一種測量直流電流的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及直流電流測量領域，具體涉及一種測量直流電流的裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，實際直流換流站中應用較多的直流互感器主要是零磁通互感器和光電互感 器。其中，零磁通互感器可以采用單鐵芯開環(huán)或閉環(huán)結構，也可以采用雙鐵芯開環(huán)或閉環(huán)結 構。開環(huán)和閉環(huán)結構中都存在激勵線圈，在互感器正常工作時，鐵芯中畸變的磁通會在激勵 回路產生畸變電壓，從而使激勵回路形成畸變的電流正弦波，增加了檢測的難度。基于此， 有必要發(fā)明一種新的直流電流檢測裝置，以解決激勵回路電流畸變的問題，提高檢測的精 確度。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型根據現有技術的不足提供一種測量直流電流的裝置，解決現有直流電 流測量裝置中激勵回路電流畸變，測量準確度低的問題。
[0004] 本實用新型的技術方案：一種測量直流電流的裝置，其特征在于：包括兩個參數 完全相同的環(huán)形鐵芯、交流調制電壓源、緩沖放大器、正半波峰值檢測器、負半波峰值檢測 器、周期放電電路，其中，一次繞組穿過環(huán)形鐵芯、環(huán)形鐵芯T2;環(huán)形鐵芯Ti上繞制激磁線 圈N1;環(huán)形鐵芯T2上繞制激磁線圈N2和檢測線圈N3;激磁線圈Ni、N2按同名端反接串聯連 接在交流調制電壓源的兩端；檢測線圈隊的兩端分別與緩沖放大器的兩個輸入端連接；緩 沖放大器的輸出端分別與正半波峰值檢波器的輸入端、負半波峰值檢波器的輸入端、周期 放電電路的輸入端連接；周期放電電路的兩個輸出端分別與正半波峰值檢測器和、負半波 峰值檢測器的控制端連接。
[0005] 還包括正負峰值時間差運算器和顯示器；正半波峰值檢測器的輸出端與正負峰值 時間差運算器的一個輸入端連接；負半波峰值檢測器的輸出端與正負峰值時間差運算器的 另一輸入端連接；正負峰值時間差運算器的輸出端與顯示器的輸入端連接。
[0006] 本實用新型的技術效果：利用檢測線圈感應的畸變電壓的峰值時間差在固定交流 電源周期的占比來測量直流電流，是一種全新的裝置，豐富了現有零磁通互感器測量原理， 與單鐵芯磁調制器相比，本實用新型所述的一種測量直流電流的裝置消除了磁芯中的磁勢 對激勵回路的影響，使得激勵回路產生完整的正弦波，可以有效提高測量精度；與一般零磁 通互感器要求激勵電源在無一次直流時使磁芯處在飽和點附近相比，本實用新型所述的一 種直流電流測量裝置要求交流激勵電壓源在無一次直流時使磁芯處于飽和狀態(tài)，從而降低 了對激勵電源的要求，本實用新型提供了一種測量直流電流的裝置，其原理簡單可靠。適用 于發(fā)電、配電和電鍍電解生產現場，以及其他需要測量直流電流的場所。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本實用新型測量裝置整體結構示意圖。
[0008] 圖中，1-環(huán)形磁芯1\，2-環(huán)形磁芯T2, 3-交流調制電壓源，4-緩沖放大器，5-正半 波峰值檢測器，6-負半波峰值檢測器，7-周期放電電路，8-正負峰值時間差運算器，9-顯示 器；Ii表示被測一次直流電流，L表示繞制在環(huán)形磁芯T2上的激勵線圈，N2表示繞制在環(huán) 形磁芯上的激勵線圈，N3表示繞制在環(huán)形磁芯T2上的檢測線圈，12表示激勵回路的交流 電流，UM表示檢測線圈的感應電壓，<i>i表示磁芯1\中的磁通，巾2表示磁KT2中的磁通。
【具體實施方式】
[0009] 下面結合附圖對本實用新型進一步說明：
[0010] 如圖1所示，一種測量直流電流的裝置，其特征在于：包括兩個參數完全相同的環(huán) 形鐵芯I\、T2、交流調制電壓源3、緩沖放大器4、正半波峰值檢測器5、負半波峰值檢測器6、 周期放電電路7,其中，一次繞組穿過環(huán)形鐵芯1\1、環(huán)形鐵芯T22 ;環(huán)形鐵芯上繞制激磁 線圈環(huán)形鐵芯T22上繞制激磁線圈N2和檢測線圈N3;激磁線圈Ni、N2按同名端反接串聯 連接在交流調制電壓源3的兩端；檢測線圈N3的兩端分別與緩沖放大器4的兩個輸入端連 接；緩沖放大器4的輸出端分別與正半波峰值檢波器5的輸入端、負半波峰值檢波器6的輸 入端、周期放電電路7的輸入端連接；周期放電電路7的兩個輸出端分別與正半波峰值檢測 器和5、負半波峰值檢測器6的控制端連接。
[0011] 還包括正負峰值時間差運算器8和顯示器9 ;正半波峰值檢測器5的輸出端與正 負峰值時間差運算器8的一個輸入端連接；負半波峰值檢測器6的輸出端與正負峰值時間 差運算器8的另一輸入端連接；正負峰值時間差運算器8的輸出端與顯示器9的輸入端連 接。
[0012] 工作時，交流調制電壓源輸出交流調制電壓在兩個參數完全相同的環(huán)形磁芯中產 生相位和大小相同的交流磁通，交流調制電壓的最大值穩(wěn)定在使環(huán)形磁芯處于飽和。由于 兩個磁芯處在完全相同的磁勢下，因而其感應電壓完全相同，由于在激勵回路中，兩個磁芯 是同名端反相串聯連接，因而，在激勵回路中，兩個激勵線圈的感應電壓之和為零，從而保 證了激勵回路不受磁芯中磁通變化的影響，在正向交流激勵電源的作用下，激勵回路產生 完整的正弦電流。載有被測直流電流的導線穿過兩個磁芯。當被測直流電流為零時，磁芯 中只存在交流磁通，由于交流調制電壓的最大值已經使磁芯達到飽和，因此檢測線圈的感 應電壓是正負半波完全對稱的畸變電壓，此時，相鄰正負峰值之間的時間間隔占交流調制 電源周期的f而當被測直流電流大于零時，被測直流電流產生的磁勢使得環(huán)形磁芯中產 生直流磁通。直流磁通和交流磁通相疊加，使得磁芯的靜態(tài)工作點產生正偏移，此時激勵回 路產生的交流磁勢在正半波提前進入飽和，而交流調制電壓的大小使交流磁勢的負半波在 此時尚未退出飽和，因而此時檢測到的正負峰值之間的時間間隔將會小于Y且隨著直流 電流的增大，正負峰值之間的時間間隔會減小。因而，檢測線圈的感應電壓經由緩沖放大器 后，一方面輸入正半波峰值檢測器和負半波峰值檢測器，正半波峰值檢測器和負半波峰值 檢測器分別檢測出感應電壓的正半波峰值時間點和負半波峰值時間點；另一方面，輸入周 期放電電路，周期放電電路每個周期發(fā)出一個放電脈沖，放電脈沖使得正半波峰值檢測器 和負半波峰值檢測器的積分點電容每個周期放電一次，以確保正半波峰值檢測器和負半波 峰值檢測器的輸出每個周期更新一次。而后，根據感應電壓波形的正半波峰值時間點和負 半波峰值時間點進行運算，得到相鄰正負峰值之間的時間間隔，以及該時間間隔占一個交 流調制電源周期的比例，此比例小于I且與一次直流電流的大小成反比，由此可計算出被 測直流電流的大小。
[0013] 具體實施時，繞有激勵線圈的兩個磁芯采用高導磁率、低矯頑力的磁性材料制成， 交流激勵線圈K在環(huán)形鐵芯Ti上均勻分布，交流激勵線圈N2和檢測線圈N3在環(huán)形磁芯T2 上均勻分布，且保證&、隊的匝數嚴格相等。交流調制電壓源3采用由市電用變壓器調整為 適當電壓的電壓源或由直流電源用振蕩電路產生的電壓源。顯示器9采用普通指針式儀表 或數字顯示儀表。
[0014] 本實用新型的一種測量直流電流的裝置，利用檢測線圈感應的畸變電壓的峰值時 間差在固定交流電源周期的占比來測量直流電流，是一種全新的裝置，豐富了現有零磁通 互感器測量原理，與單鐵芯磁調制器相比，本實用新型所述的一種測量直流電流的裝置消 除了磁芯中的磁勢對激勵回路的影響，使得激勵回路產生完整的正弦波，可以有效提高測 量精度；與一般零磁通互感器要求激勵電源在無一次直流時使磁芯處在飽和點附近相比， 本實用新型所述的一種直流電流測量裝置要求交流激勵電壓源在無一次直流時使磁芯處 于飽和狀態(tài)，從而降低了對激勵電源的要求，本實用新型提供了一種測量直流電流的裝置， 其原理簡單可靠。適用于發(fā)電、配電和電鍍電解生產現場，以及其他需要測量直流電流的場 所。
【主權項】
1. 一種測量直流電流的裝置，其特征在于：包括兩個參數完全相同的環(huán)形鐵芯（1、2)、 交流調制電壓源（3)、緩沖放大器（4)、正半波峰值檢測器（5)、負半波峰值檢測器（6)、周期 放電電路（7)，其中，一次繞組穿過環(huán)形鐵芯1\(1)、環(huán)形鐵芯1~ 2⑵；環(huán)形鐵芯TJl)上繞制 激磁線圈N1;環(huán)形鐵芯T2 (2)上繞制激磁線圈N2和檢測線圈N3;激磁線圈NpN2按同名端反 接串聯連接在交流調制電壓源（3)的兩端；檢測線圈N3的兩端分別與緩沖放大器（4)的兩 個輸入端連接；緩沖放大器（4)的輸出端分別與正半波峰值檢波器（5)的輸入端、負半波峰 值檢波器（6)的輸入端、周期放電電路（7)的輸入端連接；周期放電電路（7)的兩個輸出端 分別與正半波峰值檢測器和（5)、負半波峰值檢測器（6)的控制端連接。2. 根據權利要求1所述的一種測量直流電流的裝置，其特征在于：還包括正負峰值時 間差運算器（8)和顯示器（9);正半波峰值檢測器（5)的輸出端與正負峰值時間差運算器 (8)的一個輸入端連接；負半波峰值檢測器（6)的輸出端與正負峰值時間差運算器（8)的 另一輸入端連接；正負峰值時間差運算器（8)的輸出端與顯示器（9)的輸入端連接。
【專利摘要】本實用新型提供一種測量直流電流的裝置，一次繞組穿過環(huán)形鐵芯T1、環(huán)形鐵芯T2；環(huán)形鐵芯T1上繞制激磁線圈N1；環(huán)形鐵芯T2上繞制激磁線圈N2和檢測線圈N3；激磁線圈N1、N2按同名端反接串聯連接在交流調制電壓源的兩端；檢測線圈N3的兩端分別與緩沖放大器的兩個輸入端連接；緩沖放大器的輸出端分別與正半波峰值檢波器的輸入端、負半波峰值檢波器的輸入端、周期放電電路的輸入端連接；周期放電電路的兩個輸出端分別與正半波峰值檢測器和、負半波峰值檢測器的控制端連接，利用檢測線圈感應的畸變電壓的峰值時間差在固定交流電源周期的占比來測量直流電流，可以有效提高測量精度；從而降低了對激勵電源的要求，其原理簡單可靠。
【IPC分類】G01R19/00
【公開號】CN204666711
【申請?zhí)枴緾N201520416006
【發(fā)明人】李俊, 汪司珂, 鄭欣, 龐博, 雷鳴, 劉恒, 畢偉, 舒開旗, 申莉, 甘依依, 李帆, 石洪, 夏水斌
【申請人】國家電網公司, 國網湖北省電力公司電力科學研究院, 華中科技大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月16日