[发明专利]互感器的误差补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种互感器的误差补偿方法。在该误差补偿方法中，互感器的误差通过反映铁芯的磁滞特性(hysteresis characteristics)来补偿。当执行该误差补偿时，不是使用表示磁通和激励电流之间的关系的磁滞回线，而是使用铁损阻抗(core-loss resistance)和磁通-激励电流曲线，从而实现更精确的补偿。

背景技术

互感器被用来测量在多种电气设备诸如发电机、输电线路和变压器等中流动的电流和电压。就互感器而言，提供有用来测量电压的电压互感器和用来测量电流的电流互感器。根据用途，互感器分为保护用互感器和测量用互感器。

就电流互感器而言，根据芯的材料，提供有使用铁的铁芯电流互感器、使用空气芯的空芯电流互感器和使用具有气隙的铁芯的气隙电流互感器。根据结构，电流互感器分为绕线式电流互感器(wire-wound current transformer)和套筒式电流互感器(bushing-type current transformer)。在电压互感器的情况下，铁用作芯，并只提供有绕线式电压互感器(wire-wound voltage transformer)。

在互感器中，仅应该减小一次电压或一次电流的大小。然而，由于芯的材料或结构的原因导致误差总是出现。将通过利用互感器的简化等效电路来检查互感器中误差出现的原因。

图1至图3示出了简化等效电路，其中，套筒式电流互感器、绕线式电流互感器和电压互感器被转化到二次侧。图中，R₁、L_m和R分别表示转化到二次侧的一次绕线阻抗、励磁电感和二次阻抗。此外，v₁表示转化到二次侧的一次电压，v₂表示二次电压，i₁表示转化到二次侧的一次电流，i₂表示二次电流，i_m表示励磁电流。

通常，可以认为励磁电感L_m导致了互感器的误差。即，如果L_m小，则i_m增加。因此，在电流互感器的情况下，i₁和i₂之间的差(误差)增加，并且在电压互感器的情况下，按传输的比例的误差(即v₁和v₂之间的差)增加。因此，为了提高电流互感器和电压互感器的准确度，应该建立ωL_m＞＞R。

励磁电感L_m可以通过下面的表达式(1)来表示。

Lm=μoμrAN2l---(1)]]>

这里，μ₀、μ_r、A、N和l分别表示空气的磁导率、介质的磁导率、芯的截面积、线圈匝数和芯的磁路的长度。

传统地，已经通过增加L_m制造出具有高准确度的互感器。为此，使用了如下的方法。

1)增大芯的截面积。

2)使用具有优良磁导率的介质。

3)增加线圈匝数。

4)减小磁路的长度。

即，增大芯的截面积、增加线圈匝数或使用由具有高磁导率的材料形成的芯为提高互感器的精确度的传统方案。然而，在这种情况下，互感器的尺寸增大，并且成本增加。

作为提高电流互感器的准确度的另一尝试，考虑到电流互感器的误差是由激励电流导致的，提供通过利用图4中的表示磁通和激励电流之间的关系的磁滞回线来估算激励电流以补偿误差的方法。即，通过从磁滞曲线中估算激励电流来执行补偿，从而得到准确的一次电流。因此，提高准确度是可能的。