[发明专利]一种差分式零序电流互感器主参数设计方法

说明书

本发明属于零序电流互感器技术领域，具体涉及一种差分式零序电流互感器主参数设计方法，包括依次进行的匝比设计步骤和铁心设计步骤；所述匝比设计步骤包括以下步骤：S1、根据差分式零序电流互感器的变比需求和差分式零序电流互感器的变比模型进行计算，获得各绕组匝比关系和各匝数关系；S2、根据误差关系选定各绕组匝数；S3、对选定的匝比进行需求验算，直至选定的匝比满足需求；本发明通过模型推导与需求分析相结合的方式，缩短了计算的时间，简化了设计步骤，实现了各种需求条件下差分式零序电流互感器的匝比设计，提升了了差分式零序电流互感器的带载能力和精度。

技术领域

本发明属于零序电流互感器技术领域，具体涉及一种差分式零序电流互感器主参数设计方法。

背景技术

电力系统是由发电厂、送变电线路、输电线路、供配电所和用电等构建成一个与人们生活密切相关的系统。相对于高压输电网络，中低压配电网发生故障的概率要高很多。随着中性点接地测量和零序保护测量的需求增加，零序电流测量的应用需求日益增加。常规零序电流互感器使用时存在测量精度低、相间跨距大、适用场景少等问题，难以适应于矿山等分相运行的场景。差分式零序电流互感器架构方案可以解决上述问题，零序电流互感器的合成零序互感器上安装有四路耦合绕组，其中三组与取电互感器二次侧相连，剩余一组作为第四绕组。通过三相取电互感器将电缆三相电流引入合成零序电流互感器，利用磁通叠加原理得到三相磁通之和，采用第四绕组感应三相磁通之和并输出零序电流给零序检测装置。

但是，差分式零序电流互感器的研究还处于探讨阶段，对差分式零序电流互感器的设计与优化尚无有理论和实践指导，限制了差分式零序电流互感器的运用与推展。

发明内容

本发明提供一种差分式零序电流互感器主参数设计方法，旨在解决上述背景技术中所提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种差分式零序电流互感器主参数设计方法，包括依次进行的匝比设计步骤和铁心设计步骤；

所述匝比设计步骤包括以下步骤：

S1、根据差分式零序电流互感器的变比需求和差分式零序电流互感器的变比模型进行计算，获得各绕组匝比关系和各匝数关系；

S2、根据误差关系选定各绕组匝数；

S3、对选定的匝比进行需求验算，直至选定的匝比满足需求；

所述铁心设计步骤包括以下步骤：

S4、根据设计匝比，通过有限元软件仿真分析样式和气隙对差分式零序电流互感器的影响；

S5、结合抗饱和能力和精度需求选择合适的铁心样式，获得合适的铁心参数。

优选的，S1中获得各绕组匝比关系和各匝数关系为：获得差分式零序电流互感器副边匝数、合成差分式零序电流互感器三相进线绕组匝数和第四绕组匝数匝比关系。

优选的，S2中根据误差关系选定各绕组匝数的方式为：根据热稳定需求、误差补偿需求和带载能力需求进行计算，获得各绕组匝数取值范围。

优选的，S3包括：根据差分式零序电流互感器的T型等效电路推导出匝比与误差关系，根据误差关系选定各绕组匝数，对选定的匝比进行需求验算，直至选定的匝比满足需求。

优选的，所述各绕组匝数取值范围的确定步骤包括：

S21、根据热稳定需求计算出差分式零序电流互感器副边匝数、合成零序电流互感器三相进线绕组匝数取值范围；

S22、根据误差补偿需求计算出第四绕组匝数取值范围；

S23、根据带载能力需求进一步缩小差分式零序电流互感器的副边匝数和合成差分式零序电流互感器三相进线绕组匝数的取值范围，并推导出带载能力与差分式零序电流互感器的副边匝数、合成差分式零序电流互感器三相进线绕组的匝数关系。