基于正交坐標系變換輸出的三相組合式互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電磁測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可測量電網(wǎng)三相電流和電壓的組合 式互感器，具體地說是一種基于正交變換輸出的三相組合式互感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電流互感器和電壓互感器是分別用來測量電網(wǎng)電流和電壓的傳感器，其技術(shù)要求 分別由國家標準GB1208-2006《電流互感器》和GB1207-2006《電磁式電壓互感器》規(guī)定。 組合互感器是一種由電流互感器和電壓互感器組合成一體的互感器，它分單相組合互感器 和三相組合互感器兩類，分別用來測量單相電路和三相電路的電流和電壓，其技術(shù)要求由 國家標準GB17201-2007《組合互感器》規(guī)定。
[0003] 在電氣工程的研宄中，經(jīng)常利用數(shù)學(xué)變換來簡化問題的分析和求解，屬于定子坐 標系變換的a0變換是一種常用的數(shù)學(xué)變換。a0變換將三相電路各相電流和電壓的瞬 時值變換到a和0兩相正交的坐標系上，該數(shù)學(xué)變換常常被用于電能質(zhì)量分析及控制、電 機控制等領(lǐng)域。在三相電路瞬時無功功率理論分析中，利用ae變換可以方便地得到三相 電路的瞬時無功功率、瞬時有功功率等瞬時電量，以此為基礎(chǔ)可以檢測三相電路的諧波和 無功電流，并用于有源電力濾波器的設(shè)計和制造。目前，三相電路各相電流和電壓的瞬時值 通常由多臺電流互感器和電壓互感器或單臺三相組合互感器測量得到，然后通過數(shù)學(xué)變換 的計算實現(xiàn)a0變換。由于傳統(tǒng)電流互感器的額定輸出電流通常為5A，傳統(tǒng)電壓互感器的 額定輸出電壓通常為100V，因此需要專門的轉(zhuǎn)換器將這些輸出量轉(zhuǎn)化為可以進行數(shù)據(jù)采集 的電壓小信號。此外，傳統(tǒng)的電流互感器和電壓互感器的額定輸出功率為5VA或更大，而現(xiàn) 在的數(shù)字化采集系統(tǒng)并不需要這些互感器提供輸出功率。為此，本發(fā)明提出了一種基于正 交坐標系變換輸出的三相組合式互感器，該三相組合式互感器利用兩臺電壓互感器和兩臺 電流互感器就能直接實現(xiàn)三相電路各相電流和電壓的瞬時值的a0變換，并且輸出的電 壓小信號可以直接用于數(shù)據(jù)采集，這樣的基于正交坐標系變換輸出的三相組合式互感器未 見有專利和其它文獻報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題旨在提供一種基于正交坐標系變 換輸出的三相組合式互感器，它能對電網(wǎng)三相電壓和電流的瞬時值進行測量并實現(xiàn)a0 坐標變換輸出。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：基于正交坐標系變換輸出的三相組 合式互感器，它包括第一閉環(huán)鐵芯、第二閉環(huán)鐵芯、第三閉環(huán)鐵芯、第四閉環(huán)鐵芯、第一電壓 互感器初級線圈、第一電壓互感器次級線圈、第二電壓互感器的第一初級線圈、第二電壓互 感器的第二初級線圈、第二電壓互感器的次級線圈、第一電流互感器的第一初級線圈、第一 電流互感器的第二初級線圈、第一電流互感器的次級線圈、第二電流互感器的第一初級線 圈、第二電流互感器的第二初級線圈、第二電流互感器的次級線圈、第一電阻、第二電阻和 第三電阻；第一閉環(huán)鐵芯、第一電壓互感器初級線圈和第一電壓互感器次級線圈構(gòu)成第一 電壓互感器，第一電壓互感器初級線圈和第一電壓互感器次級線圈分別均勻地繞制在第一 閉環(huán)鐵芯的鐵芯上；第二閉環(huán)鐵芯、第二電壓互感器的第一初級線圈、第二電壓互感器的第 二初級線圈和第二電壓互感器的次級線圈構(gòu)成第二電壓互感器，第二電壓互感器的第一初 級線圈、第二電壓互感器的第二初級線圈和第二電壓互感器的次級線圈分別均勻地繞制在 第二閉環(huán)鐵芯的鐵芯上；第三閉環(huán)鐵芯、第一電阻、第一電流互感器的第一初級線圈、第一 電流互感器的第二初級線圈和第一電流互感器的次級線圈構(gòu)成第一電流互感器，第一電流 互感器的第一初級線圈、第一電流互感器的第二初級線圈和第一電流互感器的次級線圈分 別均勻地繞制在第三閉環(huán)鐵芯的鐵芯上；第四閉環(huán)鐵芯、第二電阻、第三電阻、第二電流互 感器的第一初級線圈、第二電流互感器的第二初級線圈和第二電流互感器的次級線圈構(gòu)成 第二電流互感器，第二電流互感器的第一初級線圈、第二電流互感器的第二初級線圈和第 二電流互感器的次級線圈分別均勻地繞制在第四閉環(huán)鐵芯的鐵芯上；第一電壓互感器初級 線圈的同名端分別與三相組合式互感器的A相輸入端和第一電流互感器的第一初級線圈 的同名端相連，第一電壓互感器初級線圈的非同名端分別與第二電壓互感器的第一初級線 圈的非同名端和第二電壓互感器的第二初級線圈的同名端相連，第二電壓互感器的第一初 級線圈的同名端分別與三相組合式互感器的B相輸入端和第一電流互感器的第二初級線 圈的非同名端相連，第二電壓互感器的第二初級線圈的非同名端分別與三相組合式互感器 的C相輸入端和第二電流互感器的第二初級線圈的非同名端相連，第一電壓互感器次級線 圈的同名端與三相組合式互感器的u2a電壓信號輸出端相連，第一電壓互感器次級線圈的 非同名端與地相連，第二電壓互感器次級線圈的同名端與三相組合式互感器的U2fi電壓信 號輸出端相連，第二電壓互感器次級線圈的非同名端與地相連，第一電流互感器的第一初 級線圈的非同名端與三相組合式互感器的A相輸出端相連，第一電流互感器的第二初級線 圈的同名端與第二電流互感器的第一初級線圈的同名端相連，第二電流互感器的第一初級 線圈的非同名端與三相組合式互感器的B相輸出端相連，第二電流互感器的第二初級線圈 的同名端與三相組合式互感器的C相輸出端相連，第一電流互感器次級線圈的同名端分別 與第一電阻的一端和三相組合式互感器的Ui2a電壓信號輸出端相連，第一電流互感器次 級線圈的非同名端分別與第一電阻的另一端、第二電阻的一端和第三電阻的一端相連，第 二電流互感器次級線圈的同名端分別與第二電阻的另一端和三相組合式互感器的Ui2fi電 壓信號輸出端相連，第二電流互感器次級線圈的非同名端分別與第三電阻的另一端和地相 連;A相輸入端、B相輸入端、C相輸入端、A相輸出端、B相輸出端和C相輸出端構(gòu)成了三相 組合式互感器的一次接線端口，U2a、U2fi、Ui2a和ui2fi電壓信號輸出端及地構(gòu)成了三相組合 式互感器的二次輸出端口。
[0006] 下面對本技術(shù)方案的原理做進一步說明。
[0007] 當(dāng)互感器正常運行時，三相電路各相電壓和電流的瞬時值分別為^⑴、ub(t)、 uc(t)和ia(t)、ib(t)、ic(t)。第一電壓互感器和第二電壓互感器運行在開路狀態(tài)，第一<