[发明专利]基于交直流标准的电流互感器耐直流性能检测方法

说明书

 

技术领域    

    本发明涉及一种基于交直流标准的电流互感器耐直流性能检测方法，属电流互感器检测技术领域。

背景技术    

运行中的电流互感器出现强剩磁的一种可能是一次电流中有直流分量，使铁芯磁饱和，导致铁芯的等效导磁率减小，误差将显著地向负反向移动。直流分量对电流互感器误差的影响可以通过电流互感器在半波电流下的变换误差进行研究。目前国内外用于电流互感器的检测设备均为正弦波交流型，无法对电流互感器在半波电流下的变换误差进行检测。研究一种基于交直流标准的电流互感器耐直流性能检测方法对改变上述局面，具有重要意义。

发明内容    

本发明的目的是：为了解决检测电流互感器耐直流性能时缺乏技术手段的问题，本发明公开一种基于交直流标准的电流互感器耐直流性能检测方法。

本发明的技术方案是，本发明采用交直流标准电流互感器（0.05级）、升流器、电压采样电路、二极管、四端精密电阻及连接线构成的电路对基于交直流标准的电流互感器耐直流性能进行检测。

检测电流互感器在半波电流下变换误差时，使用2只正向导通电流大于电流互感器额定电流的二极管一正一反分别串联，形成一个正半波电流通过被试电流互感器TA_x，另一个负半波电流直接返回升流器，用以保证普通交流升流器处于正弦波状态下工作。采用交直流标准电流互感器TA₀， TA_x与TA₀的一次及二次极性端相连，形成比较回路。R₀、R₁、R₂电流取样（0.05级）四端精密电阻（见图1）。其原理为：依据JJG313-2010《测量用电流互感器检定规程》中电流互感器误差检定电路检测方法（测差法），按被试电流互感器额定电流比（一次电流/二次电流）选择对应电流比的交直流标准电流互感器TA₀。

因为，                                                

所以，

令： 则试品TA_x的比值差：

由于耐直流电流互感器的相位差比较大(δ≈9°)，不符合δ≈sinδ的近似计算条件（δ＜2°），不能采用传统的相位差测量及计算方法。因此，在测量相位差时，依据检定规程对相位差δ的定义，采用通过数字滤波检测U_O和-U_X电压过零时间，读取U_O和-U_X电压时间过零差值ΔT(单位ms)。 

设电流频率为F（单位Hz），则周期为T=1000/F（单位ms），一周的相位为φ=360°×60′=21600′，相位差为δ（单位为′），则ΔT与相位差δ的关系：

由于ΔT/T=δ/φ，则δ=φ×ΔT/T=21600×ΔT×F/1000=21.6×F×ΔT（′）；

当F=50Hz时，δ=21.6×F×ΔT =21.6×50×ΔT=1080×ΔT（′）；

当F=60Hz时，δ=21.6×F×ΔT =21.6×60×ΔT=1296×ΔT（′）；

依据JJG313-2010《测量用电流互感器检定规程》对相位差δ的定义：一次电流相量与二次电流相量的相位差。相量方向以理想电流互感器的相位差为零来决定，当与U_x相量超前U₀相量时，相位差为正，反之为负。

由于标准电流互感器的额定二次负荷为：S=5VA/2.5VA；cosφ＝1。即标准电流互感器在二次负荷2.5VA≤S≤5VA范围内运行时，方能保证其准确度。则：

因为，   

所以，  

考虑到还有其他导线电阻及压接电阻，故取。

本发明基于交直流标准的电流互感器耐直流性能检测方法包括电流互感器比值差检测和相位差检测。

    电流互感器比值差和相位差检测的测试步骤如下：

（1）按被试电流互感器额定电流比（一次电流/二次电流）选择对应电流比的交直流标准电流互感器TA₀；

（2）按电流互感器耐直流性能检测方法接线方式进行接线；