[发明专利]基于电容隔直的单匝交直流合成大电流发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电流互感器直流偏磁或剩磁实验研究的基于电容隔直的单匝交直流合成大电流发生器，属于电力检测技术领域。

背景技术

电流互感器在变电站中起着给后续计量、保护及监控设备提供信号的重要作用，其运行的稳定性是尤为重要的，直流偏磁与各类剩磁都会加剧电流互感器铁心过饱和磁化，从而使得运行中的电流互感器的导磁率下降、实际误差值变大，超出各绕组准确级范围，影响贸易结算公平甚至造成继电保护装置误动。如果电流信号取自受直流偏磁或剩磁影响严重的电流互感器将导致实际运行时的误差增大，因此需要开展相关对电流互感器直流偏磁或剩磁的实验研究，需要能模拟出电流互感器工作过程中一次侧的交直流合成大电流发生装置来满足相关实验研究要求。

目前，对于电流互感器的直流偏磁特性的研究，采用两种方案来模拟一次侧交直流合成电流，第一种方案是交流电流回路和直流电流回路各自同时穿过电流互感器来模拟一次侧带直流偏置的交流大电流；第二种方案是采用任意电流发生装置来产生含有直流分量的工频交流电流模拟电流互感器一次侧波形，上述两种方式均存在不足，具体如下：

第一种方案，交流电流和直流电流同时穿过电流互感器的试验方式仅限于穿心式电流互感器，如图4所示，交流电流和直流电流都通过电流互感器的一次侧，电流互感器铁芯中磁场为交流电流磁场和直流电流磁场的叠加，其叠加效果和一次侧通交直流合成大电流效果一致，符合实验要求，但是现场实际的运行产品一般都是一次导电杆安装好的电流互感器，因此该方案不适于对非穿心式电流互感器类型进行研究，适用范围较窄。

第二种方案，采用任意电流发生装置产生任意电流波形，能够直接连接电流互感器的一次导电杆，进行实验研究，但该方案产生的电流大小有限，制造成本高、设备结构复杂、如果需要产生大电流，其可靠性很难保证，并且设备体积较大。

因此，研发一种交流电流和直流电流合成的单匝大电流发生器是亟待解决的问题，以便对电流互感器进行直流偏磁或剩磁实验。

发明内容

为了克服现有技术中的模拟出电流互感器工作过程中一次侧的交直流合成大电流发生装置存在的问题。本发明提供的交流电流和直流电流合成的单匝大电流发生器，交流电流源回路和直流电流源回路形成交直流叠加的共同支路，采用模块化设计，组装移动方便，便于携带和维护，方便实用，并监控交直流合成大电流发生器的工作状态，保证实验设备的可控性和安全性，以便对电流互感器进行直流偏磁或剩磁实验研究。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于电容隔直的单匝交直流合成大电流发生器，包括用于输出交流大电流的交流电流源和用于输出直流电流的直流电流源，其特征在于：还包括交直流合成装置，所述交直流合成装置包括

隔直电容柜，用于交流电流源回路和直流电流源回路形成交直流叠加的共同支路；

监控与分析单元，用于监控交直流合成装置的工作状态，采集共同支路的电流、电压波形、隔直电容柜的温度值，分析各个监控环节的数据，并能做出相应的保护动作；

所述交流电流源、直流电流源分别与隔直电容柜相连接，形成交直流叠加的共同支路，所述共同支路流经被测电流互感器的一次侧，所述监控与分析单元与隔直电容柜的电流、电压输出端相连接，所述监控与分析单元还与隔直电容柜的温度输出端相连接。

前述的基于电容隔直的单匝交直流合成大电流发生器，其特征在于：所述交流电流源包括调压器和升流器，所述交流电流源通过内部的调压器控制升流器输出交流大电流。

前述的基于电容隔直的单匝交直流合成大电流发生器，其特征在于：所述隔直电容柜包括若干组并联的无极性电容组，每组无极性电容组包括并串联的若干个小容量无极性电容构成。

前述的基于电容隔直的单匝交直流合成大电流发生器，其特征在于：所述监控与分析单元设有智能化监控保护终端，所述智能化监控保护终端包括工控机和多通道数据采集卡，所述多通道数据采集卡采集电流、电压、温度模拟量输出给工控机，并输出驱动升流器的控制信号。

前述的基于电容隔直的单匝交直流合成大电流发生器，其特征在于：所述智能化监控保护终端还设有报警器和自动切除系统电源的开关。