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随着智能电网的快速建设,交直流混合配电网的不断发展及配电网一体化配电成套设备的不断升级,交流电网中出现了直流分量。而传统电能计量设备,如电磁式互感器及直流电流互感器均无法完成交直流电流同时测量,因此研制一种低成本、结构简单的高精度交直流电流传感器具有重要意义。
本文主要依托于国网科技资助项目“智能配电网一二次融合传感器及其校验技术研究”,开展了一二次融合背景下配网交直流电流传感器理论及装置研究,研制了低成本新型交直流电流传感器样机,并验证了所提交直流电流检测方法及理论的正确性,为电能计量领域中含直流分量的交直流电流测量理论做些许探究。
首先,基于传统单铁芯自激振荡磁通门传感器起振原理的分析,建立了自激振荡磁通门传感器数学模型,同时对其交直流电流测量的适应性进行研究,获取其关键特性与设计参数之间的定量关系。
其次,结合自激振荡磁通门技术与传统电流比较仪结构,设计了新型交直流电流传感器。通过分析新型交直流传感器的误差来源,对传统单铁芯自激振荡磁通门传感器进行改进,提出了本方案中双铁芯结构自激振荡磁通门传感器,同时对解调电路进行了优化。并建立了新型交直流电流传感器稳态误差模型,为优化设计参数以减小交直流比例误差提供理论依据。
依据上述研究,通过铁芯选型、绕组设计、零磁通交直流检测器电路、误差控制电路、电流反馈电路和电磁屏蔽设计,研制了一台500A双铁芯三绕组低成本交直流电流传感器样机。
最后,基于比例直流叠加法对新型交直流电流传感器进行交直流计量性能测试,结果表明所研制传感器样机可以完成交直流电流测量,其在单独测量0–300A直流时,直流测量误差在0.05级直流电流互感器误差限值以内;在单独测量0–600A交流时,交流测量误差在0.05级交流电流互感器误差限值以内。交直流电流同时施加时,交流及直流测量误差均在0.05级电流互感器误差限值以内。因此本装置可以作为高精度交直流电流传感器,也可以作为抗直流互感器或交直流电流传感器的检定标准。
本文主要依托于国网科技资助项目“智能配电网一二次融合传感器及其校验技术研究”,开展了一二次融合背景下配网交直流电流传感器理论及装置研究,研制了低成本新型交直流电流传感器样机,并验证了所提交直流电流检测方法及理论的正确性,为电能计量领域中含直流分量的交直流电流测量理论做些许探究。
首先,基于传统单铁芯自激振荡磁通门传感器起振原理的分析,建立了自激振荡磁通门传感器数学模型,同时对其交直流电流测量的适应性进行研究,获取其关键特性与设计参数之间的定量关系。
其次,结合自激振荡磁通门技术与传统电流比较仪结构,设计了新型交直流电流传感器。通过分析新型交直流传感器的误差来源,对传统单铁芯自激振荡磁通门传感器进行改进,提出了本方案中双铁芯结构自激振荡磁通门传感器,同时对解调电路进行了优化。并建立了新型交直流电流传感器稳态误差模型,为优化设计参数以减小交直流比例误差提供理论依据。
依据上述研究,通过铁芯选型、绕组设计、零磁通交直流检测器电路、误差控制电路、电流反馈电路和电磁屏蔽设计,研制了一台500A双铁芯三绕组低成本交直流电流传感器样机。
最后,基于比例直流叠加法对新型交直流电流传感器进行交直流计量性能测试,结果表明所研制传感器样机可以完成交直流电流测量,其在单独测量0–300A直流时,直流测量误差在0.05级直流电流互感器误差限值以内;在单独测量0–600A交流时,交流测量误差在0.05级交流电流互感器误差限值以内。交直流电流同时施加时,交流及直流测量误差均在0.05级电流互感器误差限值以内。因此本装置可以作为高精度交直流电流传感器,也可以作为抗直流互感器或交直流电流传感器的检定标准。