一种采用减匝补偿的双级电流互感器制造技术

本发明专利技术公开了一种采用减匝补偿的双级电流互感器，其中一技术方案：包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组、连接在二次线圈绕组两端的负载电阻、连接在辅助线圈绕组两端的辅助电阻，一次线圈绕组绕制于主磁芯和辅助磁芯上，二次线圈绕组的一部分绕组绕制于主磁芯和辅助磁芯上，二次线圈绕组的另一部分绕组绕制于辅助磁芯上，辅助线圈绕组绕制于辅助磁芯上，辅助线圈绕组的非同名端和二次线圈绕组的同名端相连接，一次线圈的两端为电流输入端，辅助线圈绕组的同名端以及二次线圈绕组的非同名端为信号输出端。本发明专利技术的电流互感器具有测量精度高的特点。

A two-stage current transformer with reducing turn compensation

The invention discloses a two-stage current transformer by reducing turn compensation, which comprises a main magnetic core, auxiliary magnetic core, a coil winding, two coil winding and auxiliary coil windings, connected to a load resistor, two secondary coil winding ends connected at both ends of the coil winding of the auxiliary auxiliary resistance. A coil winding in the main core and auxiliary core, two coil winding part of the winding core in the main and auxiliary core, another part of the two winding coil winding is wound on the auxiliary core, auxiliary coil winding on the auxiliary core, auxiliary coil winding non same at the end of two and the primary coil winding is connected to one of the same name, both ends of the coil input current, auxiliary coil winding and two non corresponding isonym end of coil winding end signal output end. The current transformer of the invention has the characteristics of high measurement precision.

【技术实现步骤摘要】
一种采用减匝补偿的双级电流互感器
本专利技术属于电工测量仪器
，具体涉及一种采用减匝补偿的双级电流互感器。
技术介绍
电流互感器是一种用途广泛的电工测量仪器，其大量应用于工业现场设备、电力系统一次保护和控制回路中，电流互感器基本的性能要求是具有低的测量误差。常规电流互感器在转变电流的过程中，由于磁芯磁阻的存在，必须消耗一小部分电流用于励磁，使磁芯磁化，从而在二次线圈绕组产生感应电势和二次电流，电流互感器的测量误差就是由于磁芯所消耗的励磁电流引起的。在没有进行误差补偿时，电流互感器的比值差和相角差都是随着一次电流的减小而增大，常用的补偿方法有减匝补偿、分数匝补偿、磁分路补偿等等，但补偿后的测量误差仍然较大。中国专利文献CN102709042B公开了一种电流互感器，如图1所示，包括主磁芯1、辅助磁芯2、一次线圈绕组3、二次线圈绕组4、辅助线圈绕组5、连接在二次线圈绕组两端的负载电阻6、连接在辅助线圈绕组两端的检测电阻7；一次线圈绕组3和二次线圈绕组4绕制于主磁芯1和辅助磁芯2上，辅助线圈绕组5绕制于辅助磁芯2上；检测电阻7的阻值与负载电阻6的阻值的比值等于辅助线圈绕组5的匝数与二次线圈绕组4的匝数的比值；二次线圈绕组4的同名端与辅助线圈绕组5的非同名端相连接；一次线圈绕组3的两端为电流输入端，辅助线圈绕组5的同名端和二次线圈绕组4的非同名端为信号输出端。上述的电流互感器中，由主磁芯1、一次线圈绕组3、二次线圈绕组4、负载电阻6构成第1级电流互感器，由辅助磁芯2、一次线圈绕组3、二次线圈绕组4、辅助线圈绕组5和检测电阻7构成第2级电流互感器。该电流互感器的总的测量误差e为第1级电流互感器的测量误差e1与第2级电流互感器的测量误差e2的乘积，即e＝e1*e2，由于e1<<1及e2<<1，因此，该电流互感器的测量误差e与第1级电流互感器的测量误差e1或第2级电流互感器的测量误差e2相比较要小得多。但是，若要得到测量误差更小的电流互感器，可以采用增加电流互感器的铁芯截面积或增加线圈绕组的匝数或增加线圈绕组的导线线径来减小电流互感器的测量误差，即增加第1级电流互感器的主磁芯1的铁芯截面积来减小第1级电流互感器的测量误差e1，或者增加第2级电流互感器的辅助磁芯2的铁芯截面积来减小第2级电流互感器的测量误差e2的误差，或增加线圈绕组的导线线径以降低线圈绕组的内阻，或增加线圈绕组的匝数。但这几种方法虽然能降低电流互感器的总的测量误差，但使得整个流互感器的体积增大，电流互感器的材料使用量增加，造成了整个电流互感器的制造成本上升。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种采用减匝补偿的双级电流互感器，采用减匝补偿来减小电流互感器的测量误差，不增加电流互感器的材料使用量就可以达到进一步减小电流互感器的测量误差的目的。由于电流互感器的比差总是为负值，本专利技术采用减匝补偿来减小电流互感器的测量误差，即通过减少第1级电流互感器的二次线圈绕组的匝数的减匝补偿来减小第1级电流互感器的测量误差，或者通过减少第2级电流互感器的辅助线圈绕组的匝数的减匝补偿来减小第2级电流互感器的测量误差，这样就可以在不增加电流互感器的材料使用量的条件下，得到测量误差更小的电流互感器。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下多种技术方案。方案一，一种采用减匝补偿的双级电流互感器，包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组、负载电阻、辅助电阻，所述一次线圈绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的一部分绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的另一部分绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述辅助线圈绕制于所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的同名端和所述辅助线圈绕组的非同名端相连接，所述负载电阻连接在所述二次线圈绕组的两端，所述辅助电阻连接在所述辅助线圈绕组的两端，所述一次线圈绕组的两端为电流输入端，所述辅助线圈绕组的同名端以及所述二次线圈绕组的非同名端为信号输出端；或者，所述二次线圈绕组的两端和所述辅助线圈绕组的同名端为信号输出端。本方案一中，优选的的设置，所述辅助线圈绕组的匝数与所述二次线圈绕组的匝数的比值小于或等于所述辅助电阻的阻值与所述负载电阻的阻值的比值。由主磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组和负载电阻构成第1级电流互感器，由辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组和辅助电阻构成第2级电流互感器，有以下方程式：Np*Ip–(1-△1)*Ns*I1-Ns*Iz1＝0Np*Ip–Ns*I1–Nf*I2–Nf*Iz2＝0(1-△1)*E1+(△1*Ns/Nf)*E2＝I1*(R1+R01)E2＝I2*(R2+R02)Iz1＝E1/Z1Iz2＝E2/Z2Uout＝I1*R1+I2*R2其中：Np：一次线圈绕组的匝数；Ns：二次线圈绕组的匝数，其中，二次线圈绕组的(1-△1)*Ns部分绕组绕制于主磁芯和辅助磁芯上，二次线圈绕组的△1*Ns部分绕组绕制于辅助磁芯上；Nf：辅助线圈绕组的匝数；Ip：一次线圈绕组中的电流；I1：二次线圈绕组中的电流；I2：辅助线圈绕组中的电流；Iz1：主磁芯的励磁电流；Iz2：辅助磁芯的励磁电流；R1：负载电阻；R2：辅助电阻；R01：二次线圈绕组的阻抗；R02：辅助线圈绕组的阻抗；Z1：主磁芯的励磁阻抗；Z2：辅助磁芯的励磁阻抗；Uout：辅助线圈绕组的同名端以及二次线圈绕组的非同名端输出的信号电压；求解以上方程式，辅助线圈绕组的同名端以及二次线圈绕组的非同名端输出的信号电压为：其中：对第1级电流互感器采用减匝补偿来减小电流互感器的测量误差，即适当减少绕制于主磁芯和辅助磁芯上的二次线圈绕组的匝数，也就是二次线圈绕组的匝数的(1-△1)*Ns部分绕组绕制于主磁芯和辅助磁芯上，二次线圈绕组的匝数的△1*Ns部分绕组绕制于辅助磁芯上，同时使辅助线圈绕组的匝数与二次线圈绕组的匝数的比值等于辅助电阻7的阻值与负载电阻6的阻值的比值，则电流互感器的测量误差为：当减少绕制于主磁芯和辅助磁芯上的二次线圈绕组的部分绕组的比例△1满足：e1-△1*(1-e1)*(1-△1)＝0时，电流互感器的测量误差为零，即e＝0。本方案也可以对第2级电流互感器采用减匝补偿来减小电流互感器的测量误差，也即适当减小辅助线圈绕组的匝数Nf，当Nf/Ns＝(R2/R1)*(1-e2)时，电流互感器的测量误差为零，即e＝0。本方案还可以同时对第1级电流互感器和第2级电流互感器采用减匝补偿，则可使电流互感器的测量误差达到更低的水平。对于某些需要三端差分输入信号的电路，可以将二次线圈绕组的两端和辅助线圈绕组的同名端作为信号输出端。方案二，一种采用减匝补偿的双级电流互感器，包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组，所述一次线圈绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的一部分绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的另一部分绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述辅助线圈绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的同名端和所述辅助线圈绕组的非同名端相连接，所述辅助线圈绕组的匝数小于或等于所述二次线圈绕组的匝数，所述一次线圈绕组的两端为电流输入端，所述二次线圈绕组的两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用减匝补偿的双级电流互感器，其特征在于，包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组、负载电阻、辅助电阻，所述一次线圈绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的一部分绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的另一部分绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述辅助线圈绕制于所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的同名端和所述辅助线圈绕组的非同名端相连接，所述负载电阻连接在所述二次线圈绕组的两端，所述辅助电阻连接在所述辅助线圈绕组的两端，所述一次线圈绕组的两端为电流输入端，所述辅助线圈绕组的同名端以及所述二次线圈绕组的非同名端为信号输出端；或者，所述二次线圈绕组的两端和所述辅助线圈绕组的同名端为信号输出端。

【技术特征摘要】
1.一种采用减匝补偿的双级电流互感器，其特征在于，包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组、负载电阻、辅助电阻，所述一次线圈绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的一部分绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的另一部分绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述辅助线圈绕制于所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的同名端和所述辅助线圈绕组的非同名端相连接，所述负载电阻连接在所述二次线圈绕组的两端，所述辅助电阻连接在所述辅助线圈绕组的两端，所述一次线圈绕组的两端为电流输入端，所述辅助线圈绕组的同名端以及所述二次线圈绕组的非同名端为信号输出端；或者，所述二次线圈绕组的两端和所述辅助线圈绕组的同名端为信号输出端。2.根据权利要求1所述的一种采用减匝补偿的双级电流互感器，其特征在于，所述辅助线圈绕组的匝数与所述二次线圈绕组的匝数的比值小于或等于所述辅助电阻的阻值与所述负载电阻的阻值的比值。3.一种采用减匝补偿的双级电流互感器，其特征在于，包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组，所述一次线圈绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的一部分绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的另一部分绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述辅助线圈绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的同名端和所述辅助线圈绕组的非同名端相连接，所述辅助线圈绕组的匝数小于或等于所述二次线圈绕组的匝数，所述一次线圈绕组的两端为电流输入端，所述二次线圈绕组的两端和所述辅助线圈绕组的同名端为信号输出端。4.一种采用减匝补偿的双级电流互感器，其特征在于，一种采用减匝补偿的双级电流互感器，包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组、负载电阻、辅助电阻，所述一次线圈绕组和所述二次线圈绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述辅助线圈绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的同名端和所述辅助线圈绕组的非同名端相连接，所述负载电阻连接在所述二次线圈绕组的两端，所述辅助电阻连接在所述辅助线圈绕组的两端，所述辅助线圈绕组的匝数与所述二次线圈绕组的匝数的比值小于所述辅助电阻的阻值与所述负载电阻的阻值的比值，所述一次线圈绕组的两端为电流输入端，所述辅助线圈绕组的同名端以及所述二次线圈绕组的非同名端为信号输出端。5.一种采用减匝补偿的双级电流互感器，其特征在于，包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈绕组、辅助线圈绕组，所述一次线圈绕组和所述二次线圈绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上，所述辅助线圈绕组绕制于所述辅助磁芯上，所述二次线圈绕组的同名端和所述辅助线圈绕组的非同名端相连接，所述辅助线圈绕组的匝数小于所述二次线圈绕组的匝数，所述一次线圈绕组的两端为电流输入端，所述辅助线圈绕组的同名端以及所述二次线圈绕组的两端为信号输出端。6.一种采用减匝补偿的双级电流互感器，其特征在于，包括主磁芯、辅助磁芯、一次线圈绕组、二次线圈第1绕组、二次线圈第2绕组、辅助线圈绕组、负载电阻、辅助电阻，所述一次线圈绕组绕制于所述主磁芯和所述辅助磁芯上；或者，所述一次线圈绕组的一半绕组绕制于所述主磁芯上，所述一次线圈绕组的另一半绕组绕制于所述辅助磁芯上；所述二次线圈第1绕组绕制于所述主磁芯上，所述二次线圈第2绕组和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇斯，陈德才，
申请(专利权)人：陈宇斯，
类型：发明
国别省市：浙江,33