電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置，包括變壓器、直流充電電源以及與ECT試品連接的波形輸出單元；波形輸出單元包括穩(wěn)態(tài)波形輸出單元和暫態(tài)波形輸出單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的一種電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置，能夠?qū)敵龅臅簯B(tài)電壓波形和暫態(tài)電流波形的電流峰值、衰減時間常數(shù)進(jìn)行精確調(diào)整，以滿足不同型號電子式電流互感器試品的檢測要求。
【專利說明】電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電子式電流互感器檢測裝置，具體涉及一種電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電子式電流互感器的暫態(tài)試驗(yàn)包括直接法和等安匝法。直接法通過一個大容量且具備選相合閘功能的電流源進(jìn)行試驗(yàn)，同時試驗(yàn)過程需要滿足一次回路對時間常數(shù)的要求。然而目前尚不具備進(jìn)行長時間的電流互感器大電流暫態(tài)試驗(yàn)設(shè)施；如當(dāng)額定電流為2仏，對稱短路電流為40仏時不能對其進(jìn)行暫態(tài)試驗(yàn)，經(jīng)本發(fā)明人長期大量觀察、研究發(fā)現(xiàn)目前尚無可以滿足特高壓電網(wǎng)電流互感器的暫態(tài)誤差試驗(yàn)要求的現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]電子式電流互感器暫態(tài)試驗(yàn)過程中由于一次電流太大，在產(chǎn)品出廠檢查、試驗(yàn)室檢驗(yàn)和現(xiàn)場交接環(huán)境下的檢查難于直接產(chǎn)生穩(wěn)定的一次額定試驗(yàn)電流。因此采用一次導(dǎo)體均繞等安匝的方法，用軟導(dǎo)線在試品線圈沿圓周方向均勻繞制數(shù)匝線圈，作為一次等安匝線圈，使單匝較小電流通過等安匝即能產(chǎn)生等效的一次大電流作為試驗(yàn)電源。等安匝法適用于大電流互感器生的出廠試驗(yàn)、大容量613配套電流互感器現(xiàn)場交接試驗(yàn)和以八的現(xiàn)場校驗(yàn)，但是，在采用等安匝法進(jìn)行電流互感器誤差試驗(yàn)過程中，其測量誤差與直接法的測量誤差存在偏差。
[0004]分析直接法和等安匝法可知，其試驗(yàn)偏差均是由于計量級和測量級的電流互感器引起的；計量級和測量級電流互感器的鐵芯磁密取值高于保護(hù)級電流互感器，且鐵芯截面積也更小。在電子式電流互感器實(shí)際運(yùn)行時，一次母線置于電流互感器中心位置，一次電流產(chǎn)生的磁場在鐵芯內(nèi)部分布較均勻，誤差性能滿足設(shè)計要求。在采用等安匝法進(jìn)行等效誤差試驗(yàn)時，雖然多匝一次導(dǎo)線在繞組圓周上均等分布，其產(chǎn)生的磁場整體上分段均勻，但在每匝線圈平面附近的磁場最強(qiáng)，造成其對應(yīng)的鐵芯局部的磁密增高，甚至出現(xiàn)局部磁飽和，鐵損增加，一次勵磁電流加大，最終造成電流互感器誤差也相應(yīng)出現(xiàn)偏差。因此通過適當(dāng)增加電流互感器鐵芯截面、減小磁密取值、增加屏蔽繞組、優(yōu)化一次導(dǎo)線布置等改進(jìn)措施改善直接法與等安匝法的不等效問題。
[0005]電子式電流互感器合成試驗(yàn)除了采用等安匝方法實(shí)現(xiàn)一次大電流輸出外，還要進(jìn)行穩(wěn)態(tài)工頻電流和直流暫態(tài)電流的合成，輸出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的故障電流；因此，提供一種能夠?qū)﹄娮邮诫娏骰ジ衅鞯臅簯B(tài)電流峰值、衰減時間常數(shù)等重要參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)整的暫態(tài)特性檢測裝置顯得尤為重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本實(shí)用新型提供了一種電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置，所述裝置包括變壓器、直流充電電源以及與￡(:1試品連接的波形輸出單元；所述波形輸出單元包括穩(wěn)態(tài)波形輸出單元和暫態(tài)波形輸出單元。
[0007]優(yōu)選的，所述穩(wěn)態(tài)波形輸出單元接入所述￡(:1試品的工頻分量回路，向所述工頻分量回路輸出交流電壓波形和交流電流波形；
[0008]所述暫態(tài)波形輸出單元接入所述2(^1試品的暫態(tài)分量回路，向所述暫態(tài)分量回路輸出暫態(tài)電壓波形和暫態(tài)電流波形；
[0009]優(yōu)選的，所述穩(wěn)態(tài)波形輸出單元包括與所述變壓器連接的升流器單元；所述升流器單元的一個輸出端直接接入所述2(^1試品的工頻分量回路，另一端依次通過雙向可控硅、電流傳感器和低感分流器接入所述工頻分量回路；
[0010]所述升流器單元包括與所述變壓器連接的調(diào)壓器，以及連接于所述調(diào)壓器和升流器之間的補(bǔ)償電容；
[0011]優(yōu)選的，所述暫態(tài)波形輸出單元包括連接于所述直流充電電源的正極端的充電晶閘管、雙擲開關(guān)、放電晶閘管、可調(diào)電阻和可調(diào)電感；低感分流器與所述直流充電電源的負(fù)極端連接；
[0012]優(yōu)選的，所述直流充電電源兩端反向并聯(lián)有續(xù)流二極管；所述續(xù)流二極管的一端連接于所述放電晶閘管和可調(diào)電阻之間，另一端連接于所述直流充電電源的負(fù)極端和低感分流器之間；
[0013]優(yōu)選的，所述充電晶閘管、雙擲開關(guān)和放電晶閘管的數(shù)目均為2 ；—個所述充電晶閘管、雙擲開關(guān)和放電晶閘管的串聯(lián)支路連接于所述直流充電電源的正極端與所述可調(diào)電阻之間；另一個所述充電晶閘管、雙擲開關(guān)和放電晶閘管的串聯(lián)支路也連接于所述直流充電電源的正極端與所述可調(diào)電阻之間；
[0014]優(yōu)選的，所述雙擲開關(guān)分別通過儲能電容連接于所述直流充電電源的負(fù)極端和低感分流器之間；
[0015]當(dāng)所述充電晶閘管通過所述雙擲開關(guān)與所述儲能電容連接時，所述直流充電電源、充電晶閘管和儲能電容組成充電電流回路，對所述儲能電容進(jìn)行充電；
[0016]當(dāng)所述放電晶閘管通過所述雙擲開關(guān)與所述儲能電容連接時，所述放電晶閘管、儲能電容和所述續(xù)流二極管組成放電電流回路，所述儲能電容放電。
[0017]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)異效果是:
[0018]1、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，采用直流充電電源向儲能電容充電，通過控制直流電源的大小，從而控制暫態(tài)波形輸出單元輸出的暫態(tài)電流的大??；
[0019]2、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，在直流充電電源的兩端反向并聯(lián)一個續(xù)流二極管，使得在暫態(tài)電壓波形中的電壓過零極性反轉(zhuǎn)時，正向?qū)ㄔ摾m(xù)流二極管，諧振在電壓過零點(diǎn)停止，從而暫態(tài)電流波形和暫態(tài)電壓波形均符合試驗(yàn)要求；
[0020]3、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，采用雙擲開關(guān)控制充電晶閘管和放電晶閘管的導(dǎo)通或斷開，從而實(shí)現(xiàn)暫態(tài)電流波形和暫態(tài)電壓波形的合成控制；
[0021]4、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，分別采用兩個充放電晶閘管，能夠?qū)崿F(xiàn)電子式電流互感器大電流合成試驗(yàn)的重合閘控制；
[0022]5、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，采用可調(diào)電阻和可調(diào)電感對穩(wěn)態(tài)電壓波形、穩(wěn)態(tài)電流波形、暫態(tài)電流波形和暫態(tài)電壓波形進(jìn)行精確調(diào)整；
[0023]6、本實(shí)用新型技術(shù)方案中，采用升流器可以將從變壓器得到的電流進(jìn)行升流，每個升流器單獨(dú)可輸出達(dá)數(shù)百安培電流，多個升流器組合起來可以輸出大電流滿足監(jiān)測裝置的需要
[0024]7、本發(fā)明技術(shù)方案中，采用雙向可控硅可以實(shí)現(xiàn)對穩(wěn)態(tài)波形中交流電流進(jìn)行導(dǎo)通。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0026]圖1是:本實(shí)用新型實(shí)施例中一種電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2是:圖1中暫態(tài)波形輸出單元結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖3是:圖1中續(xù)流二極管05的工作原理圖；
[0029]圖4是:圖1中續(xù)流二極管05閉鎖時儲能電容器放電的諧振波形圖；
[0030]圖5是:圖4所示諧振波形圖的局部放大圖；
[0031]圖6是:圖1中續(xù)流二極管05導(dǎo)通時儲能電容器放電的諧振波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0033]本實(shí)施例中提供的電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述檢測裝置包括控制器單元、變壓器、直流充電電源和波形輸出單元；
[0034]1、如圖1所示，波形輸出單元包括穩(wěn)態(tài)波形輸出單元和暫態(tài)波形輸出單元；穩(wěn)態(tài)波形輸出單元連接于變壓器和2(^1試品的工頻分量回路，向工頻分量回路輸出交流電壓波形和交流電流波形；暫態(tài)波形輸出單元連接于直流充電電源和2(^1'試品的暫態(tài)分量回路，向暫態(tài)分量回路輸出暫態(tài)電壓波形和暫態(tài)電流波形；
[0035](1)穩(wěn)態(tài)波形輸出單元；
[0036]如圖所示穩(wěn)態(tài)波形輸出單元包括升流器單元、雙向可控硅、電流傳感器和低感分流器[2 ；升流器單元的調(diào)壓器與變壓器二次側(cè)繞組連接，補(bǔ)償電容連接于調(diào)壓器與升流器之間；
[0037](2)暫態(tài)波形輸出單元；
[0038]①:如圖2所示暫態(tài)波形輸出單元連接于直流充電電源和試品之間，包括:充電晶閘管01和02，放電晶閘管03和04，續(xù)流二極管05，雙擲開關(guān)1(1和1(2，儲能電容和02可調(diào)電阻，可調(diào)電感和低感分流器；
[0039]充電晶閘管01、雙擲開關(guān)1(1、放電晶閘管03、可調(diào)電阻和可調(diào)電感依次連接于直流充電電源的正極端與試品之間；充電晶閘管02、雙擲開關(guān)1(2、放電晶閘管04、可調(diào)電阻和可調(diào)電感同樣依次連接于直流充電電源的正極端與￡(:1試品之間；
[0040]續(xù)流二極管05反向并聯(lián)在直流充電電源兩端，續(xù)流二極管05的反向端分別與放電晶閘管的反向端連接，續(xù)流二極管05的正向端與直流充電電源的負(fù)極端連接；
[0041]雙擲開關(guān)1(1和1(2分別通過儲能電容和02連接于直流充電電源與低感分流器之間。
[0042]②:暫態(tài)波形輸出單元包括充電電流回路和放電電流回路，具體為:
[0043]當(dāng)雙擲開關(guān)1(1與充電晶閘管01連接，雙擲開關(guān)1(2與充電晶閘管02連接，此時直流充電電源、充電晶閘管、雙擲開關(guān)和儲能電容組成充電電流回路，對儲能電容進(jìn)行充電；
[0044]當(dāng)雙擲開關(guān)1(1與放電晶閘管03連接，雙擲開關(guān)1(2與放電晶閘管04連接，此時放電晶閘管、雙擲開關(guān)、儲能電容和續(xù)流二極管組成充電電流回路，儲能電容進(jìn)行放電；
[0045]圖3示出了續(xù)流二極管05在放電電流回路中的工作原理，其中續(xù)流二極管05的作用包括:
[0046](1)、當(dāng)暫態(tài)波形輸出單元為放電電流回路狀態(tài)時，向電路中續(xù)流，保護(hù)電路中的電子器件。
[0047](2)、當(dāng)暫態(tài)波形輸出單元為放電電流回路狀態(tài)時，續(xù)流二極管05在暫態(tài)電壓波形的電壓過零極性反轉(zhuǎn)時正向?qū)?，從而使得在電壓過零點(diǎn)時諧振停止，放電電流呈指數(shù)衰減，滿足暫態(tài)電壓波形的輸出要求；
[0048]①、圖2中雙擲開關(guān)1(包括雙擲開關(guān)1(1和1(2，儲能電容0包括儲能電容和02 ；當(dāng)雙擲開關(guān)X與放電晶閘管連接時，儲能電容、可調(diào)電阻町、可調(diào)電感[構(gòu)成典型的二階電路，由于可調(diào)電阻為毫歐級電阻，因此該二階電路為欠阻尼二階電路；圖4示出了儲能電容向可調(diào)電阻和可調(diào)電感放電，波形輸出單元輸出的暫態(tài)電壓波形和暫態(tài)電流波形，由于81(: 二階電路為欠阻尼二階電路，所以上述兩個波形均逐步衰減；
[0049]②、圖4所示的暫態(tài)電壓波形和暫態(tài)電流波形不符合本實(shí)施例試驗(yàn)的波形輸出要求，其暫態(tài)電壓波形和暫態(tài)電流波形的第一個峰值后的波形振蕩時間長、穩(wěn)定性差；在實(shí)際電子式電流互感器大電流合成試驗(yàn)中，依據(jù)不同電壓等級的電子式電流互感器設(shè)定第一個峰值的大小和第一個峰值后的波形時間長度。通過圖5可以確定暫態(tài)電壓波形的電壓過零點(diǎn)時，暫態(tài)電流波形的諧振電流達(dá)到最大值，若此時讓諧振停止，放電電流就會以一定的時間常數(shù)呈指數(shù)衰減，則暫態(tài)電流波形符合試驗(yàn)要求；
[0050]在暫態(tài)電壓波形的電壓過零極性反轉(zhuǎn)時，正向?qū)ɡm(xù)流二極管05，儲能電容被短路，破壞諧振條件，使諧振在電壓過零點(diǎn)停止，此時二階電路轉(zhuǎn)變?yōu)榇艘浑A電路，如圖6所示，暫態(tài)電流波形在電流達(dá)到最大值后按照此一階電路的零輸入響應(yīng)衰減，該暫態(tài)電流波形即符合試驗(yàn)要求；
[0051]其中，諧振電流指的是儲能電容釋放的放電電流。
[0052]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:所描述的實(shí)施例僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電子式電流互感器的大電流暫態(tài)特性檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括變壓器、直流充電電源以及與ECT試品連接的波形輸出單元；所述波形輸出單元包括穩(wěn)態(tài)波形輸出單元和暫態(tài)波形輸出單元； 所述穩(wěn)態(tài)波形輸出單元包括與所述變壓器連接的升流器單元；所述升流器單元的一個輸出端直接接入所述ECT試品的工頻分量回路，另一端依次通過雙向可控硅、電流傳感器和低感分流器接入所述工頻分量回路； 所述升流器單元包括與所述變壓器連接的調(diào)壓器，以及連接于所述調(diào)壓器和升流器之間的補(bǔ)償電容； 所述暫態(tài)波形輸出單元包括連接于所述直流充電電源的正極端的充電晶閘管、雙擲開關(guān)、放電晶閘管、可調(diào)電阻和可調(diào)電感；低感分流器與所述直流充電電源的負(fù)極端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述穩(wěn)態(tài)波形輸出單元接入所述ECT試品的工頻分量回路，向所述工頻分量回路輸出交流電壓波形和交流電流波形； 所述暫態(tài)波形輸出單元接入所述ECT試品的暫態(tài)分量回路，向所述暫態(tài)分量回路輸出暫態(tài)電壓波形和暫態(tài)電流波形。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述直流充電電源兩端反向并聯(lián)有續(xù)流二極管；所述續(xù)流二極管的一端連接于所述放電晶閘管和可調(diào)電阻之間，另一端連接于所述直流充電電源的負(fù)極端和低感分流器之間。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述充電晶閘管、雙擲開關(guān)和放電晶閘管的數(shù)目均為2 ;—個所述充電晶閘管、雙擲開關(guān)和放電晶閘管的串聯(lián)支路連接于所述直流充電電源的正極端與所述可調(diào)電阻之間；另一個所述充電晶閘管、雙擲開關(guān)和放電晶閘管的串聯(lián)支路也連接于所述直流充電電源的正極端與所述可調(diào)電阻之間。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測裝置，其特征在于，所述雙擲開關(guān)分別通過儲能電容連接于所述直流充電電源的負(fù)極端和低感分流器之間； 當(dāng)所述充電晶閘管通過所述雙擲開關(guān)與所述儲能電容連接時，所述直流充電電源、充電晶閘管和儲能電容組成充電電流回路，對所述儲能電容進(jìn)行充電； 當(dāng)所述放電晶閘管通過所述雙擲開關(guān)與所述儲能電容連接時，所述放電晶閘管、儲能電容和續(xù)流二極管組成放電電流回路，所述儲能電容放電。
【文檔編號】G01R35/02GK204116588SQ201420465980
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】汪本進(jìn), 徐思恩, 吳士普, 邱進(jìn), 王曉琪, 余春雨, 毛安瀾, 馮宇, 杜硯, 李璿, 王玲, 陳曉明, 陳江波, 李輝, 許晶, 何妍, 周翠娟, 朱絲絲, 金逸, 袁宇波, 卜強(qiáng)生 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司