[发明专利]一种宽频、宽量程电流互感器及其无源误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种宽频、宽量程电流互感器及其无源误差补偿方法，涉及电流互感器，其技术方案要点是：主铁芯，所述主铁芯上绕制有一次绕组和二次绕组；补偿铁芯，所述补偿铁芯上绕制有补偿绕组；所述主铁芯与所述补偿铁芯通过所述补偿绕组连接，使得所述一次绕组、二次绕组以及补偿绕组所产生的磁通交链在一起实现对所述主铁芯的无源误差补偿；其中，所述补偿绕组与所述二次绕组并联。本发明通过外置补偿铁芯以及在补偿铁芯上绕制补偿绕组，弥补因电流互感器主铁芯需要消耗励磁电流所带来的二次绕组的电流减小，从而实现无源误差补偿，有效地拓宽了互感器的量程和频带，达到宽频、宽量程电流互感器的效果。

技术领域

本发明涉及一种电流互感器，更具体地说，它涉及一种宽频、宽量程电流互感器及其无源误差补偿方法。

背景技术

电流互感器的测量误差与电流互感器二次绕组的匝数、铁芯横截面面积、平均磁路长度、二次负载、二次绕组漏抗、铁芯磁导率以及互感器的工作点都有密切关系。测量精度与二次绕组匝数的平方、铁芯横截面面积、铁芯导磁率均成反比；与平均磁路的长度、二次负载、二次绕组漏抗均成正比。因此，为针对实际需要，现有技术往往是通过改善电流互感器的结构参数，从而达到提高电流互感器测量精度的目的。

上述改善电流互感器结构和参数的方式在电流互感器一次电流有效值变化范围较小以及工频状态时，可以有效地提高电流互感器的测量精度，但是在一次电流有效值较大或较小、且含有多种谐波成份时，即使利用上述方式也很难保证电流互感器的测量精度。其主要原因在于上述方式都是根据电流互感器处在某个特定的工作点进行参数设计的，而且所有设计的参数都是固定不变的，当电流互感器的工作点变化较大时，预先设计的参数不能跟踪变化，因此，在这种情况下，上述方式将不能有效提高电流互感器的误差测量精度。

为此本申请提出补偿参数有效值变化范围大的电流互感器，从而实现拓展电流互感器频带和量程，达到宽频、宽量程电流互感器的效果。

发明内容

为解决现有技术的不足之处，本发明的目的是，提供一种宽频、宽量程电流互感器及其无源误差补偿方法，通过外置补偿铁芯以及在补偿铁芯上绕制补偿绕组，弥补因电流互感器主铁芯需要消耗励磁电流所带来的二次绕组的电流减小，从而实现无源误差补偿，有效地拓宽了互感器的量程和频带，达到宽频、宽量程电流互感器的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

如图1所示，本申请提供了一种宽频、宽量程电流互感器，包括：

主铁芯，所述主铁芯上绕制有一次绕组和二次绕组；

补偿铁芯，所述补偿铁芯上绕制有补偿绕组；

所述主铁芯与所述补偿铁芯通过所述补偿绕组连接，使得所述一次绕组、二次绕组以及补偿绕组所产生的磁通交链在一起实现对所述主铁芯的无源误差补偿；其中，所述补偿绕组与所述二次绕组并联。

在一种实施方案中，所述主铁芯包括第一铁芯和第二铁芯，由所述第一铁芯和第二铁芯堆叠形成所述主铁芯，所述第一铁芯为由纳米晶材料制成的环形铁芯或叠片铁芯，所述第二铁芯由冷轧硅钢片制成的环形铁芯或叠片铁芯，所述补偿铁芯由冷轧硅钢片制成的环形铁芯或叠片铁芯。

在一种实施方案中，在第一铁芯和第二铁芯为叠片铁芯时，所述叠片铁芯的截面高度大于截面宽度；

在第一铁芯和第二铁芯为环形铁芯时，所述环形铁芯的截面高度为大于等于1.5倍截面宽度且小于等于2倍截面宽度。

在一种实施方案中，所述一次绕组为单匝线圈，所述二次绕组与补偿绕组的匝数之比的比值为1.2。

在一种实施方案中，所述补偿铁芯上还绕制有短路匝绕组，用于补偿电流互感器的主铁芯的角差。