[发明专利]一种电子式电流互感器大电流合成的暂态波形电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种暂态波形合成电路，具体涉及一种电子式电流互感器大电流合成的暂态波形电路。

背景技术

电子式电流互感器的暂态试验包括直接法和等安匝法。直接法通过一个大容量且具备选相合闸功能的电流源进行试验，同时试验过程需要满足一次回路对时间常数的要求。然而目前尚不具备进行长时间的电流互感器大电流暂态试验设施；如当额定电流为2kA，对称短路电流为40kA时不能对其进行暂态试验，经本发明人长期大量观察、研究发现目前尚无可以满足特高压电网电流互感器的暂态误差试验要求的现有技术。

电子式电流互感器暂态试验过程中由于一次电流太大，在产品出厂检查、试验室检验和现场交接环境下的检查难于直接产生稳定的一次额定试验电流。因此采用一次导体均绕等安匝的方法，用软导线在试品线圈沿圆周方向均匀绕制数匝线圈，作为一次等安匝线圈，使单匝较小电流通过等安匝即能产生等效的一次大电流作为试验电源。等安匝法适用于大电流互感器生的出厂试验、大容量GIS配套电流互感器现场交接试验和GTA的现场校验，但是，在采用等安匝法进行电流互感器误差试验过程中，其测量误差与直接法的测量误差存在偏差。

分析直接法和等安匝法可知，其试验偏差均是由于计量级和测量级的电流互感器引起的；计量级和测量级电流互感器的铁芯磁密取值高于保护级电流互感器，且铁芯截面积也更小。在电子式电流互感器实际运行时，一次母线置于电流互感器中心位置，一次电流产生的磁场在铁芯内部分布较均匀，误差性能满足设计要求。在采用等安匝法进行等效误差试验时，虽然多匝一次导线在绕组圆周上均等分布，其产生的磁场整体上分段均匀，但在每匝线圈平面附近的磁场最强，造成其对应的铁芯局部的磁密增高，甚至出现局部磁饱和，铁损增加，一次励磁电流加大，最终造成电流互感器误差也相应出现偏差。因此通过适当增加电流互感器铁芯截面、减小磁密取值、增加屏蔽绕组、优化一次导线布置等改进措施改善直接法与等安匝法的不等效问题。

电子式电流互感器合成试验除了采用等安匝方法实现一次大电流输出外，还要进行稳态工频电流和直流暂态电流的合成，以输出符合标准要求的故障电流。因此，需要提供一种能够对电子式电流互感器的暂态电流峰值、衰减时间常数等重要参数进行精确调整，以输出满足电子式电流互感器合成试验暂态要求的波形产生电路。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种电子式电流互感器大电流合成的暂态波形电路，所述电路包括控制器单元，所述电路包括直流充电电源以及与ECT试品连接的波形输出单元；

所述控制器单元包括充电控制模块、放电控制模块、波形监测模块和暂态波形调节模块；所述控制器单元向所述波形输出单元中电子器件输出调整工作状态的信号以控制波形输出单元向所述ECT试品输出暂态电压波形和暂态电流波形。

优选的，所述波形输出单元包括连接于所述直流充电电源的正极端的充电晶闸管、双掷开关、放电晶闸管、可调电阻和可调电感；低感分流器与所述直流充电电源的负极端连接；

优选的，续流二极管反向并联在所述直流充电电源两端；所述续流二极管的一端连接于所述放电晶闸管和可调电阻之间，另一端连接于所述直流充电电源的负极端和低感分流器之间；

优选的，所述充电晶闸管、双掷开关和放电晶闸管的数目均为2；一个所述充电晶闸管、双掷开关和放电晶闸管的串联支路连接于所述直流充电电源的正极端与所述可调电阻之间；另一个所述充电晶闸管、双掷开关和放电晶闸管的串联支路也连接于所述直流充电电源的正极端与所述可调电阻之间；

优选的，所述双掷开关分别通过储能电容连接与所述直流充电电源的负极端和低感分流器之间；

当所述充电晶闸管通过所述双掷开关与所述储能电容连接时，所述直流充电电源、充电晶闸管和储能电容组成充电电流回路，对所述储能电容进行充电；

当所述放电晶闸管通过所述双掷开关与所述储能电容连接时，所述放电晶闸管、储能电容和所述续流二极管组成放电电流回路，所述储能电容放电；

优选的，所述续流二极管在暂态电压波形的电压过零极性反转时正向导通，从而使得在电压过零点时谐振停止，放电电流呈指数衰减，满足暂态电压波形的输出要求；

优选的，所述充电控制模块，用于控制所述双掷开关合闸动作使得所述充电电流回路对储能电容进行充电；

所述放电控制模块，用于控制所述双掷开关合闸动作使得所述储能电容进行放电；

所述波形监测模块，采集波形输出单元的低感分流器的电流，从而监测所述暂态电压波形和所述暂态电流波形；