一种基于复合铁芯的无源补偿组件及电流互感器的制作方法

本申请涉及电磁式电流互感器，尤其涉及一种基于复合铁芯的无源补偿组件及电流互感器。

背景技术：

1、电流测量方式通常为通过电磁式电流互感器将一次侧大电流线性转变为二次侧小电流，然后再进行测量。但近年来，由于电力系统中光伏、风电等新能源的大量接入，一次电流出现宽范围、含直流分量等特征，致使电流互感器无法对一次侧电流进行准确的线性转变，从而影响电流测量的准确性，无法满足计量的精度需要。

2、拓宽电流互感器量程的方法有优化电流互感器结构参数以及对电流互感器进行补偿。优化电流互感器的结构参数即选用磁导率更高的铁芯材料、增大二次绕组导线截面积、增大铁芯截面积等。对电流互感器的补偿可以分为无源补偿和有源补偿，有源补偿又可分为电势补偿和磁势补偿。无源补偿包括匝数补偿、半匝或分数匝补偿、磁分路补偿、短路匝补偿、电容器补偿等。

3、抗直流电流互感器的结构方案有复合铁芯电流互感器、开气隙铁芯电流互感器、零磁通直流电流互感器。

4、对电流互感器结构参数的优化使得电流互感器的造价大大增加，且对电流互感器测量精度的提高程度有限。无源补偿属于固定补偿，只能实现局部区域的有效补偿，精度较低，且难以适应剧烈变化的一次侧电流；有源补偿涉及较为复杂的电流互感器结构和控制算法，实现难度高，且有源补偿通常离不开外加电源和电力电子器件，成本较高，且在复杂的电磁环境下难以稳定运行。另，现有技术均单纯立足于宽量程或抗直流，未能够同时满足电流互感器宽量程和抗直流两个计量需求。

技术实现思路

1、本申请提供了一种基于复合铁芯的无源补偿组件及电流互感器，以解决现有电流互感器在测量宽范围或含直流分量的电流时造价高、精度低、稳定性差，且无法同时满足宽量程和抗直流需求的技术问题，提供一种能够同时满足宽量程和抗直流两个计量需求的电流互感器，且造价低、精度高、运行稳定。

2、为解决上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种基于复合铁芯的无源补偿组件，包括主铁芯、辅助铁芯、一次绕组、二次绕组和补偿绕组；

3、所述主铁芯由第一铁芯和第二铁芯相互叠合并同轴设置，所述一次绕组和所述二次绕组均绕制在所述第一铁芯和所述第二铁芯上；

4、所述辅助铁芯与所述主铁芯相互叠合并同轴设置，所述补偿绕组包括相互连接的第一补偿绕组和第二补偿绕组，所述第一补偿绕组绕制在所述主铁芯上，所述第二补偿绕组绕制在所述辅助铁芯上。

5、优选的，所述第一铁芯为由坡莫合金制成的环形铁芯或叠片铁芯。

6、优选的，所述第二铁芯和所述辅助铁芯均为由超微晶材料制成的环形铁芯或叠片铁芯。

7、优选的，所述第一铁芯、所述第二铁芯和所述辅助铁芯的形状为圆环形。

8、优选的，所述第一铁芯、所述第二铁芯和所述辅助铁芯的厚度相同。

9、优选的，所述第一补偿绕组和所述第二补偿绕组匝数相同。

10、优选的，所述第一铁芯和所述第二铁芯的磁特性状态相同。

11、优选的，所述主铁芯和所述辅助铁芯的距离不大于10mm。

12、优选的，所述一次绕组的匝数为1。

13、第二方面，本申请还提供了一基于复合铁芯的无源补偿电流互感器，所述电流互感器由上述任一项所述的基于复合铁芯的无源补偿组件构成。

14、本申请提供了一种基于复合铁芯的无源补偿组件及电流互感器。所述基于复合铁芯的无源补偿组件，包括主铁芯、辅助铁芯、一次绕组、二次绕组和补偿绕组；主铁芯由第一铁芯和第二铁芯相互叠合并同轴设置，一次绕组和二次绕组均绕制在第一铁芯和第二铁芯上；辅助铁芯与主铁芯相互叠合并同轴设置，补偿绕组包括相互连接的第一补偿绕组和第二补偿绕组，第一补偿绕组绕制在主铁芯上，第二补偿绕组绕制在辅助铁芯上。基于同一技术构思，将本申请实施例提供的基于复合铁芯的无源补偿组件制成电流互感器。本申请提供的电流互感器能同时满足宽量程和抗直流的计量要求，精度高，测量范围广，抗直流能力强，结构简单，运行稳定性高。

技术特征：

1.一种基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，包括主铁芯、辅助铁芯、一次绕组、二次绕组和补偿绕组；

2.如权利要求1所述的基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，所述第一铁芯为由坡莫合金制成的环形铁芯或叠片铁芯。

3.如权利要求1所述的基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，所述第二铁芯和所述辅助铁芯均为由超微晶材料制成的环形铁芯或叠片铁芯。

4.如权利要求1所述的基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，所述第一铁芯、所述第二铁芯和所述辅助铁芯的形状为圆环形。

5.如权利要求4所述的基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，所述第一铁芯、所述第二铁芯和所述辅助铁芯的厚度相同。

6.如权利要求1所述的基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，所述第一补偿绕组和所述第二补偿绕组匝数相同。

7.如权利要求6所述的基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，所述第一铁芯和所述第二铁芯的磁特性状态相同。

8.如权利要求7所述的基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，所述主铁芯和所述辅助铁芯的距离不大于10mm。

9.如权利要求1所述的基于复合铁芯的无源补偿组件，其特征在于，所述一次绕组的匝数为1。

10.一种基于复合铁芯的无源补偿电流互感器，其特征在于，所述电流互感器由权利要求1-9任一项所述的基于复合铁芯的无源补偿组件构成。

技术总结
本申请公开了一种复合铁芯的无源补偿组件及电流互感器，所述基于复合铁芯的无源补偿组件，包括主铁芯、辅助铁芯、一次绕组、二次绕组和补偿绕组；主铁芯由第一铁芯和第二铁芯相互叠合并同轴设置，一次绕组和二次绕组均绕制在第一铁芯和第二铁芯上；辅助铁芯与主铁芯相互叠合并同轴设置，补偿绕组包括相互连接的第一补偿绕组和第二补偿绕组，第一补偿绕组绕制在主铁芯上，第二补偿绕组绕制在辅助铁芯上。基于同一技术构思，将本申请实施例提供的基于复合铁芯的无源补偿组件制成电流互感器。本申请提供的电流互感器能同时满足宽量程和抗直流的计量要求，精度高，测量范围广，抗直流能力强，结构简单，运行稳定性高。

技术研发人员：张鼎衢,宋强,杨路,王岩,党三磊,许卓,黄智坤,范祖明,王保帅,胡珊珊,宋宏天,罗奕
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25