一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，包括：一次绕组、铁芯Ⅰ、铁芯Ⅱ、二次绕组、补偿绕组、检测单元、控制单元、功放单元，其特征是：升压器输出端与一次绕组相连；升流器输出端与一次绕组相连，由一次绕组、二次绕组、补偿绕组、铁芯Ⅰ和铁芯Ⅱ组成双级电流互感器，一次绕组、二次绕组绕在铁芯Ⅰ和铁芯Ⅱ上，补偿绕组绕在铁芯Ⅱ上；二次绕组经阻抗Z后与检测单元相连，检测单元连接控制单元，控制单元连接功放单元，功放单元连接补偿绕组。本发明专利技术实现了电流互感器在模拟运行工况下误差检测过程中泄漏电流的补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置
本专利技术涉及一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，属互感器检测

技术介绍
目前，电流互感器误差检定基本上是在低压状态下进行，而电流互感器工作在高压状态，电流互感器的结构决定了其在一次绕组和二次绕组之间存在一定的寄生电容和漏抗，施加的高电压在标准和被检电流互感器一二次侧之间产生泄漏电流，对于工作用电流互感器，该泄漏电流使互感器误差增大造成电能计量不准；对于标准电流互感器，则使得高压状态下标准电能计量装置本身误差增大，影响检测结果，所以检测结果并不能真正反映被试品实际误差。电流互感器在模拟运行工况下误差测试发现，被试品在1％、5％测试点均存在超差的情况，说明泄漏电流对电流互感器在小电流情况下影响不可忽略。因此，研究一种电流互感器泄漏电流补偿方法对改变上述局面，具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为了解决泄漏电流在小电流情况下影响电流互感器的检测误差，本专利技术提供了一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，包括：一次绕组、铁芯Ⅰ、铁芯Ⅱ、二次绕组、补偿绕组、检测单元、控制单元、功放单元，升压器输出端与一次绕组相连；升流器输出端与一次绕组相连，由一次绕组、二次绕组、补偿绕组、铁芯Ⅰ和铁芯Ⅱ组成双级电流互感器，一次绕组、二次绕组绕在铁芯Ⅰ和铁芯Ⅱ上，补偿绕组绕在铁芯Ⅱ上；二次绕组经阻抗Z后与检测单元相连，检测单元连接控制单元，控制单元连接功放单元，功放单元连接补偿绕组。更进一步的，所述控制单元包括单片机、D/A转换器、差分式减法电路、比例积分电路，单片机连接D/A转换器，D/A转换器连接差分式减法电路，差分式减法电路再连接比例积分电路。更进一步的，所述控制单元，包括：单片机、D/A转换器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、放大器A1和放大器A2；电阻R1的一端与D/A转换器的输出连接，另一端与放大器A1的反相端连接；电阻R4的两端分别与放大器A1的反相端和输出端连接；放大器A1的同相端经电阻R3接地，检测电流IC经电阻R2与放大器A1的同相端连接；放大器A1输出端经电阻R5与放大器A2反相端连接；放大器A2的反相端接地；电阻R6和电容C1串联，两端分别与放大器A2的反相端和输出端连接；放大器A2的输出端经电阻R7与功放单元连接。本专利技术还提供了一种电流互感器泄漏电流补偿方法，基于前述的补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，其基本原理是：升压器输出电流互感器额定电压，此时施加的高电压使电流互感器一二次侧之间产生泄漏电流；单片机输出泄漏电流初始指令值(设为零)并经D/A转换器转换成模拟信号；检测单元检测电流IC反映了二次绕组的实际泄漏电流值，作为控制单元的一个输入信号；控制单元对和IC进行比较，根据比较结果，通过控制单元输出电压UC控制功放单元调节补偿电流，使补偿电流值与检测泄漏电流相等，实现对泄漏电流补偿。单片机寄存器对控制单元输出电压UC进行存储，在对被试电流互感器误差检测时，单片机寄存器将存储UC经D/A转换器后直接输出到功放单元，进行泄漏电流补偿。本专利技术采用闭环负反馈的比例积分(PI)控制方法，实现对泄漏电流无静差控制。控制单元包括减法电路和比例积分电路。电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大器A1构成差分式减法电路，放大器A1输出V1与电流指令值和实际值IC有以下关系：当电阻满足R1＝R2＝R3＝R4时，上式可简化为：电阻R5、电阻R6、电容C1和放大器A2构成比例积分电路，比例积分电路由比例环节和积分环节两部分叠加而成；比例环节对减法电路的输出电压V1进行放大，放大系数为kp，可根据系统最优设置选择kp值；积分环节对减法电路的输出电压V1积分；如果电压V1的值不近似为零，则电容C1不断充电，对输出电压V1积分，直到运放A2的输出电压V2达到限值，从而实现电流的无静差控制。运放A2输出V2与输入电压V1关系如下：本专利技术还提供了一种电流互感器误差检测方法，在补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置的基础上，被试电流互感器的一次绕组与双级电流互感器的一次绕组串联，被试电流互感器的一次绕组的二次绕组与双级电流互感器的二次绕组串联，升压器输出端与一次绕组相连；升流器输出端与试电流互感器的一次绕组相连，误差测量单元连接被试电流互感器的二次绕组和双级电流互感器的二次绕组，在进行电流互感器误差检测时，补偿装置中检测单元不工作，控制单元将存储的控制电压值UC经D/A转换器后直接输出到功放单元，进行泄漏电流补偿；升流器按照规程规定升流到检测点，误差测量单元完成对被试电流互感器误差测量。本专利技术的有益效果是，本专利技术提供了一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，实现了电流互感器在模拟运行工况情况下泄漏电流的补偿。该控制方法采用电流闭环控制策略，将电流指令与电流互感器实际二次电流相比较，经过PI调节器后控制功放单元使补偿电流跟踪指令电流，从而达到泄漏电流补偿的无静差控制。附图说明图1是本专利技术的装置原理示意图；图2是本专利技术的控制单元原理示意图；图3是本专利技术的控制结构图；图4是本专利技术实现自动补偿的流程图；图5是本专利技术电流互感器误差检测原理示意图；图6是本专利技术电流互感器误差检测的流程图。具体实施方式以下结合图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：图1为本专利技术的装置原理示意图，一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，包括：一次绕组301、铁芯Ⅰ302、铁芯Ⅱ303、二次绕组304、补偿绕组305、检测单元306、控制单元307、功放单元308。升压器10提供电流互感器额定工作电压，使电流互感器工作在高电压大电流工况下，其输出端与一次绕组301相连；升流器20输出端与一次绕组301相连。由一次绕组301、二次绕组304、补偿绕组305、铁芯Ⅰ302和铁芯Ⅱ303组成双级电流互感器，一次绕组301、二次绕组304绕在铁芯Ⅰ302和铁芯Ⅱ303上，补偿绕组305绕在铁芯Ⅱ303上；二次绕组304经阻抗Z后与检测单元306相连。检测单元306连接控制单元307，控制单元307连接功放单元308，功放单元308连接补偿绕组305。检测单元306，基于相似电感法提取泄漏电流IC，输出量IC作为控制单元307的输入，提供泄漏电流反馈值；控制单元307实现泄漏电流闭环控制，其输出电压UC作为功放单元308输入，控制注入补偿绕组305补偿电流。图2是本专利技术的控制单元原理示意图，包括：单片机、D/A转换器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、放大器A1和放大器A2。单片机带寄存器，单片机连接D/A转换器，D/A转换器连接差分式减法电路，差分式减法电路再连接比例积分电路。电阻R1的一端与D/A转换器的输出连接，另一端与放大器A1的反相端连接；电阻R4的两端分别与放大器A1的反相端和输出端连接；放大器A1的同相端经电阻R3接地，检测电流IC经电阻R2与放大器A1的同相端连接；放大器A1输出端经电阻R5与放大器A2反相端连接；放大器A2的反相端接地；电阻R6和电容C1串联，两端分别与放大器A2的反相端和输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，包括：一次绕组、铁芯Ⅰ、铁芯Ⅱ、二次绕组、补偿绕组、检测单元、控制单元、功放单元，其特征是：升压器输出端与一次绕组相连；升流器输出端与一次绕组相连，由一次绕组、二次绕组、补偿绕组、铁芯Ⅰ和铁芯Ⅱ组成双级电流互感器，一次绕组、二次绕组绕在铁芯Ⅰ和铁芯Ⅱ上，补偿绕组绕在铁芯Ⅱ上；二次绕组经阻抗Z后与检测单元相连，检测单元连接控制单元，控制单元连接功放单元，功放单元连接补偿绕组。

【技术特征摘要】
1.一种补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，包括：一次绕组、铁芯Ⅰ、铁芯Ⅱ、二次绕组、补偿绕组、检测单元、控制单元、功放单元，其特征是：升压器输出端与一次绕组相连；升流器输出端与一次绕组相连，由一次绕组、二次绕组、补偿绕组、铁芯Ⅰ和铁芯Ⅱ组成双级电流互感器，一次绕组、二次绕组绕在铁芯Ⅰ和铁芯Ⅱ上，补偿绕组绕在铁芯Ⅱ上；二次绕组经阻抗Z后与检测单元相连，检测单元连接控制单元，控制单元连接功放单元，功放单元连接补偿绕组。2.根据权利要求1所述的补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，其特征是：所述控制单元包括单片机、D/A转换器、差分式减法电路、比例积分电路，单片机连接D/A转换器，D/A转换器连接差分式减法电路，差分式减法电路再连接比例积分电路。3.根据权利要求2所述的补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，其特征是：所述控制单元，包括：单片机、D/A转换器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、放大器A1和放大器A2；电阻R1的一端与D/A转换器的输出连接，另一端与放大器A1的反相端连接；电阻R4的两端分别与放大器A1的反相端和输出端连接；放大器A1的同相端经电阻R3接地，检测电流IC经电阻R2与放大器A1的同相端连接；放大器A1输出端经电阻R5与放大器A2反相端连接；放大器A2的反相端接地；电阻R6和电容C1串联，两端分别与放大器A2的反相端和输出端连接；放大器A2的输出端经电阻R7与功放单元连接。4.一种电流互感器泄漏电流补偿方法，其特征是：基于权利要求3所述的补偿泄漏电流的电流互感器误差检测装置，升压器输出电流互感器额定电压，此时施加的高电压使电流互感器一二次侧之间产生泄漏电流；单片机输出泄漏电流初始指令值并经D/A转换器转换成模拟信号；检测单元检测电流IC反映了二次绕组的实际泄漏电流值，作为控制单元的一个输入信号；控制单元对和IC进行比较，根据比较结果，通过控制单元输出电压UC控制功放单元调节补偿电流，使补偿电流值与检测泄漏电流相等，实现对泄漏电流补偿，单片机寄存器对控制单元输出电压UC进行存储，在对被试电流互感器误差检测时，单片机寄存器将存储U...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，靳绍平，朱亮，杨爱超，刘见，谢三军，李东江，吴宇，唐新宇，李欣，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西,36