本发明专利技术公开了一种电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置，其特征在于：电流互感器的计量铁芯上具有计量绕组和补偿绕组两个独立绕组，所述补偿绕组与直流偏磁自动补偿装置连接。直流偏磁自动补偿装置用于检测电流互感器二次侧计量绕组输出信号中的偶次谐波分量的大小及相位，从而控制直流电流源向电流互感器二次侧补偿绕组注入相应量的反向直流电流作为补偿电流，补偿电流在补偿绕组中产生磁场，抵消一次侧直流所产生的磁场，从而实现对电流互感器直流偏磁的自动在线补偿。本装置对电流互感器直流偏磁的自动补偿效果显著。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置，其特征在于：电流互感器的计量铁芯上具有计量绕组和补偿绕组两个独立绕组，所述补偿绕组与直流偏磁自动补偿装置连接。直流偏磁自动补偿装置用于检测电流互感器二次侧计量绕组输出信号中的偶次谐波分量的大小及相位，从而控制直流电流源向电流互感器二次侧补偿绕组注入相应量的反向直流电流作为补偿电流，补偿电流在补偿绕组中产生磁场，抵消一次侧直流所产生的磁场，从而实现对电流互感器直流偏磁的自动在线补偿。本装置对电流互感器直流偏磁的自动补偿效果显著。【专利说明】电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置
本专利技术涉及电流互感器计量绕组的一种直流偏磁自动补偿装置，具有对直流偏磁进行自动补偿的功能，属于电力系统电磁测量领域。
技术介绍
作为变电站一次设备的重要组成部分，电流互感器在变电站中具有为后续计量、保护及监控设备提供测量信号的重要作用，其运行的可靠性和稳定性非常重要。交、直流混合运行的电网结构使得交、直流系统之间的相互影响越加明显，双极高压直流输电线路检修或单极故障时需以单极-大地回线方式运行时，会有很大的直流电流流过接地极，此时会在大地上形成恒定的直流电流场，产生地表电位差，在交流网络中变压器绕组、架空线和大地形成的回路中产生直流电流，从而在变压器和电流互感器回路中产生直流偏磁。直流偏磁会加剧电流互感器的铁心饱和磁化，引起电流互感器发生磁滞畸变，改变电流互感器的传变特性，引起电流互感器的测量误差，从而影响电流互感器的计量和保护性能。以2013年锦苏特高压直流运行工况统计看，锦苏2013年锦苏特高压直流不对称运行或单极大地运行方式主要集中在I月初末、2月中下旬、5月中下旬、6月初、7月中旬、9月中旬等期间，最长单次持续时间5天，最短持续3小时，入地直流最大达4000A。全年累计单极对地运行时间267小时，累计不对称运行89小时。直流输电单极运行造成的直流偏磁会使电流互感器产生计量误差偏大，还会对电网安全稳定运行产生隐患。目前，抑制直流偏磁主要采取限流、隔直、注入反向直流以及电位补偿的方法，即:⑴中性点串联电阻；⑵中性点串联电容；⑶线路串联电容；(4)中性点注入反向直流电流；(5)直流地电位补偿法。以上方法均采用简化的电路模型，忽略了变电站接地网络、土壤结构、电网拓扑网络以及变电站变压器的直流电阻和输电线路的直流电阻等相关影响因素，导致误差较大。变电站间的输电线路是直流电流流通的主要通道，由于500kV站的主变压器多为直接接地运行方式，因此当各变电站的直流地电位存在显著差异时，各变电站主变和站间线路上会有直流电流通过。由于500kV输电线路的直流电阻较小，所以只要有较小的电位差就能够激起较大的直流电流。由于变电站接地电阻、站间线路直流电阻和主变绕组直流电阻存在差别，导致变压器各相流过的直流幅值并不相同。常州武南变、苏州吴江变等站的实测数据结论已证明此结论。因此，在电流互感器二次侧开展消除或减小直流偏磁对电流互感器影响的相关实验研究，能弥补目前直流偏磁抑制技术的不足，是亟待研究和开发的新技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:在电流互感器二次侧消除或减小直流偏磁对电流互感器影响。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案。电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置，其特征在于:电流互感器主体的计量铁芯上具有计量绕组和补偿绕组，所述补偿绕组与直流偏磁自动补偿装置连接。前述的电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置，其特征在于:所述计量绕组和补偿绕组为同一铁芯的两个独立线圈，如图中线圈K1K2和线圈K3K4，K2K3不连接)，或同一铁芯一个线圈的不同抽头(如图中Κ1Κ2Κ4，Κ2Κ3连接)。前述的电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置，其特征在于:直流偏磁自动补偿装置安装在电流互感器底座上。前述的电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置，其特征在于:所述直流偏磁自动补偿装置包括标准变换器，标准变换器串联接入计量绕组二次回路，将电流互感器二次侧电流信号转换为电压信号； 标准变换器的输出信号接入阻抗变换电路，阻抗变换电路具有高输入阻抗，使信号传输路径有合适的阻抗匹配； 阻抗变换电路的输出信号经过倍频电路之后转换为倍频信号，作为相敏检波的参考信号；阻抗变换电路的输出信号同时经过带阻滤波电路之后，作为相敏检波的输入信号；倍频电路用于产生相敏检波电路所需的参考信号，带阻滤波电路用于滤除工频信号，增大信噪比； 相敏检波电路用于提取电流互感器二次侧输出信号的偶次谐波信号； 相敏检波电路的输出信号通过低通滤波电路，滤除相敏检波输出信号的高频成分，得到直流成分； 低通滤波的输出信号经负反馈控制器进行计算和负反馈调整后输出。最终控制压控电流源输出与一次直流电流成比例的直流补偿电流，使得二次输出偶次谐波最小，此时直流电流作为电流互感器二次侧补偿绕组的补偿电流，达到最佳补偿效果，直流补偿电能能够抵消一次电流直流分量对电流互感器直流偏磁的影响。负反馈控制器包括减法器和一个PID控制器，输入信号和设定值相减作为PID调节器的输入，经PID调节后，信号输出。本专利技术的工作原理:本专利技术设计了电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置，电流互感器计量铁芯上具有计量绕组和补偿绕组两个独立绕组，计量绕组作为电流互感器正常工作的输出绕组，而补偿绕组用于注入补偿电流，以抵消直流偏磁对电流互感器特性的影响，从而具有直流偏磁自动补偿功能。直流偏磁自动补偿装置用于检测电流互感器二次侧测量绕组输出的偶次谐波分量的大小及相位，从而控制直流电流源向电流互感器二次侧补偿绕组注入相应量的反向直流电流作为补偿电流，补偿电流在补偿绕组中产生磁场，抵消一次侧直流所产生的磁场，从而实现对电流互感器直流偏磁的自动补偿。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置整体结构示意图； 图2是本专利技术电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置安装结构示意图， 图3是电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置的原理框图； 图4是电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置的试验接线图； 图5是电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置的负反馈控制器原理框图。图中:11-母线，12-电流互感器，13-正常计量绕组输出抽头，14-补偿绕组抽头，15-直流偏磁补偿装置，16-220V电源插头，17- 二次取能线圈。1-调压器，2-升流器，3-直流电流源，4-电容柜，5-标准电流互感器，6_被校电流互感器，7-标准信号变换箱，8-直流偏磁补偿装置，9 -互感器校验仪。【具体实施方式】 结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1所示，电流互感器计量铁芯上具有计量绕组和补偿绕组，其中计量绕组和补偿绕组可以为同一铁芯的两个独立线圈，如图1中线圈K1K2和线圈K3K4，K2K3不连接，也可以为同一铁芯一个线圈的不同抽头，如图1中K1K2K4，K2K3连接。计量绕组作为电流互感器正常工作的输出绕组，而补偿绕组采用多抽头电流互感器的未使用绕组或专为实现补偿作用设计的二次绕组，用于注入补偿电流。直流偏磁自动补偿功能的实现，是通过检测电流互感器二次侧输出的偶次谐波分量的大小及相位，控制直流电流源向电流互本文档来自技高网...
【技术保护点】
电流互感器计量绕组的直流偏磁自动补偿装置，其特征在于：电流互感器主体的计量铁芯上具有计量绕组和补偿绕组，所述补偿绕组与直流偏磁自动补偿装置连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王忠东，万达，李红斌，黄奇峰，陈刚，陈铭明，卢树峰，杨世海，骆翻钿，李振华，朱晓龙，田正其，崔林，
申请(专利权)人：国家电网公司，江苏省电力公司，江苏省电力公司电力科学研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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