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CN106291048A - 一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法 - Google Patents

一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法 Download PDF

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CN106291048A
CN106291048A CN201610613966.1A CN201610613966A CN106291048A CN 106291048 A CN106291048 A CN 106291048A CN 201610613966 A CN201610613966 A CN 201610613966A CN 106291048 A CN106291048 A CN 106291048A
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China
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current
current transformer
magnetic core
boost device
secondary winding
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CN201610613966.1A
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李振动
宋巍
王翀
王艳召
张金祥
陈军法
柏峰
赵伟
刘启蒙
汤煜东
李奕炜
周生海
孙松强
高峥
牛雪飞
任文雪
史然然
于文博
冯学敏
杨洁
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Maintenance Branch of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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Maintenance Branch of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
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Abstract

本申请公开了一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法，其中，电流提升装置应用于电流互感器，电流互感器的二次绕组开路，包括：用于与电流互感器的二次绕组连接的接线部；与接线部背离电流互感器一端连接，且缠绕于磁芯一侧的输入线圈以及缠绕于磁芯另一侧的输出线圈；磁芯的材质为矽钢片；与输出线圈首尾连接的测量部；输入线圈与输出线圈的匝数比为预设值，预设值大于1。利用电流提升装置避免了由于电流互感器的二次绕组一侧的电流过小而无法测量出待测电流的幅值和相位的情况。并且由于磁芯的材质为矽钢片，矽钢片具有较高的电阻率和最大磁导率，有利于降低磁芯的损耗电流，从而降低磁芯的损耗，进而提升电流提升装置的电流放大能力。

Description

一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法
技术领域
本申请涉及电流相位测量技术领域，更具体地说，涉及一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法。
背景技术
在电力系统中，电流互感器是保证计量准确和保护正确动作的重要组成元件，也是变电站系统中一次和二次自动化保护的主要连接元件，对电力系统的安全运行有直接影响。其主要结构如图1所示，包括闭合铁芯T和缠绕于所述闭合铁芯T一侧的一次绕组W1以及缠绕于所述闭合铁芯T另一侧的二次绕组W2；所述一次绕组W1用于串接在待测电流的线路中，所述二次绕组W2为闭环绕组，用于将待测电流转换为小电流以便进行检测。
所述一次绕组W1的匝数相较于二次绕组W2的匝数少很多，这就使得一般的电流互感器的变比很大(通常在2500/1以上)；并且由于在电力系统中，由于线路长度、输送容量以及线路固有参数等问题，引起线路的受电端产生过电压，故在超/特高压中经常在受电端变电站的线路尾端并联电抗器，但是这种方法会使得线路对地的容性电流与并抗相抵消，使得所述电流互感器二次绕组W2一端的电流过小，从而无法测出待测电流的幅值和相位；另外对于短距离线路和大型变电站的低压系统，同样存在所述电流互感器的二次绕组W2一端的电流过小的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法，以实现提升电流互感器的二次绕组电流的目的。
为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种电流提升装置，应用于电流互感器，所述电流互感器的二次绕组开路，包括：
用于与所述电流互感器的二次绕组连接的接线部；
与所述接线部背离所述电流互感器一端连接，且缠绕于磁芯一侧的输入线圈以及缠绕于所述磁芯另一侧的输出线圈；
所述磁芯的材质为矽钢片；
与所述输出线圈首尾连接的测量部；
所述输入线圈与所述输出线圈的匝数比为预设值，所述预设值大于1。
优选的，所述预设值的取值范围为10-30，包括端点值。
优选的，所述接线部为接线柱。
优选的，所述测量部为向量测量卡圈。
优选的，所述向量测量卡圈为与所述输出线圈首尾连接的导线。
优选的，所述导线为铜导线或铝导线或银导线。
优选的，所述磁芯为钕铁硼磁铁磁芯或钐钴磁铁磁芯或铝镍钴磁铁磁芯。
一种电流互感器，包括：
闭合铁芯；
缠绕于所述闭合铁芯一侧的一次绕组；
缠绕于所述闭合铁芯另一侧的二次绕组，所述二次绕组的输出端与电流提升装置连接；
所述电流提升装置为上述任一实施例所述的电流提升装置。
一种电流测试方法，包括：
利用电流互感器接入待测电流线路，获得转换电流，所述电流互感器为上述实施例所述的电流互感器；
利用电流相位表测量所述转换电流的相位。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法，其中，所述电流提升装置的接线部与所述电流互感器的二次绕组连接，所述电流互感器的二次绕组一侧的电流经过所述接线部流入所述电流提升装置，然后经过所述输入线圈和输出线圈对于电流的转换以实现对所述电流互感器的二次绕组一侧的电流的提升。由于所述提升模块的输入线圈和输出线圈的匝数比大于1，因此具有电流提升作用，利用所述电流提升装置避免了由于所述电流互感器的二次绕组一侧的电流过小而无法测量出待测电流的幅值和相位的情况。
并且，由于所述磁芯的材质为矽钢片，矽钢片具有较高的电阻率和最大磁导率，有利于降低磁芯的损耗电流，从而降低磁芯的损耗，进而提升所述电流提升装置的电流放大能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的电流互感器的结构示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的一种电流提升装置的结构示意图；
图3为电流互感器的等值电路基向量图；
图4为电流互感器向量图；
图5为本申请的一个实施例提供的一种电流测试方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种电流提升装置，应用于电流互感器，所述电流互感器的二次绕组开路，如图2所示，包括：
用于与所述电流互感器CT的二次绕组连接的接线部10；
与所述接线部10背离所述电流互感器CT一端连接，且缠绕于磁芯20一侧的输入线圈(并未在附图2中示出)以及缠绕于所述磁芯20另一侧的输出线圈(并未在附图2中示出)；
所述磁芯20的材质为矽钢片；
与所述输出线圈首尾连接的测量部30；
所述输入线圈与所述输出线圈的匝数比为预设值，所述预设值大于1。
需要说明的是，在实际应用过程中，所述电流互感器CT的二次绕组开路是指将原来相互连接的二次绕组的输出端断开。这样在将所述电流提升装置100应用于所述电流互感器CT中时，可以将所述接线部10与断开的二次绕组的输出端连接，和所述输入线圈共同形成新的回路(即所述电流互感器CT的二次绕组开路并不是指在与所述电流提升装置100连接后的工作过程中开路)，以接收从所述电流互感器CT传递的电流，这个电流在经过所述输出线圈的转换后实现对电流互感器CT的二次绕组的输出电流的放大功能。利用所述电流提升装置100避免了由于所述电流互感器CT的二次绕组一侧的电流过小而无法测量出待测电流的幅值和相位的情况。
下面将对于所述电流互感器CT的模型进行分析，如图3和图4所示，附图3为所述电流互感器CT的等值电路基向量图，附图4为所述电流互感器CT的向量图；图中的标号Es代表二次感应电势；Us代表二次负荷电压；Ip代表一次电流；Ip/Kn代表二次全电流；Is代表二次电流；Ie代表励磁电流；N1代表一次线圈匝数；N2代表二次线圈匝数；Kn＝N2/N1代表所述电流互感器的变比；Zb代表二次线圈负载电抗(低漏磁电流互感器中Zb可忽略)；Ze代表励磁阻抗。
从图3和图4中可以看出，采用磁导率和电阻率较高的矽钢片作为所述电流提升装置的磁芯20可以有效的减少磁芯20的损耗电流，当Ie占全电流Ip/Kn的比例非常小时就逼近了无任何损耗的放大状态，有利于降低磁芯20的损耗，进而提升所述电流提升装置100的电流放大能力。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述预设值的取值范围为10-30，包括端点值。实际应用过程中，所述预设值的具体取值可以根据实际的需求而定，在本申请的一个实施例中，所述预设值为10；在本申请的另一个实施例中，所述预设值还可以为20或30。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述接线部10为接线柱。
所述测量部30为向量测量卡圈。
在实际应用过程中，一般需要对电力系统中的三相(A相、B相和C相)电流进行分别测试。那么就需要利用三个电流互感器CT将电力系统中的A相电流、B相电流和C相电流转换为小电流，然后再分别经过三个所述电流提升装置100的提升后利用电流相位表进行测试，实现对电力系统中的电流测试。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，所述向量测量卡圈为与所述输出线圈首尾连接的导线。
所述导线可以是铜导线或铝导线或银导线，本申请对所述导线的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的再一个实施例中，所述磁芯20为钕铁硼磁铁磁芯或钐钴磁铁磁芯或铝镍钴磁铁磁芯。本申请对所述磁芯20的种类并不做限定，具体视实际情况而定。
综上所述，本申请实施例提供了一种电流提升装置100，其中，所述电流提升装置100的接线部10与所述电流互感器CT的二次绕组连接，所述电流互感器CT的二次绕组一侧的电流经过所述接线部10流入所述电流提升装置100，然后经过所述三个提升模块以实现对所述电流互感器CT的二次绕组一侧的A相、B相和C相电流的提升。由于所述提升模块的输入线圈和输出线圈的匝数比大于1，因此具有电流提升作用，利用所述电流提升装置100避免了由于所述电流互感器CT的二次绕组一侧的电流过小而无法测量出待测电流的幅值和相位的情况。
相应的，本申请实施例还提供了一种电流互感器CT，包括：
闭合铁芯；
缠绕于所述闭合铁芯一侧的一次绕组；
缠绕于所述闭合铁芯另一侧的二次绕组，所述二次绕组的输出端与电流提升装置100连接；
所述电流提升装置100为上述任一实施例所述的电流提升装置100。
综上所述，本申请实施例提供了一种电流提升装置100及电流互感器CT，其中，所述电流提升装置100的接线部10与所述电流互感器CT的二次绕组连接，所述电流互感器CT的二次绕组一侧的电流经过所述接线部10流入所述电流提升装置100，然后经过所述三个提升模块以实现对所述电流互感器CT的二次绕组一侧的A相、B相和C相电流的提升。由于所述提升模块的输入线圈和输出线圈的匝数比大于1，因此具有电流提升作用，利用所述电流提升装置100避免了由于所述电流互感器CT的二次绕组一侧的电流过小而无法测量出待测电流的幅值和相位的情况。
相应的，本申请实施例还提供了一种电流测试方法，如图5所示，包括：
S101：利用电流互感器CT接入待测电流线路，获得转换电流，所述电流互感器CT为上述任一实施例所述的电流互感器CT；
S102：利用电流相位表测量所述转换电流的相位。
综上所述，本申请实施例提供了一种电流提升装置100、电流互感器CT及电流测试方法，其中，所述电流提升装置100的接线部10与所述电流互感器CT的二次绕组连接，所述电流互感器CT的二次绕组一侧的电流经过所述接线部10流入所述电流提升装置100，然后经过所述三个提升模块以实现对所述电流互感器CT的二次绕组一侧的A相、B相和C相电流的提升。由于所述提升模块的输入线圈和输出线圈的匝数比大于1，因此具有电流提升作用，利用所述电流提升装置100避免了由于所述电流互感器CT的二次绕组一侧的电流过小而无法测量出待测电流的幅值和相位的情况。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电流提升装置，其特征在于，应用于电流互感器，所述电流互感器的二次绕组开路，包括：
用于与所述电流互感器的二次绕组连接的接线部；
与所述接线部背离所述电流互感器一端连接，且缠绕于磁芯一侧的输入线圈以及缠绕于所述磁芯另一侧的输出线圈；
所述磁芯的材质为矽钢片；
与所述输出线圈首尾连接的测量部；
所述输入线圈与所述输出线圈的匝数比为预设值，所述预设值大于1。
2.根据权利要求1所述的电流提升装置，其特征在于，所述预设值的取值范围为10-30，包括端点值。
3.根据权利要求1所述的电流提升装置，其特征在于，所述接线部为接线柱。
4.根据权利要求1所述的电流提升装置，其特征在于，所述测量部为向量测量卡圈。
5.根据权利要求4所述的电流提升装置，其特征在于，所述向量测量卡圈为与所述输出线圈首尾连接的导线。
6.根据权利要求5所述的电流提升装置，其特征在于，所述导线为铜导线或铝导线或银导线。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电流提升装置，其特征在于，所述磁芯为钕铁硼磁铁磁芯或钐钴磁铁磁芯或铝镍钴磁铁磁芯。
8.一种电流互感器，其特征在于，包括：
闭合铁芯；
缠绕于所述闭合铁芯一侧的一次绕组；
缠绕于所述闭合铁芯另一侧的二次绕组，所述二次绕组的输出端与电流提升装置连接；
所述电流提升装置为权利要求1-7任一项所述的电流提升装置。
9.一种电流测试方法，其特征在于，包括：
利用电流互感器接入待测电流线路，获得转换电流，所述电流互感器为权利要求8所述的电流互感器；
利用电流相位表测量所述转换电流的相位。
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