專利名稱：基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于電流互感器直流偏磁或剩磁實驗研究的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，屬于電力檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電流互感器在變電站中起著給后續(xù)計量、保護(hù)及監(jiān)控設(shè)備提供信號的重要作用，其運行的穩(wěn)定性是尤為重要的，直流偏磁與各類剩磁都會加劇電流互感器鐵心過飽和磁化，從而使得運行中的電流互感器的導(dǎo)磁率下降、實際誤差值變大，超出各繞組準(zhǔn)確級范圍，影響貿(mào)易結(jié)算公平甚至造成繼電保護(hù)裝置誤動。如果電流信號取自受直流偏磁或剩磁影響嚴(yán)重的電流互感器將導(dǎo)致實際運行時的誤差增大，因此需要開展相關(guān)對電流互感器直流偏磁或剩磁的實驗研究，需要能模擬出電流互感器工作過程中一次側(cè)的交直流合成大電流發(fā)生裝置來滿足相關(guān)實驗研究要求。目前，對于電流互感器的直流偏磁特性的研究，采用兩種方案來模擬一次側(cè)交直流合成電流，第一種方案是交流電流回路和直流電流回路各自同時穿過電流互感器來模擬一次側(cè)帶直流偏置的交流大電流；第二種方案是采用任意電流發(fā)生裝置來產(chǎn)生含有直流分量的工頻交流電流模擬電流互感器一次側(cè)波形，上述兩種方式均存在不足，具體如下:第一種方案，交流電流和直流電流同時穿過電流互感器的試驗方式僅限于穿心式電流互感器，如圖4所示，交流電流和直流電流都通過電流互感器的一次側(cè)，電流互感器鐵芯中磁場為交流電流磁場和直流電流磁場的疊加，其疊加效果和一次側(cè)通交直流合成大電流效果一致，符合實驗要求，但是現(xiàn)場實際的運行產(chǎn)品一般都是一次導(dǎo)電桿安裝好的電流互感器，因此該方案不適于對非穿心式電流互感器類型進(jìn)行研究，適用范圍較窄。第二種方案，采用任意電流 發(fā)生裝置產(chǎn)生任意電流波形，能夠直接連接電流互感器的一次導(dǎo)電桿，進(jìn)行實驗研究，但該方案產(chǎn)生的電流大小有限，制造成本高、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、如果需要產(chǎn)生大電流，其可靠性很難保證，并且設(shè)備體積較大。因此，研發(fā)一種交流電流和直流電流合成的單匝大電流發(fā)生器是亟待解決的問題，以便對電流互感器進(jìn)行直流偏磁或剩磁實驗。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的模擬出電流互感器工作過程中一次側(cè)的交直流合成大電流發(fā)生裝置存在的問題。本實用新型提供的交流電流和直流電流合成的單匝大電流發(fā)生器，交流電流源回路和直流電流源回路形成交直流疊加的共同支路，采用模塊化設(shè)計，組裝移動方便，便于攜帶和維護(hù)，方便實用，并監(jiān)控交直流合成大電流發(fā)生器的工作狀態(tài)，保證實驗設(shè)備的可控性和安全性，以便對電流互感器進(jìn)行直流偏磁或剩磁實驗研究。為了達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，包括用于輸出交流大電流的交流電流源和用于輸出直流電流的直流電流源，其特征在于:還包括交直流合成裝置，所述交直流合成裝置包括隔直電容柜，用于交流電流源回路和直流電流源回路形成交直流疊加的共同支路；監(jiān)控與分析單元，用于監(jiān)控交直流合成裝置的工作狀態(tài)，采集共同支路的電流、電壓波形、隔直電容柜的溫度值，分析各個監(jiān)控環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，并能做出相應(yīng)的保護(hù)動作；所述交流電流源、直流電流源分別與隔直電容柜相連接，形成交直流疊加的共同支路，所述共同支路流經(jīng)被測電流互感器的一次側(cè)，所述監(jiān)控與分析單元與隔直電容柜的電流、電壓輸出端相連接，所述監(jiān)控與分析單元還與隔直電容柜的溫度輸出端相連接。前述的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，其特征在于:所述交流電流源包括調(diào)壓器和升流器，所述交流電流源通過內(nèi)部的調(diào)壓器控制升流器輸出交流大電流。前述的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，其特征在于:所述隔直電容柜包括若干組并聯(lián)的無極性電容組，每組無極性電容組包括并串聯(lián)的若干個小容量無極性電容構(gòu)成。
前述的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，其特征在于:所述監(jiān)控與分析單元設(shè)有智能化監(jiān)控保護(hù)終端，所述智能化監(jiān)控保護(hù)終端包括工控機和多通道數(shù)據(jù)采集卡，所述多通道數(shù)據(jù)采集卡采集電流、電壓、溫度模擬量輸出給工控機，并輸出驅(qū)動升流器的控制信號。前述的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，其特征在于:所述智能化監(jiān)控保護(hù)終端還設(shè)有報警器和自動切除系統(tǒng)電源的開關(guān)。本實用新型的有益效果是:本實用新型的交流電流和直流電流合成的單匝大電流發(fā)生器，通過大容量無極性電容通交流阻直流的電流特性，保證交流電流源回路和直流電流源回路形成交直流疊加的共同支路，且交流電流源和直流電流源互不影響，采用模塊化設(shè)計，各個模塊組裝連接方便，移動方便，便于攜帶、組裝和維護(hù)，方便實用，還設(shè)有監(jiān)控與分析單元，監(jiān)控整個交直流合成大電流發(fā)生器的工作狀態(tài)，通過分析各個監(jiān)控環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，做出相應(yīng)的保護(hù)動作，保證實驗設(shè)備的可控性和安全性，方便對電流互感器進(jìn)行直流偏磁或剩磁實驗研究。

圖1是本實用新型的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器的系統(tǒng)框圖。圖2是本實用新型的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器的原理圖。圖3是本實用新型的隔直電容柜的系結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實用新型的交流電流和直流電流同時穿過電流互感器的示意圖。附圖的標(biāo)記含義如下:1:隔直電容柜；2:監(jiān)控與分析單元；3:第二連接端；4:直流電流源；5:交流電流源；6:第一連接端；7:第一電流傳感器；8:第二電流傳感器；9:第三電流傳感器；10:第四電流傳感器；11:電流互感器；12:無極性電容組。
具體實施方式
[0024]下面將結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，本實用新型的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，包括用于輸出交流大電流的交流電流源5、用于輸出直流電流的直流電流源4和交直流合成裝置，其中交流電流源5包括調(diào)壓器和升流器，交流電流源通過內(nèi)部的調(diào)壓器控制升流器輸出交流大電流。所述交直流合成裝置包括隔直電容柜1，用于交流電流源回路和直流電流源回路形成交直流疊加的共同支路，隔直電容柜I包括若干組并聯(lián)的無極性電容組12，每組無極性電容組12包括并串聯(lián)的若干個小容量無極性電容構(gòu)成，如圖2所示，隔直電容柜I就構(gòu)成一大容量無極性電容，將交直流疊加的共同支路，分為交流回路和直流回路，實現(xiàn)交流大電流和直流電流的疊加，由于大容量無極性電容對直流電流的隔離，直流電流不會流過交流電流源5 ;直流電流源4的高輸出阻抗，使得交流大電流不會影響直流電流源的工作，從而交流大電流和直流電流同時流過被測電流互感器11，實現(xiàn)電流的疊加，交流電流源5、直流電流源4分別與隔直電容柜I相連接，串聯(lián)第一連接端6和第二連接端3，形成交直流疊加的共同支路，共同支路流經(jīng)被測電流互感器11的一次側(cè)，監(jiān)控與分析單元2與隔直電容柜I的電流、電壓輸出端相連接，監(jiān)控與分析單元2還與隔直電容柜I的溫度輸出端相連接。如圖3所示，隔直 電容柜I的接線圖，隔直電容柜I通過第一連接端6與被測的電流互感器11相連接，各組無極性電容組12的一端均安裝有第一電流傳感器7，第一連接端6的一端設(shè)有用于測試直流電流支路電流的第二電流傳感器8，第一連接端6的另一端設(shè)有用于測試交流大電流支路電流的第三電流傳感器9，第一連接端6的第三端設(shè)有共同支路電流的第四電流傳感器10。監(jiān)控與分析單元2，用于監(jiān)控交直流合成裝置的工作狀態(tài)，采集共同支路的電流、電壓波形、隔直電容柜I的溫度值，分析各個監(jiān)控環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，并能做出相應(yīng)的保護(hù)動作；所述監(jiān)控與分析單元2設(shè)有智能化監(jiān)控保護(hù)終端，所述智能化監(jiān)控保護(hù)終端包括工控機和多通道數(shù)據(jù)采集卡，多通道數(shù)據(jù)采集卡采集電流、電壓、溫度模擬量輸出給工控機，并輸出驅(qū)動升流器的控制信號、驅(qū)動用于隔直電容柜降溫的風(fēng)扇的控制信號，智能化監(jiān)控保護(hù)終端還設(shè)有報警器和自動切除系統(tǒng)電源的開關(guān)，具有以下功能:I)隔直電容柜I中電流監(jiān)測與保護(hù):通過第一電流傳感器對無極性電容組12的電流進(jìn)行監(jiān)控，判斷該電容器組的過流、失流情況，通過智能監(jiān)控保護(hù)終端實時采集各組電容器組電流數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與判斷，若出現(xiàn)故障，則控制交流電流源5內(nèi)的調(diào)壓器，切斷電源；2)隔直電容柜I中溫度監(jiān)測與保護(hù):隔直電容柜I內(nèi)設(shè)有溫控系統(tǒng)，溫度傳感器監(jiān)測無極性電容組12的溫度，并控制風(fēng)扇進(jìn)行散熱，當(dāng)無極性電容組12工作溫度上升到一定程度時，發(fā)出報警，防止無極性電容過流過壓等故障，引起無極性電容溫度升高而引起故障；3)對共同支路上的電流監(jiān)測與保護(hù):通過檢測交流大電流支路電流、直流電流支路電流共同支路的電流，來判交流電流源5內(nèi)升流器的工作狀態(tài)，如有鐵磁諧振、諧波過大等情況，能實時反映出來，并進(jìn)行報警，必要時能自動切除電源，保證升流器工作時的穩(wěn)定性和可靠性；[0033]4)對電流互感器11兩端的電壓監(jiān)測與保護(hù):采用電壓傳感器監(jiān)測并實時顯示電流互感器11的兩端電壓值，正常工作時，兩端電壓值應(yīng)該為0，如有接線連接錯誤或者測試工作過程中的問題，電流互感器11的兩端電壓會升高，據(jù)此判斷電流互感器11的狀態(tài)。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求1.基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，包括用于輸出交流大電流的交流電流源和用于輸出直流電流的直流電流源，其特征在于:還包括交直流合成裝置，所述交直流合成裝置包括 隔直電容柜，用于交流電流源回路和直流電流源回路形成交直流疊加的共同支路； 監(jiān)控與分析單元，用于監(jiān)控交直流合成裝置的工作狀態(tài)，采集共同支路的電流、電壓波形、隔直電容柜的溫度值，分析各個監(jiān)控環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，并能做出相應(yīng)的保護(hù)動作； 所述交流電流源、直流電流源分別與隔直電容柜相連接，串聯(lián)第一連接端形成交直流疊加的共同支路，所述共同支路流經(jīng)被測電流互感器的一次側(cè)，所述監(jiān)控與分析單元與隔直電容柜的電流、電壓輸出端相連接，所述監(jiān)控與分析單元還與隔直電容柜的溫度輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，其特征在于:所述交流電流源包括調(diào)壓器和升流器，所述交流電流源通過內(nèi)部的調(diào)壓器控制升流器輸出交流大電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，其特征在于:所述隔直電容柜包括若干組并聯(lián)的無極性電容組，每組無極性電容組包括并串聯(lián)的若干個小容量無極性電容構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，其特征在于:所述監(jiān)控與分析單元設(shè)有智能化監(jiān)控保護(hù)終端，所述智能化監(jiān)控保護(hù)終端包括工控機和多通道數(shù)據(jù)采集卡，所述多通道數(shù)據(jù)采集卡采集電流、電壓、溫度模擬量輸出給工控機，并輸出驅(qū)動升流器的控制信號、驅(qū)動用于隔直電容柜降溫的風(fēng)扇的控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，其特征在于:所述智能化監(jiān)控保護(hù)終·端還設(shè)有報警器和自動切除系統(tǒng)電源的開關(guān)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于電容隔直的單匝交直流合成大電流發(fā)生器，包括用于輸出交流大電流的交流電流源和用于輸出直流電流的直流電流源和交直流合成裝置，交直流合成裝置包括隔直電容柜和監(jiān)控與分析單元，其中交流電流源、直流電流源分別與隔直電容柜相連接，形成交直流疊加的共同支路，共同支路流經(jīng)被測電流互感器的一次側(cè)，監(jiān)控與分析單元與隔直電容柜的電流、電壓輸出端相連接，監(jiān)控與分析單元還與隔直電容柜的溫度輸出端相連接。本實用新型將交流電流源回路和直流電流源回路形成交直流疊加的共同支路，采用模塊化設(shè)計，組裝移動方便，方便實用，以便對電流互感器進(jìn)行直流偏磁或剩磁實驗研究。
文檔編號G01R35/02GK203117239SQ20132011393
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者王忠東, 李紅斌, 黃奇峰, 盧樹峰, 范潔, 張明明, 楊世海, 李洪峰, 陳剛, 駱潘鈿, 徐敏銳, 陳銘明 申請人:江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 華中科技大學(xué), 江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司