用于测量电流的DC分量的测量设备及关联测量方法技术

本发明专利技术涉及测量设备(2)，包括：至少一个电流检测器(8)，其包括：第一导体(10)，其在第一端子(18)与第二端子(20)之间延伸，以用于连接到对应电源(4)；管状屏蔽件(12)，其通过导电材料制成，并且配置成提供用于涡流流动的封闭电通路，以便生成补偿磁场，以用于补偿通过第一导体(10)中的对应电流的流动所生成的响应磁场的时间相关分量；以及磁传感器(14)，其布置在屏蔽件(12)的内部体积(26)中，并且配置成输出表示所检测的所产生磁场的检测信号，第一导体被布置在屏蔽件的内部体积的外部，

【技术实现步骤摘要】
用于测量电流的DC分量的测量设备及关联测量方法


[0001]本专利技术涉及用于测量至少一个电流的DC分量的测量设备，每个电流从对应电源输出。本专利技术还涉及用于测量所述DC分量的方法。
[0002]本专利技术适用于电功率传输的领域，以及更特别涉及变压器的监测。

技术介绍

[0003]已知施加到变压器的电流中的偏移(也就是说DC分量)的存在可使时间无关磁通量(以下称作“DC通量”)出现在所述变压器的磁芯中，这可引起变压器的发热和/或变压器可听噪声的增加。
[0004]这种偏移可通过被布置在变压器上游的电子装置(例如HVDC(高压直流)阀和静态VAR(无功伏安)补偿器)引起。
[0005]此外，变压器中的DC通量也能够是地磁感应的。
[0006]为了降低这样的DC通量，已知测量被施加到变压器的电流的DC分量，并且基于这个测量来控制上述电子装置以抵消所述DC分量。
[0007]作为备选方案，还已知测量所述DC分量，并且控制被注入到变压器中的(一个或多个)单独绕组中的直流的幅度和方向，以便对抗（oppose）和抵消所述变压器的磁芯中的DC通量。
[0008]但是这类方法不是令人满意的。
[0009]实际上，存在检测阈值(大约2A)，低于该检测阈值，大的有噪声的输入电流的DC分量不能简单和经济地被检测和测量。因此，残余DC电流(也就是说低于检测阈值的DC分量的部分)没有被检测并且不能被去除。这个残余DC电流对变压器的正确操作仍然是有害的。
[0010]本专利技术的目的是要提供一种测量设备，该测量设备能够经济地测量电流中具有低幅值的DC分量。

技术实现思路

[0011]为此，本专利技术是上述类型的测量设备，所述测量设备包括计算机和至少一个电流检测器，每个电流检测器被关联到对应电源，并且包括：
‑
第一导体，其在第一端子与第二端子之间延伸，以连接到电源；
‑
管状屏蔽件（screen），其通过导电材料制成并且限定内部体积，该屏蔽件配置成提供用于涡流流动的封闭电通路，以便生成补偿磁场，以用于补偿通过第一导体中的对应电流的流动所生成的响应磁场的时间相关分量；以及
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磁传感器，其布置在屏蔽件的内部体积中，磁传感器配置成检测内部体积中的所产生磁场，并且输出表示所检测的所产生磁场的检测信号，第一导体被布置在屏蔽件的内部体积的外部，计算机被连接到每个电流检测器的磁传感器，以接收对应检测信号，计算机进一步配置成对于每个电源基于从关联电流检测器的磁传感器所输出的
检测信号来确定对应电流的DC分量。
[0012]实际上，在这种测量设备中，当从电源所输出的电流流经所述第一导体时，第一导体生成响应磁场。
[0013]如果电流具有DC分量和AC分量两者，则响应磁场也包括时间无关分量和时间相关分量，它们分别与所述DC和AC分量直接相关。
[0014]响应磁场的时间相关分量使涡流在屏蔽件中流动，这又生成补偿磁场。这些涡流起作用以抵消响应磁场的所施加时间相关分量，而其时间无关分量经过屏蔽件。因此，内部体积中的所产生磁场对应于响应磁场的单独的时间无关分量。
[0015]由于响应磁场的幅值与从电源所输出的电流的DC分量成正比，所以检测信号表示所述DC分量，并且因此易于实现DC分量的测量。
[0016]以上所述的结果是，通过使用按照本专利技术的设备，由磁传感器来生成其中已经去除AC分量的影响的信号。这允许从电源所输出的电流的DC分量的简单且有效测量，甚至对于小DC分量幅值，并且尽管大且有噪声的AC分量的存在也是如此。
[0017]按照本专利技术的其他有利方面，测量设备包括单独地或者按照任何可能组合采取的下列特征的一个或多个：
‑
计算机进一步配置成基于每个所确定的DC分量来输出控制信号，以控制对应电源以用于对应DC分量的减小或抵消；
‑
每个电流检测器进一步包括磁芯，该磁芯具有被布置在屏蔽件的内部体积中的第一段；
‑
磁芯的第一段包括间隙，磁传感器被布置在间隙中；
‑
对于每个电流检测器，对应第一导体是缠绕磁芯的第二段的线圈；
‑
第一段和第二段是相同的，第一导体和屏蔽件是同心的；
‑
对于每个电流检测器，磁芯为箍状（hoop
‑
shaped），屏蔽件沿磁芯的环形方向延伸，第一导体通过箍状磁芯的中心开口延伸或者缠绕屏蔽件；
‑
对于每个电流检测器，屏蔽件包括第一端和第二端，第一端和第二端相互邻接，并且相互电接触；
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屏蔽件是短路线圈；
‑
测量设备包括至少两个电流检测器，计算机配置成将从每个磁传感器所输出的检测信号相互比较，并且确定：
•
如果所检测的所产生磁场具有相同取向，则从每个电源所输出的电流中的DC分量沿电源的公共中性连接向上流动；以及
•
如果所检测的所产生磁场没有相同取向，并且具有等于零或者低于预定值的总和，则从每个电源所输出的电流中的DC分量产生于至少一个电源。
[0018]本专利技术还涉及用于测量至少一个电流的DC分量的测量方法，每个电流从对应电源输出，该测量方法包括：
‑
从至少一个电流检测器接收检测信号，每个电流检测器被关联到对应电源，并且包括：
•
第一导体，其在第一端子与第二端子之间延伸，第一端子和第二端子被连接到电源；
•
管状屏蔽件，其通过导电材料制成并且限定内部体积，该屏蔽件配置成提供用于涡流流动的封闭电通路，以便生成补偿磁场，以用于补偿通过第一导体中的对应电流的流动所生成的响应磁场的时间相关分量；以及
•
磁传感器，其布置在屏蔽件的内部体积中，磁传感器配置成检测内部体积中的所产生磁场，并且输出检测信号，检测信号表示所检测的所产生磁场，第一导体被布置在屏蔽件的内部体积的外部，
‑
对于每个电源，基于从关联电流检测器的磁传感器所输出的检测信号来确定对应电流的DC分量。
[0019]按照本专利技术的另一有利方面，测量方法包括下列特征：至少两个电流检测器的每个被连接到对应电源，测量方法进一步包括：
‑
将从每个磁传感器所输出的检测信号相互比较；以及
‑ꢀ
确定：
•
如果所检测的所产生磁场具有相同取向，则从每个电源所输出的电流中的DC分量沿电源的公共中性连接向上流动；以及
•
如果所检测的所产生磁场没有相同取向，并且具有等于零或者低于预定值的总和，则从每个电源所输出的电流中的DC分量产生于至少一个电源。
[0020]本专利技术提供一组技术方案，如下。
[0021]技术方案1. 一种用于测量至少一个电流的DC分量的测量设备(2)，每个电流从对应电源(4)输出，所述测量设备(2)包括计算机(6)和至少一个电流检测器(8)，每个电流检测器(8)被关联到对应电源(4)，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量至少一个电流的DC分量的测量设备(2)，每个电流从对应电源(4)输出，所述测量设备(2)包括计算机(6)和至少一个电流检测器(8)，每个电流检测器(8)被关联到对应电源(4)，并且包括：
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第一导体(10)，其在第一端子(18)与第二端子(20)之间延伸，以用于连接到所述电源(4)；
‑
管状屏蔽件(12)，其通过导电材料制成，并且限定内部体积(26)，所述屏蔽件(12)配置成提供用于涡流流动的封闭电通路，以便生成补偿磁场，以用于补偿通过所述第一导体(10)中的对应电流的流动所生成的响应磁场的时间相关分量；以及
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磁传感器(14)，其布置在所述屏蔽件(12)的所述内部体积(26)中，所述磁传感器(14)配置成检测所述内部体积(26)中的所产生磁场，并且输出表示所检测的所产生磁场的检测信号，所述第一导体(10)被布置在所述屏蔽件(12)的所述内部体积(26)的外部，所述计算机(6)被连接到每个电流检测器(8)的所述磁传感器(14)，以接收对应检测信号，所述计算机(6)进一步配置成对于每个电源(4)基于从关联的电流检测器(8)的所述磁传感器(14)所输出的所述检测信号来确定所述对应电流的所述DC分量。2.如权利要求1所述的测量设备，其中，所述计算机(6)进一步配置成基于每个所确定的DC分量来输出控制信号，以控制所述对应电源以用于所述对应DC分量的减小或抵消。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：