TWI684325B - 可抑制高頻比流器磁飽和之電路 - Google Patents
可抑制高頻比流器磁飽和之電路 Download PDFInfo
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Abstract
本發明有關於一種可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其包含有一高頻比流器，其具有一一次側與一相對於一次側之二次側，一次側接收一電性訊號，而二次側則設置有一二次繞組；一高通濾波器，係電性連接高頻比流器之二次繞組；一低通濾波器，係電性連接高頻比流器之二次繞組與高通濾波器；以及一反向電流繞組，係電性連接低通濾波器，以消除低頻磁通量。
Description
本發明係有關於一種可抑制高頻比流器磁飽和之電路，尤其係指一種可避免鐵芯磁飽和的電路，本發明利用濾波器作為分流器來引導電流迴路，並透過額外的反向繞組產生反向磁通量以消除低頻磁通量，使鐵芯得以承受大電流而避免達到磁飽和。
按，現有之電力設備局部放電的監控儀器，通常使用高頻比流器勾掛於電力設備的接地線，量測到局部放電訊號後，透過局放檢測儀執行數據分析，產生出放電圖譜的型態，以判斷發生的相位、放電種類及放電量的大小，以掌控電力設備的運轉狀況。
中華民國專利公告號TW I303316「使用高頻比流器的簡易型部分放電檢測器」，其包含有高頻比流器、濾波器、放大器、比較器、脈波調變寬度電路及單晶片；由高頻比流器接收脈波電流，經過濾波器、放大器後能取得最佳放電波形，再利用比較器與脈波調變寬度電路產生方波而導送予單晶片，以單晶片內部之計數器及計時器，來分別放電的次數及時間紀錄，以利檢測、分析放電種類與成因辨識。
又，中華民國專利公告號TW I598601「局部放電偵測方法、特高頻天線、局部放電偵測系統以及訊號處理單元」，其使用特高頻天線對電氣設備進行感測，並產生一頻譜結果，再根據頻譜結果來判斷電氣設備是否發生局部放電，此前案專利亦可將該頻譜結果進行降頻處理，以產生一降頻頻譜結果，當降頻頻譜結果符合一特定條件時，根據降頻頻譜結果來判斷電氣設備是否發生局部放電。
然而，每一個場所之電力設備的內部連接環境皆有所不同，而供電迴路及接地線路亦不同，放電訊號會常常受到來自地面或其他線路的雜訊干擾，這些雜訊干擾即會影響到電力設備量測時的放電值，且電力設備的接地線往往會有直流與低頻的大電流，使量測儀器的鐵芯特別容易達到磁飽和，而產生失真，導致量測儀器無法正常量測。爰此，如何提供一種能夠降低雜訊干擾與避免磁飽和的量測儀器，即為發明人所思及之方向。
今，發明人即是鑑於上述現有之局部放電量測設備於實際實施使用時仍具有多處缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。
本發明主要目的為提供一種可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其使用高通濾波器與低通濾波器來分離不同頻率的訊號，並透過反向繞組去抑制待測設備之接地線所產生的磁通，以避免達到磁飽和，使本發明得以持續量測到待測設備的放電訊號。
為了達到上述實施目的，本發明一種可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其包含有一高頻比流器，其具有一一次側與一相對於一次側之二次側，一次側接收一電性訊號，而二次側則設置有一二次繞組；一高通濾波器，係電性連接高頻比流器之二次繞組；一低通濾波器，係電性連接高頻比流器之二次繞組與高通濾波器；以及一反向電流繞組，係電性連接低通濾波器，以消除低頻磁通量。
於本發明之一實施例中，高通濾波器係再電性連接一示波器。
於本發明之一實施例中，高通濾波器為一第一電容與一串聯第一電容之第一電感。
於本發明之一實施例中，低通濾波器為一第二電容與一串聯第二電容之第二電感。
於本發明之一實施例中，二次繞組與反向電流繞組係為並聯。
於本發明之一實施例中，電性訊號為待測設備接地線的電流訊號。
於本發明之一實施例中，高頻比流器之一次側與二次側之間具有一鐵芯。
本發明之目的及其結構功能上的優點，將依據以下圖面所示之結構，配合具體實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。
請參閱第一圖，本發明一種可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其包含有一高頻比流器(1)，其具有一一次側(11)、一相對於一次側(11)之二次側(12)與一設置於一次側(11)與二次側(12)之間的鐵芯(13)，一次側(11)接收一電性訊號，即為待測設備接地線(2)的電流訊號，而二次側(12)則設置有一二次繞組(14)；一高通濾波器(3)，係電性連接高頻比流器(1)之二次繞組(14)，其具有一第一電容(31)與一串聯第一電容(31)之第一電感(32)；一低通濾波器(4)，係電性連接高頻比流器(1)之二次繞組(14)與高通濾波器(3)，其具有一第二電容(41)與一串聯第二電容(41)之第二電感(42)；以及一反向電流繞組(5)，係電性連接低通濾波器(4)，並與二次繞組(14)並聯，以消除低頻磁通量。
其中，由高通濾波器(3)再電性連接一示波器(6)，於示波器(6)上可顯示量測到接地線(2)之放電的電性訊號，從放電狀況可判斷出目前待測設備的運轉狀況。
此外，藉由下述具體實施例，可進一步證明本發明可實際應用之範圍，但不意欲以任何形式限制本發明之範圍。
請繼續參閱第一圖，本發明可抑制高頻比流器磁飽和之電路，主要是藉著反向電流繞組(5)來達到消除待測設備之接地線(2)的低頻電流所造成的磁通量，使高頻訊號被留下，以降低鐵芯(13)磁飽和的可能性。
實際使用時，首先將高頻比流器(1)勾掛於待測設備之接地線(2)上，其形成之等效電路應會如第二圖所示，高頻比流器(1)之一次側(11)可例如以一繞組連接一電流源代表待測設備之接地線(2)；勾掛於待測設備之接地線(2)的高頻比流器(1)之一次側(11)會接收到接地線(2)的電性訊號，即接地線(2)的放電訊號，再透過鐵芯(13)使二次繞組(14)產生相對應的響應訊號，此時，響應訊號會經過高通濾波器(3)與低通濾波器(4)，並依照頻率將響應訊號區分成高頻與低頻的訊號，使高頻的響應訊號可以藉由高通濾波器(3)將雜訊干擾濾除，而低頻的響應訊號會被引導經過低通濾波器(4)，且傳輸到反向電流繞組(5)的部分，令反向電流繞組(5)會產生反向的磁通電流，以消除低頻之響應訊號所造成的磁通量，以抑制磁飽和發生的可能性，再者，當接地線(2)放電之電流愈高時，反向電流繞組(5)會產生越大的反向磁通電流。
如此，屬於低頻的響應訊號都會在電路中被消除，而僅剩下高頻的響應訊號，並將高頻的響應訊號傳輸至示波器(6)，係將響應訊號以波形呈現，以提供監測，本發明即可透過感測待測設備的放電訊號，去掌控待測設備的運轉狀況。
由上述之實施說明可知，本發明與現有技術相較之下，本發明具有以下優點:
1. 本發明可抑制高頻比流器磁飽和之電路具有高通濾波器與低通濾波器，係可將所感測到的放電訊號區分為高頻與低頻的訊號，並針對兩種頻率不同的訊號進行處理，以減少低頻訊號所帶來的負面影響，且將高頻訊號的雜訊干擾有效被抑制在一定的範圍內。
2. 本發明可抑制高頻比流器磁飽和之電路具有反向電流繞組可針對引導至低通濾波器的低頻訊號進行處理，係將低頻訊號所產生的磁通量消除，避免鐵芯磁飽和的狀況發生，使得本發明在量測待測設備之放電訊號時，鐵芯可以承受大電流並持續工作，不易發生訊號量測上的失真。
綜上所述，本發明之可抑制高頻比流器磁飽和之電路，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。
(1)‧‧‧高頻比流器
(11)‧‧‧一次側
(12)‧‧‧二次側
(13)‧‧‧鐵芯
(14)‧‧‧二次繞組
(2)‧‧‧接地線
(3)‧‧‧高通濾波器
(31)‧‧‧第一電容
(32)‧‧‧第一電感
(4)‧‧‧低通濾波器
(41)‧‧‧第二電容
(42)‧‧‧第二電感
(5)‧‧‧反向電流繞組
(6)‧‧‧示波器
第一圖：本發明其較佳實施例之架構示意圖。
第二圖：本發明其較佳實施例之部分電路圖。
(1)‧‧‧高頻比流器
(13)‧‧‧鐵芯
(14)‧‧‧二次繞組
(2)‧‧‧接地線
(3)‧‧‧高通濾波器
(4)‧‧‧低通濾波器
(5)‧‧‧反向電流繞組
(6)‧‧‧示波器
Claims (7)
- 一種可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其包含有： 一高頻比流器，其具有一一次側與一相對於該一次側之二次側，該一次側接收一電性訊號，而該二次側則設置有一二次繞組； 一高通濾波器，係電性連接該高頻比流器之二次繞組； 一低通濾波器，係電性連接該高頻比流器之二次繞組與該高通濾波器；以及 一反向電流繞組，係電性連接該低通濾波器，以消除低頻磁通量。
- 如申請專利範圍第1項所述可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其中該高通濾波器係再電性連接一示波器。
- 如申請專利範圍第1項所述可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其中該高通濾波器為一第一電容與一串聯該第一電容之第一電感。
- 如申請專利範圍第1項所述可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其中該低通濾波器為一第二電容與一串聯該第二電容之第二電感。
- 如申請專利範圍第1項所述可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其中該二次繞組與該反向電流繞組係為並聯。
- 如申請專利範圍第1項所述可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其中該電性訊號為待測設備接地線的電流訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述可抑制高頻比流器磁飽和之電路，其中該高頻比流器之該一次側與該二次側之間具有一鐵芯。
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| Henrik Jönsson Victor Lovén,"Mitigation of flux produced by geomagnetically induced currents (GIC) on power transformers with delta windings". Division of Industrial Electrical Engineering and Automation Faculty of Engineering, Lund University, June 19, 2017. * |
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