專利名稱：：測量用電流互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)中電流測量用的電流互感器。(二)
背景技術(shù)：
：電流互感器是將一次系統(tǒng)的電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備，將一次系統(tǒng)的大電流變換為二次側(cè)的小電流(標(biāo)準(zhǔn)值)，使測量、計(jì)量儀表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對二次設(shè)備的絕緣要求；將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。儀表保安系數(shù)與精確度是相互制約的兩個(gè)因數(shù)。在正常工作的條件下，其二次電流與一次電流成正比，而且在連接方向正確時(shí)，二次電流對一次電流相位差接近于零。電流互感器測量繞組在正常的工作條件下應(yīng)符合規(guī)定的準(zhǔn)確級，以保證測量的準(zhǔn)確性，然而電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障或操作時(shí)常常會出現(xiàn)過電流，這樣流過互感器一次側(cè)的電流就很大，往往是額定電流的幾倍到幾十倍，過大的一次電流會迅速傳遞到二次側(cè)儀表，容易燒壞儀表。在這樣的情況下，希望測量用電流互感器二次電流不再嚴(yán)格地按正常的比例增加，以避免二次回路所接的儀器、儀表在受到大電流沖擊時(shí)而損壞，因此對測量用電流互感器提出儀表保安系數(shù)(Fs)的要求。[0003]儀表保安系數(shù)(Fs)是指儀表保安系數(shù)電流與額定一次電流之比。儀表保安系數(shù)電流則指測量用電流互感器在額定二次負(fù)荷下，其復(fù)合誤差不小于10%的最小一次電流值。這意味著，在儀表保安系數(shù)電流下的復(fù)合誤差越大越好。通常儀表保安系數(shù)要求的大小取決于二次儀表的過載能力，隨著儀表測量精度的提高，儀表過載能力降低，因而要求互感器的儀表保安系數(shù)系數(shù)也要小。在IEC和GB1208-2006均規(guī)定儀表保安系數(shù)系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為5、10，在工程上一般取5。對于FslO要求的測量級，一般可取常用取向硅鋼片帶做鐵芯，通過適當(dāng)提高鐵芯磁通密度和采用一定誤差補(bǔ)償來同時(shí)滿足Fs和測量準(zhǔn)確級的要求，但是對于Fs5上述做法已經(jīng)無法滿足需要。如果選用昂貴的坡莫合金，互感器準(zhǔn)確度可以做到0.2s，0.2s，則可滿足Fs或更小的值。但是這種方法成本過高，且對于安匝數(shù)適應(yīng)于如600-1200安匝，在一定范圍內(nèi)是可以滿足要求，但是對磁路長，如LR-750，外徑尺寸大約1000mm互感器，又如變比比較特殊(如100/5，IOO安匝的)，為保證精度求，勢必增加鐵芯截面，即使使用昂貴的坡莫合金，也無法滿足儀表保安系數(shù)要求。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述技術(shù)問題的不足，本實(shí)用新型提供一種高精度，低儀表保安系數(shù)的測量用電流互感器。本實(shí)用新型的目的還在于對已經(jīng)生產(chǎn)的電流互感器進(jìn)行改進(jìn)，使得原來儀表保安系數(shù)高的產(chǎn)品改造成為低儀表保安系數(shù)產(chǎn)品，保證用戶使用的儀表的安全。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是測量用電流互感器，包括一次繞組、二次繞組和鐵芯，二次繞組連接儀表，所述的電流互感器的二次繞組上并聯(lián)連接一個(gè)飽和電抗器。在電流互感器以正常一次電流工作時(shí)，電抗器繞組不飽和，當(dāng)一次短路時(shí)，電流互感器的二次繞組，也就是電抗器的一次繞組，電流比較大，鐵芯快速飽和，在飽和時(shí)，飽和電抗器勵(lì)磁阻抗很小，二次電流大部分被電抗器所分流，而輸出到負(fù)荷的電流很小，所以快速限制電流互感器的二次電流，滿足Fs5的要求。電抗器并聯(lián)連接在二次繞組附近或儀表的控制室內(nèi)。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，既可以將其放置在電流互感器二次繞組附近，也可以放置在儀表的控制室里。根據(jù)實(shí)際需要，可以做成干式或者環(huán)氧澆注電流互感器。因?yàn)槌叽巛^小，所以總體成本很少。鐵芯采用硅鋼片鐵芯或超微晶鐵芯。硅鋼片為鐵芯常用的材料，從互感器設(shè)計(jì)原理上，滿足一定儀表保安系數(shù)的要求測量用電流互感器的鐵芯材料要求初始導(dǎo)磁率高而飽和磁密又低。目前滿足這種要求的材料有鐵鎳合金鋼片(稱坡莫合金)及鐵基納米晶合金(超微晶合金)。但是坡莫合金材質(zhì)較軟，對應(yīng)力特別敏感，而且價(jià)格昂貴，不被采用。通常我們都是選用價(jià)格相對降低超微晶合金來做產(chǎn)品，互感器準(zhǔn)確度可以做到0.2s，0.2s，而其則可滿足Fs或更小的值。本實(shí)用新型的有益效果在于在電流互感器的二次繞組上并聯(lián)連接一飽和電抗器，在電流大于額定電流時(shí)快速飽和，分流大部分電流從而保護(hù)連接在二次繞組上的儀表，解決了儀表保安系數(shù)設(shè)計(jì)問題，同時(shí)對已經(jīng)出廠的產(chǎn)品都可以對其進(jìn)行改進(jìn)，滿足用戶對參數(shù)要求，具有很高的實(shí)用價(jià)值。圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2是本實(shí)用新型等值電路圖；[0015]圖3是本實(shí)用新型等值電路的向量圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0017]如圖1所示，測量用電流互感器，包括一次繞組1、二次繞組2和鐵芯，二次繞組連接儀表，二次繞組上并聯(lián)連接一個(gè)飽和電抗器3，電抗器并聯(lián)連接在二次繞組附近或儀表的控制室內(nèi)。鐵芯采用硅鋼片鐵芯或超微晶鐵芯。電抗器的誤差計(jì)算和主互感器一樣，只是其二次內(nèi)阻為0，由圖2、圖3很直觀地看出，整個(gè)互感器的比差為飽和電抗器的比差和主互感器的比差之和，整個(gè)互感器的相位差為飽和電抗器的相位差和主互感器的相位差之和。實(shí)施例(一)用戶要求型號LR-550電流比1000/5額定二次負(fù)載30VA[0022]準(zhǔn)確級0.5級儀表保安系數(shù)FS《5[0023]內(nèi)徑極限尺寸小520外徑極限尺寸小740采用30ZH120做鐵芯時(shí)，選定鐵芯尺寸為①540/O720X30;二次導(dǎo)線用1.6/1.0繞，其中補(bǔ)償后的誤差計(jì)算結(jié)果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>[0050]并上飽和電抗器飽和電抗器端最大電壓E=B*N*S/45=13V，再增加電壓，這時(shí)候，鐵芯已經(jīng)深度飽和，在深度飽和的磁場強(qiáng)度下，單位勵(lì)磁安匝數(shù)非常大，其復(fù)合誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10%，故滿足儀表保安系數(shù)系數(shù)Fs《5。B2方案用硅鋼片30ZH120鐵芯材料，選定鐵芯尺寸為①900/①1000X90;二次導(dǎo)線用1.6/1.0繞，其補(bǔ)償后的誤差計(jì)算如見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>復(fù)合誤差測試<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>[0056]二次負(fù)荷<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>[0057]二次極限感應(yīng)電勢<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>[0058]二次加電壓47V，實(shí)測電流為0.11A復(fù)合誤差為0.11/(5*5)=0.44%不大于10%所以Fs5不合格。并上飽和電抗器后的測試誤差見下表1250/50.230VA\^流負(fù)荷VA^\5%20%100%120%30f(%)-O.50-0.15-O.08-O.08S2211547.5f(%)-0.05-0.02-O.03-O.02s14632并上飽和電抗器飽和電抗器端最大電壓E=B*N*S/45=13V，再增加電壓，這時(shí)候，鐵芯已經(jīng)深度飽和，在深度飽和的磁場強(qiáng)度下，單位勵(lì)磁安匝數(shù)非常大，其復(fù)合誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10%，故滿足儀表保安系數(shù)系數(shù)Fs《5。B1和B2二種方案經(jīng)濟(jì)性比較基本參數(shù)Bl超微晶B2硅鋼片30ZH120鐵芯成本15.77*130=2050元97.6*35=3416元銅材成本1.6*35=56元1.9*35=66.5元總成本2106元3483銅線按35元/kg計(jì)算，硅鋼片按35元/kg，超微晶鐵芯按130元計(jì)算。從上面可以看出，實(shí)際設(shè)計(jì)產(chǎn)品可以通過兩種方案比較，選擇最佳方案達(dá)到降低成本，節(jié)省材料的目的。本例中主鐵芯使用超微晶比使用硅鋼要便宜1377元。[0067]實(shí)施例(三)[0068]用戶要求型號LR-20電流比4000/5額定二次負(fù)載30VA[0070]準(zhǔn)確級O.2級儀表保安系數(shù)FS《5[0071]內(nèi)徑極限尺寸小200外徑極限尺寸小350采用30ZH120鐵芯材料，選定鐵芯尺寸為①235/①315X10;二次導(dǎo)線用1.8繞，其中補(bǔ)償后的誤差計(jì)算結(jié)果見下表[0073]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>復(fù)合誤差測試RCT(75。C)=1.1Q二次負(fù)荷0.96+0.72j二次極限感應(yīng)電勢E2=Fs*I2n*Z2=5*5*2.36=55V二次加電壓55V，實(shí)測電流為0.02A復(fù)合誤差為0.02/5*5=0.08%不大于10%所以Fs5不合格。并上飽和電抗器后的測試誤差見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>[0082]并上飽和電抗器、飽和電抗器端最大電壓E=B*N*S/45=13V，再增加電壓，這時(shí)候，鐵芯已經(jīng)深度飽和，在深度飽和的磁場強(qiáng)度下，單位勵(lì)磁安匝數(shù)非常大，其復(fù)合誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10X，故滿足儀表保安系數(shù)系數(shù)Fs《5。實(shí)測結(jié)果也和上面設(shè)計(jì)的結(jié)果一致，基本上不會影響到主互感器的誤差，飽和電抗器并在互感器外邊使用起來也很方便，不僅可以解決電流互感器生產(chǎn)中，儀表保安系數(shù)系數(shù)設(shè)計(jì)問題，同時(shí)對已經(jīng)出廠的產(chǎn)品都可以對其進(jìn)行改進(jìn)，滿足用戶對參數(shù)要求，具有很高的實(shí)用價(jià)值。權(quán)利要求測量用電流互感器，包括一次繞組、二次繞組和鐵芯，二次繞組連接儀表，其特征在于所述的電流互感器的二次繞組上并聯(lián)連接一個(gè)飽和電抗器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量用電流互感器，其特征在于所述的電抗器并聯(lián)連接在二次繞組附近或儀表的控制室內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量用電流互感器，其特征在于所述鐵芯采用硅鋼片鐵芯或超微晶鐵芯。專利摘要本實(shí)用新型涉及測量用電流互感器，包括一次繞組、二次繞組和鐵芯，二次繞組連接儀表，在電流互感器的二次繞組上并聯(lián)連接一個(gè)飽和電抗器。飽和電抗器在電流大于額定電流時(shí)快速飽和，分流大部分電流從而保護(hù)連接在二次繞組上的儀表，解決了儀表保安系數(shù)設(shè)計(jì)問題，同時(shí)對已經(jīng)出廠的產(chǎn)品也可以對其進(jìn)行改進(jìn)，滿足用戶對參數(shù)要求，具有很高的實(shí)用價(jià)值。文檔編號H01F38/32GK201465791SQ20092011792公開日2010年5月12日申請日期2009年4月13日優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日發(fā)明者單軍申請人:王義明