一种参考标准用分流器的频率特性补偿电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种参考标准用分流器的频率特性补偿电路，补偿电路与分流器电阻体的并联，包括补偿电阻器和补偿电容器,补偿电阻器和补偿电容器串联组成RC补偿电路。本实用新型专利技术对用于参考标准的分流器频率特性有显著的补偿效果，用于直流电流互感器的频率特性的试验验证。

【技术实现步骤摘要】
一种参考标准用分流器的频率特性补偿电路
本技术涉及一种参考标准用分流器的频率特性补偿电路，属于直流输电工程

技术介绍
在柔性直流输电工程中，为实现柔性直流电网的超高速保护，相对于常规直流工程，柔性直流电网系统中对直流电流测量提出了更高的要求。电流变化率和幅值的准确测量对于柔性直流电网实现快速、可靠、准确保护至关重要。宽测量范围、快速传变特性、低延迟时间的电流互感器能够对系统额定参数和故障参数进行宽范围的测量，并具有较为准确测量精度，较低的延迟特性，能够准确测量到发生故障后的行波过程。目前，开展直流电流互感器的幅频特性和相频特性试验存在一定技术困难。其中一个主要的技术难点在于试验所需宽频带的参考电流标准的选取。直流电流互感器传变的一次电流实际上是单极性的直流电流与纹波电流的合成电流，其频率响应范围从直流开始。一般作为参考的宽频电流互感器仍属于电磁感应原理的铁芯线圈，其频率范围不涵盖直流，所以其一般用于交流工程用电流互感器的频率特性试验验证。直流工程用电流互感器的频率特性试验，现阶段使用特殊设计的低感分流器作为参考标准，其工作频率范围可以达到从直流～数kHz。但是，在试验电流幅值和频率的增加，在大电流幅值和更高频率下，其自身固有的nH级的残余电感致使分流器的电压降和相位均发生偏移。因此，需要对参考用分流器进行补偿，以改善其幅频特性和相频特性。
技术实现思路
本技术在于提出一种可提高用于直流电流互感器频率特性试验的参考分流器自身频率特性的电路。是为改善参考用分流器的幅频特性和相频特性，使其频率特性在通带范围内得到提高，使其可作为直流电流互感器频率特性试验的参考标准器使用。为了解决上述技术问题，本技术提出的技术方案是：一种参考标准用分流器的频率特性补偿电路，补偿电路与分流器的电阻体并联，所述补偿电路包括串联的补偿电容和补偿电阻；所述分流器的电阻体包括分流器残余电感，所述分流器残余电感使所述分流器的压降和相位发生偏移，所述分流器残余电感使所述分流器的幅频特性和相频特性劣化，所述补偿电容和补偿电阻对所述分流器残余电感进行补偿，调节所述补偿电路的补偿电阻值，使得补偿后的分流器在通带范围处于弱阻尼状态。上述方案进一步的改进在于：所述补偿电阻包括固定值补电阻和可调补偿电阻。本技术提供的参考标准用分流器的频率特性补偿电路，在分流器的低阻电阻器的电压端子的两端增加补偿用固定电阻器、补偿用可调电阻器和补偿用电容器。补偿用电容器的容抗对分流器残余电感的感抗进行补偿。补偿用固定电阻器、补偿用可调电阻器和补偿用电容器组成串联阻容电路。调节补偿用可调电阻器的电阻值，可以改变阻容串联电路的时间常数，对分流器频率特效的补偿效果进行精确调节，使得补偿后的分流器在通带范围处于弱阻尼状态。可以使分流器的幅频特性和相频特性在通带范围里得到大幅改善。附图说明下面结合附图对本技术做进一步说明。图1是典型的分流器原理示意图。图2是典型的分流器的等效电路图。图3是分流器频率特效补偿后的等效电路图。图4是补偿前幅频特性图。图5是补偿后幅频特性图。图6是补偿前相频特性图。图7是补偿后相频特性图。图中标号示意如下：1-分流器电流端子，2-分流器电流端子，3-分流器电压端子，4-分流器电压端子，5-低阻值电阻器，6-分流器分布电容，7-分流器残余电感，8-分流器电流引线残余电感，9-补偿用固定电阻器，10-补偿用可调电阻器，11-补偿用电容器。具体实施方式实施例本实施例提供的参考标准用分流器的频率特性补偿电路，应用在如图1所示的典型的分流器上，该分流器主体结构为低阻值电阻器5。待测电流经过分流器电流端子1和分流器电流端子2流入和流出分流器。在分流器的低阻值电阻器5的两端产生电压降,电压降正比于电流待测，电压降从分流器电压端子3和分流器电压端子4输出。如图2所示为典型的分流器的等效电路图。分流器的分布参数还包括分流器分布电容6，分流器残余电感7，分流器电流引线残余电感8。其中，分流器分布电容6和分流器残余电感7对分流器的频率特性有影响。分流器分布电容6与分流器结构直接相关，其电容值一般在数pF级，正常情况下，其对分流器频率特性的影响可以忽略。分流器残余电感7与分流器的电阻体的长度、截面积和形状相关，其值一般在数nH～数十uH级。在高频电流作用下，其感抗值等于电感值与电流角频率的乘积。分流器残余电感7对分流器频率特性的影响在电流频率高于kHz以上就有显现。如图3所示，本实施例在分流器的电阻器之间增加串联的补偿用固定电阻器9，补偿用可调电阻器10，补偿用电容器11。补偿后的输出电压信号采用补偿用电容器11两端的电压降。按照本技术提供的计算公式，选择合适的补偿用固定电阻器9的阻值，调节补偿用可调电阻器10的电阻值，可以改变补偿电路的时间常数，补偿电路的RC参数对分流器电阻器5和分流器残余电感7构成的RL参数进行补偿，使得补偿后的分流器在通带范围处于弱阻尼状态。对分流器频率特性补偿进行精确调节，可以使分流器的幅频特性和相频特性在通带范围里得到大幅改善。本实施例中，分流器频率特性补偿方法如下：（1）使用低阻仪确定待补偿分流器的直流电阻值。使用宽频RLC电桥确定待补偿分流器的残余电感值。（2）参照图3的补偿电路，计算RC补偿电路的电阻和电容元件参数。（3）补偿电路的计算依据以下公式（1）、公式（2）和公式（3）。补偿效果的幅频特性由公式（1）决定，补偿效果的相频特性由公式（2）决定。公式（1）：；公式（2）：；公式（3）：；其中：R0—补偿用固定电阻器9和补偿用可调电阻器10的总电阻值，R1—分流器低阻值电阻器5的电阻值，L—分流器残余电感7的电感值，C—补偿用电容器11的电容值。本实施例提供用于0.01Ω同轴分流器频率特性补偿的实例。0.01Ω同轴分流器实例的分布参数实际测试如下：分流器残余电感7的电感值约为17nF，其阻抗角在10kHz以下就发生较大变化,特别是相频特性。在分流器的分流器电压端子3和分流器电压端子4之间增加补偿用阻容串联电路。其中：补偿用固定电阻器9的阻值为10欧姆，调节补偿用可调电阻器10的阻值为7欧姆，补偿用总电阻值为17欧姆，补偿用电容11的电容值器为100nF。补偿前幅频特性如图4所示，补偿后幅频特性如图5所示。补偿前相频特性如图6所示，补偿后相频特性如图7所示。补偿后的0.01Ω同轴分流器，在100kHz频率范围内，幅频特性曲线和相频特性曲线更加平坦。本技术不局限于上述实施例，凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种参考标准用分流器的频率特性补偿电路，其特征在于：补偿电路与分流器的电阻体并联，所述补偿电路包括串联的补偿电容和补偿电阻；所述分流器的电阻体包括分流器残余电感，所述分流器残余电感使所述分流器的压降和相位发生偏移，所述分流器残余电感使所述分流器的幅频特性和相频特性劣化，所述补偿电容和补偿电阻对所述分流器残余电感进行补偿，调节所述补偿电路的补偿电阻值，使得补偿后的分流器在通带范围处于弱阻尼状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种参考标准用分流器的频率特性补偿电路，其特征在于：补偿电路与分流器的电阻体并联，所述补偿电路包括串联的补偿电容和补偿电阻；所述分流器的电阻体包括分流器残余电感，所述分流器残余电感使所述分流器的压降和相位发生偏移，所述分流器残余电感使所述分流器的幅频特性和相频特性劣...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴辉，李子韵，汪本进，汪佐宪，陈寿龙，徐涛，王海威，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，中国电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32