检定用电流互感器温度补偿电路及方法与流程

本发明涉及一种温度补偿电路，还涉及一种温度补偿方法。

背景技术：

1、通常情况下，电流互感器由于磁芯材料受温度和互感器绕制不一致性的影响，本身存在一定的误差，且误差中的角差和比差都与环境温度呈现出非线性和批次不一致性。

2、为了克服上述问题，现有技术给出以下两种解决方法：

3、一、采用全温度范围校准。该方式虽然可以对温度带来的误差进行一定的补偿，但是存在批量生产困难和产能弱的问题。

4、二、定制高温度稳定性的电流互感器。该方式虽然可以从根本上解决问题，但是大大增加了设备成本。

技术实现思路

1、本发明提出了一种检定用电流互感器温度补偿电路及方法，其目的是：提供一种不影响批量生产、成本较低的补偿方案，减小温度对检定用电流互感器的影响。

2、本发明技术方案如下：

3、一种检定用电流互感器温度补偿电路，包括交流信号测量模块；所述电流互感器包括一次线圈和二次线圈，所述一次线圈和二次线圈均缠绕在磁芯上；所述交流信号测量模块与所述二次线圈相连接，用于获取二次线圈上的交流信号；所述检定用电流互感器温度补偿电路还包括控制模块、加热模块和温度测量模块；

4、所述加热模块与所述二次线圈相连接，利用二次线圈阻性，将二次线圈作为加热元件对电流互感器进行加热；

5、所述温度测量模块与所述二次线圈相连接，利用二次线圈电阻的温度敏感特性检测电流互感器的温度；

6、所述控制模块与加热模块及温度测量模块分别相连接，用于根据电流互感器的温度控制加热模块对电流互感器进行加热。

7、作为所述检定用电流互感器温度补偿电路的进一步改进：所述二次线圈采用紫铜或纯铜材料；二次线圈一端用于与交流信号测量模块、加热模块及温度测量模块相连接，另一端接地。

8、作为所述检定用电流互感器温度补偿电路的进一步改进：所述交流信号测量模块、加热模块和温度测量模块中各自分别包含一个开关模块，用于控制交流信号测量模块、加热模块和温度测量模块各自与二次线圈之间的连接与断开。

9、作为所述检定用电流互感器温度补偿电路的进一步改进：所述交流信号测量模块包括模拟开关d1和运算放大器d2，还包括用于与控制模块相连接的采样控制端ss_ctl和采样信号发送端adc_curr；

10、所述采样控制端ss_ctl与模拟开关d1的选通引脚相连接；模拟开关d1的输入端与二次线圈的一端相连接，输出端与运算放大器d2的负输入端；运算放大器d2的负输入端通过电阻r6连接运算放大器d2的输出端，运算放大器d2的正输入端接地；运算放大器d2的输出端连接采样信号发送端adc_curr。

11、作为所述检定用电流互感器温度补偿电路的进一步改进：所述加热模块包括三极管v1和场效应管v2，还包括与控制模块相连接的加热控制端ht_ctl；

12、加热控制端ht_ctl通过电阻r2连接三极管v1的基极，三极管v1的集电极与场效应管v2的栅极，三极管v1的发射极接地；

13、场效应管v2的源极连接加热电源，场效应管v2的漏极与二次线圈的一端相连接；场效应管v2的源极和栅极之间还连接有电阻r1。

14、作为所述检定用电流互感器温度补偿电路的进一步改进：所述温度测量模块包括三极管v3和场效应管v4，还包括与控制模块相连接的温度测量控制端ts_ctl和温度测量输出端adc_temp；

15、温度测量控制端ts_ctl通过电阻r4连接三极管v3的基极，三极管v3的集电极与场效应管v4的栅极，三极管v3的发射极接地；

16、场效应管v4的源极连接温度测量电源，场效应管v4的漏极通过与电阻r5的一端相连接，电阻r5的另一端与二次线圈的一端相连接、并与温度测量输出端adc_temp相连接；场效应管v4的源极和栅极之间还连接有电阻r3。

17、本发明还提供了一种基于上述检定用电流互感器温度补偿电路的温度补偿方法，步骤包括：

18、步骤一、将电流互感器放置于温度高于外部环境温度的高温环境中保温；然后测量电流互感器的温度，并将测得的温度作为参考温度；

19、步骤二、通过标准电流源向电流互感器一次线圈通入标准电流信号，然后测量当前电流互感器二次线圈的交流信号，通过对交流信号进行计算得到校准系数，完成校准；

20、步骤三、将完成校准的电流互感器接入到实际工作电流回路中；

21、步骤四、测量电流互感器的温度；

22、步骤五、判断电流互感器的温度是否低于所述参考温度：

23、步骤五a、如果低于参考温度，则通过加热模块为电流互感器加热一段时间，然后执行步骤五b；如果高于参考温度则执行步骤六；

24、步骤五b、测量电流互感器的温度，并将测量的温度与参考温度进行比较，然后执行步骤五a；

25、步骤六、测量当前电流互感器二次线圈的交流信号，此时得到的交流信号即为温度补偿后的电流采样值。

26、作为所述温度补偿方法的进一步改进：步骤一、步骤四和步骤五中，测量电流互感器的温度的方式为：控制模块向交流信号测量模块的采样控制端ss_ctl发送信号，断开交流信号测量模块与二次线圈之间的连接，同时控制模块向加热模块的加热控制端ht_ctl发送信号，断开加热模块与二次线圈之间的连接；

27、控制模块向温度测量模块的温度测量控制端ts_ctl发送信号，使温度测量模块与二次线圈连接，然后通过温度测量模块的温度测量输出端adc_temp获取到电流互感器温度的测量信号。

28、作为所述温度补偿方法的进一步改进：步骤二和步骤六中，测量当前电流互感器二次线圈的交流信号的方式为：控制模块向温度测量模块的温度测量控制端ts_ctl发送信号，断开温度测量模块与二次线圈之间的连接，同时控制模块向加热模块的加热控制端ht_ctl发送信号，断开加热模块与二次线圈之间的连接；

29、控制模块向交流信号测量模块的采样控制端ss_ctl发送信号，使交流信号测量模块与二次线圈连接，然后通过交流信号测量模块的采样信号发送端adc_curr获取到电流互感器二次线圈上的交流信号。

30、作为所述温度补偿方法的进一步改进：步骤五中，通过加热模块为电流互感器加热一段时间的方式为：控制模块向温度测量模块的温度测量控制端ts_ctl发送信号，断开温度测量模块与二次线圈之间的连接，同时控制模块向交流信号测量模块的采样控制端ss_ctl发送信号，断开交流信号测量模块与二次线圈之间的连接；

31、控制模块向加热模块的加热控制端ht_ctl发送信号，使加热模块与二次线圈连接，然后到达预设的时间后，控制模块向加热模块的加热控制端ht_ctl发送信号，断开加热模块与二次线圈之间的连接。

32、相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：

33、一、本发明能够在校准和实际测量时，将互感器温度调节至相同的参考温度，进而有效消除环境温度对互感器测量精度的影响。

34、二、本发明充分利用电流互感器的二次侧线圈电阻温度敏感特性和具有电阻的特点，构成互感器加热电路和温度测量电路，不仅能够有效测量互感器内部磁芯的温度，而且不必在互感器磁芯材料及互感器生产工艺上增加成本，方便批量生产。