所述補償鐵芯由冷軋硅鋼片制成的環形鐵芯或疊片鐵芯。

在一種實施方案中，在第一鐵芯和第二鐵芯為疊片鐵芯時，所述疊片鐵芯的截面高度大于截面寬度；

在第一鐵芯和第二鐵芯為環形鐵芯時，所述環形鐵芯的截面高度為大于等于1.5倍截面寬度且小于等于2倍截面寬度。

在一種實施方案中，所述一次繞組為單匝線圈，所述二次繞組與補償繞組的匝數之比的比值為1.2。

在一種實施方案中，所述補償鐵芯上還繞制有短路匝繞組，用于補償電流互感器的主鐵芯的角差。