可带直流的电流互感器误差补偿方法
【专利摘要】本发明的可带直流的电流互感器误差补偿方法可以减小用复合铁心所做成的电流互感器工作在伴有直流时的比差。复合铁心由低的饱和磁感应强度和高的磁导率软磁材料的铁心和高饱和磁感应强度和低磁导率软磁材料的铁心组成。高磁导率的铁心保证正弦交流时互感器误差很小，而在伴有直流时铁心饱和；低磁导率的铁心虽然保证伴有直流时不饱和，但如果不采取误差补偿措施，互感器误差一定很大。当采用本发明所述的误差补偿方法后，可以大大减小伴有直流时互感器的比差，从而可以降低对铁心磁性能的要求，可以减少废品，可以减小铁心的体积、降低成本，可以减少电度表调整时间。
【专利说明】可带直流的电流互感器误差补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能带直流的电流互感器(C.T)误差补偿方法，它可以大大减小一次电流伴有直流时c.T的比差，本发明特别适用于电度表中作电流取样的电流互感器的制造。
【背景技术】
[0002]电度表常用电流互感器作电流取样元件，“ I级和2级静止式交流有功电度表”的国标——GB/T 7215-1998规定，此类电度表要做偶次谐波试验，即要通入半波正弦电流，而半波正弦电流中含直流分量。
[0003]由高磁导率铁心做成的电流互感器的性能优良，比差和角差小，但不允许一次电流中含较大的直流成分，否则铁心饱和，互感器误差变得极大。恒定磁导率材料做成的电流互感器虽然允许被测电流具有大的直流成分，然而因磁导率低导致互感器的误差大，虽然恒定的误差可以在电度表调整时进行补偿，但调整费时，而且铁心价格过高，需国外进口。
[0004]由高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料做成的铁心和低Bs、高μ软磁材料做成的铁心可组成复合铁心，由复合铁心做成的c.T可以满足电度表要求。当通入纯交流时，C.T的准确度由高μ铁心保证，而当通入半波正弦电流时，C.T的准确度由低μ铁心保证，但在大正弦半波电流时，C.T的比差往往过大，废品率较高。
[0005]“可带直流的电流互感器误差补偿方法”，可补偿由高Bs、低μ软磁材料做成的环形铁心和低Bs、高μ软磁材料做成的环形铁心组成的复合铁心所做成的C.T在正弦半波工作时的比差，从而降低对高Bs铁心的磁导率要求，使C.T的生产变得容易，降低了成本。由于在纯交流和正弦半波工作时C.T的比差小，从而缩短了电度表的调整时间。
【发明内容】
[0006]本发明所述的“可带直流的电流互感器误差补偿方法”，是在低饱和磁感应强度Bs、高磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心上用漆包线绕上补偿绕组N3匝，作为互感器次级绕组的一部分，该铁心当有直流激励时，迅速饱和，然后外套(或叠上)当直流激励时不饱和的、由高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心，在2个铁心上用漆包线绕上N2-N3匝，作为互感器次级绕组的另一部分，把以上2个绕组正向串联，形成互感器的次级绕组；或在由高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心上绕N3匝，作为互感器次级绕组的一部分，然后内套(或叠上)低饱和磁感应强度Bs、高磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心，在2个铁心上用漆包线绕上N2匝，作为互感器次级绕组的另一部分，把以上2个绕组反向串联，形成互感器的次级绕组。
[0007]低饱和磁感应强度Bs、高磁导率μ的软磁材料为超微晶合金或称纳米晶合金(如lkl07)和坡莫合金(如1J77A、1J85、1J86等);高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料为铁基非晶合金(如IklOl)和恒导磁合金(如lJ34h)。
[0008]对比差的补偿量为N3/N2 = -f10(1-4 f10)，式中fIQ为无补偿时(N3 = O)在规定的直流分量电流试验时的互感器比差。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为可带直流的电流互感器误差补偿方法原理图。
[0010]附图符号说明:
[0011]铁心1-低饱和磁感应强度Bs、高磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心；
[0012]铁心2-高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心；
[0013]I「一次电流；
[0014]I2-二次电流；
[0015]N「一次绕组；[0016]Ν2_3-属二次绕组部分；
[0017]N2-属二次绕组部分；
[0018]N3-补偿绕组，属二次绕组部分；
[0019]Rb-互感器负载。
【具体实施方式】
[0020]实施例1，一个额定一次电流10Α、最大电流160Α、额定二次电流4mA、负载电阻10Ω的电度表用电流互感器，铁心I为低Bs、高μ的超微晶合金lkl07材料，其内径为Φ 17、外径为19.4、高为10，铁心2为高Bs、低μ铁基非晶合金IklOl材料，其内径为Φ 19.9、外径为24、高为10 ;把这2个铁心套在一起，用Φ0.19QA漆包线线绕2500匝，在一次有效值为0.5Imax的半波正弦电流下，互感器的比差为-2.5%，试验表明这批铁心磁性能的一次性较好。
[0021]现在用本发明进行绕制:先在lkl07高μ铁心I上用Φ0.1的QA漆包线绕69匝(N3)，然后套上IklOl低μ铁心2，用Φ0.19QA漆包线在2个铁心上绕2431匝(N2-N3)，把69匝和2431匝正相串联。这时，在一次有效值为0.5Imax的半波正弦电流下，互感器的比差从无补偿时的-2.5%降低到+0.1%，可见，互感器的性能得到了极大的改善。
[0022]下面结合实施例对本发明作进一步详细分析:
[0023]由图1知，串联绕组在铁心I上形成的匝数为N2匝，它的感抗为Z2，在铁心2上形成的匝数为N2-N3匝，它的感抗为Z2_3，略去铁损，C.T 二次回路电阻为R22 (绕组电阻和负载电阻Rb之和)，设绕组间耦合系数为1，由互易原理得C.T 二次电流为:
7 Ni | 7 N\
[0024]= zj2Y2 ^2-3N2-N3
2 1 Z2H2
7 ^-+7 ——^
[0025]= 2N2 "3TV2I1-TV3M1)
1 Zi + Z2-^+R2I
[0026]i=? T NI χ Ζ2 + Ζ2-3^ + N 3 TV 2 )
1N2 Z2^ Z2-^R22[0027]当I1中有大的直流分量时，铁心I已饱和，所以Z2远小于Z2_3，所以上式简化为
【权利要求】
1.本发明所述的“可带直流的电流互感器误差补偿方法”，其特征在于:在低饱和磁感应强度Bs、高磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心上用漆包线绕上补偿绕组N3匝，作为次级绕组的一部分，该铁心当有直流激励时，迅速饱和，然后外套(或叠上)当直流激励时不饱和的、由高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心，在2个铁心上用漆包线绕上N2-N3匝，作为次级绕组的另一部分，把以上2个绕组正向串联，形成互感器的次级绕组；或在由高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心上绕上补偿绕组乂匝，作为次级绕组的一部分，然后内套(或叠上)低饱和磁感应强度Bs、高磁导率μ的软磁材料做成的环形铁心，在2个铁心上用漆包线绕上N2匝，作为次级绕组的另一部分，把以上2个绕组反向串联，形成互感器的次级绕组； 低饱和磁感应强度Bs、高磁导率μ的软磁材料为超微晶合金或称纳米晶合金(如lkl07)和坡莫合金(如1J77A、1J85、1J86等);高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料为铁基非晶合金(如IklOl)和恒导磁合金(如lJ34h)； 对比差的补偿量为N3/N2 = -fI(l(l-4fICI)，式中fra为无补偿时(N3 = O)在规定的直流分量电流试验时的互感器比差。
2.根据权利要求1所述的“可带直流的电流互感器误差补偿方法”，其特征在于: 在低Bs、高μ的铁心上用漆包线绕上补偿绕组乂匝，作为次级绕组的一部分，然后外套(或叠上)由高Bs、低μ材料做成的铁心，在2个铁心上用漆包线绕IN2-N3匝，作为次级绕组的另一部分，把以上2个绕组正向串联，形成互感器的次级绕组；或在由高Bs、低μ材料做成的铁心上绕上补偿绕组乂匝，作为次级绕组的一部分，然后内套(或叠上)低&、高μ的铁心，在2个铁心上用漆包线绕上N2匝,作为次级绕组的另一部分,把以上2个绕组反向串联，形成互感器的次级绕组。
3.根据权利要求1所述的“可带直流的电流互感器误差补偿方法”，其特征在于: 低饱和磁感应强度Bs、高磁导率μ的软磁材料为超微晶合金或称纳米晶合金(如lkl07)和坡莫合金(如1J77A、1J85、1J86等);高饱和磁感应强度Bs、低磁导率μ的软磁材料为铁基非晶合金(如IklOl)和恒导磁合金(如lJ34h)。
4.根据权利要求1所述的“可带直流的电流互感器误差补偿方法”，其特征在于: 对比差的补偿量为N3/N2 = fI(l(l+4fICI)，式中fra为无补偿时(N3 = O)在规定的直流分量电流试验时的互感器比差。
【文档编号】H01F1/147GK103854841SQ201210517382
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2012年12月6日
【发明者】陆文俊 申请人:上海浦东金盛互感器厂