[发明专利]基于电流合成和精密磁势转换的高精度零序电流传感器

说明书

本发明公开了一种配网用高精度零序电流传感器，包括LPCT线圈、精密电流互感器和高精度取样电阻R₀；所述LPCT线圈包括LPCT线圈A、LPCT线圈B和LPCT线圈C；所述LPCT线圈A、LPCT线圈B和LPCT线圈C分别连接精密电流互感器；所述精密电流互感器并联高精度取样电阻R₀；所述LPCT线圈A、LPCT线圈B和LPCT线圈C分别并联有电阻R_A、电阻R_B和电阻R_C。本发明将LPCT线圈首尾并接获得二次零序电流，通过高精度取样电阻直接采集小信号的方法满足了一次零序电流较小情况下的测量精度，保证了电流传感器的带载能力和传感器小型化。

技术领域

本发明属于电流互感器技术领域，涉及基于电流合成和精密磁势转换的高精度零序电流传感器。

背景技术

传统零序电流互感器采用跑道型线圈设计，三相导线一起穿过一个零序电流互感器。当三相电流不平衡时，根据基尔霍夫电流定律，通过电磁感应互感检测出零序电流。但在实际情况中，有三种情况会对零序电流互感器产生误差，一是互感器铁心磁导率不可能均匀分布，这个跟铁心的烧制工艺（炉内温度、保护气体均匀等）有关；二是互感器线圈绕制工艺，线圈不可能完全均匀的绕制在铁心上；三是一次导体的排列位置导致的磁场不对称，影响了零序电流互感器的磁平衡特性。经过实际测试，受磁场不对称影响，一个600/5的零序电流互感器，在一次平衡电流达到400A时，即会互感出零序电流。因此，传统的跑道式零序电流设计方法对于高精度测量要求的零序电流传感器是不合适的。

电磁式零序电流互感器有以下缺点：一是在一次电流400A时有磁饱和现象，造成400A以上的零序电流无法采集；二是铁心材料和磁路不均匀，磁导率低（特别表现在磁饱和区）以及电流导体在铁心内腔分布不均匀，易产生磁误差。对于磁势叠加型零序电流传感器，三相电流导体在零序铁心中的分布很分散，铁心漏磁严重，会引入相当大的磁误差。三是不能准确采集小电流（200mA-1A）零序信号，降低了单相接地故障识别的准确率，易导致单相接地故障向相间故障转移，引发火灾等恶性事故。亟需开展高精度电流传感器的技术研究，提升故障识别率和供电可靠性，保障电网安全运行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于电流合成和精密磁势转换的高精度零序电流传感器，以解决现有技术中存在的准确率不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于电流合成和精密磁势转换的高精度零序电流传感器，包括LPCT线圈、精密电流互感器和高精度取样电阻R₀；所述LPCT线圈包括LPCT线圈A、LPCT线圈B和LPCT线圈C；所述LPCT线圈A、LPCT线圈B和LPCT线圈C分别连接精密电流互感器；所述精密电流互感器并联高精度取样电阻R₀；所述LPCT线圈A、LPCT线圈B和LPCT线圈C分别并联有电阻R_A、电阻R_B和电阻R_C。

进一步的，所述精密电流互感器包括原边和副边；所述副边并联高精度取样电阻R₀。

进一步的，所述精密电流互感器的精度为0.1级；所述高精度取样电阻R₀的精度为0.1%。

进一步的，所述LPCT线圈A、LPCT线圈B和LPCT线圈C首尾并接。

进一步的，所述精密电流互感器的一次绕线为10匝；二次绕线为2000匝。

进一步的，所述LPCT线圈A、LPCT线圈B和LPCT线圈C分别连接A相、B相和C相导线。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：