经改进的双级电流互感器.doc

经改进的双级电流互感器 ，?硼设寸经改进的双缀电流互感器、“记于乡氓了，本文教述了在一定负荷下，能大大改善双级电流互感器线性度和准确度的铁心和绕组韵最新设计方案。 文中给出了该互感器的工作方程式，导出了误差计算公式，并叙述了使第二个铁心处于空载状态印近似零磁通的技术。 实验结果表明在铁心较小和绕组瞳数较少昀情况下，其准确度可迭一和微弧度该器件是无源的，?采用电子补偿技术?略。 误差表达式为。 ，一，翦言使用三个环形铁心的双级电流互感器式中和分别是第一级和第二级二次的结构如图所示。 绕组晦内阻抗，。 和分别是第一个铁心和第二个铁心的激磁阻抗。 因为窆。 和的值很小，所以其乘耋积?小。 ?双级电流互感器接上一定的负荷。 受疃谩甍韵跹似表达式为。 逸就是通，负荷蔼端的电莲所造成的第二叛上的敝磁疱流是产生误差的原因。 悒明显，只有负荷近似为零，才能体现出双敷电流互喀器韵扰越性。 朋借助于电币崴骆研麓双缎电流互感器一次麓组帮两个二次绕蛆牵的一个二售摄麸心主的负穗降劐驻似为零。 例如袄饶担绕在新有三个鹱心上。 禺一个捆斯示的龟?（母中开关置）就起该豌组飘铙在巾嗣哟筏。 两十二次绕组柞朔的匝数茸弱即肌籀盟并实际上，放大器就提供一十与负荷鬟联睦。 这样负荷电巍兢是两个二赢电流两端昀电压根隔的电压，邀样绕在第之耜。 互撼器的电蔬差匕为，“。 二个被心上韵绕组两电压为零，。 十，非常接驻于，当负荷为困此典磁通耜激磁电流也为零（教零时。 双级电流互惠嚣的电流谩羞可越太器具提供第一辕铁心的激磁电流，所以，田其输出功率是相当小的）。 ?第二级铁心的激磁电流为零，且由?磁通?对称性产生的磁性误差和由绕组匝间、层问及绕组与地间的容性电流产生的容性误差都可忽略，则第二个铁心的安匝平衡式为（）这样电流比等于匝比，误差为零。 对第二个铁心适当地进?磁屏蔽，就可做出高准确度的电流互感器（甚至优于），此时其放大器的额定功率仅为负荷功率的几百分之一。 在扩展高准确度瓦特表的电流输入?程和需要一个价格?贵，但具有宽频带响应，其准确度在数?级的无源器件等许多情况下，都可优先采用该技术。 本文叙述了如何改进双级电流互感器才能满足这些要求，该方案的特性类似于零磁通互感器。 第二级铁心空载的概念归纳为在第一个铁心上多绕数匝，其电压近似等于负荷两端电压，再把上述多魄的匝数与绕在第二个铁心上的二次绕组?接（见图，开关置）。 由于绕组的电压大大减小，所以第二个铁心的澈磁电流就减少很多。 还将表明该电压的消除取决于互感器的内阻抗柑负荷，因此在规定的负荷下?只要通过调节就可获得高准酶度。 二、工作曩?如图所示，?双级电流互感器采用田第二级作磁屏蔽，则由于该磁屏蔽和环形铁心的结构，可使第二个铁心的泄?磁?减至最小。 第一级铁，（怍铁心）分成两部分，井包在第二级铁，外，两个优质磁性材?薄套垫插放在两边此时磁性误差可忽略?仔细地把电容也减至最小，则容性误差也可忽略。 第二级（一绕组与绕在所有铁心上的绕组?接后，接负荷，井与绕在所有铁心上的第一级二次绕组并联后也接负荷。 其等效电?如图所示。 图中?圈、，和依次为第一级和第二级二次绕组的内阻抗负荷阻抗和与二次绕有关的第一个铁心和第二个铁心的激磁阻抗。 是一次绕组的匝数，系数（）（一）（，）（）和是表示在第二级上少绕的匝数和在第级上多绕的匝数。 和是表示在第一一则误差近似为零。 困和是实数，只要和的相角相同，则式（）就可成立。 应注意的，第二个铁心上绕组中由磁通变化而产生的感应电动势。 ?可写出下列方程式，一。 一（）一（一十七）（）（）（）（。 一（）（一）一一（）耗上述方程式中，忽略其高次项，则比率方程式为凳（）误差表达式为（】一），一（一）（一）墨）（一）（）?二二！墨是，大致上讲误差?取决于第二缴绕组阻抗。 在，、和为某定值时，能满足式（）的和有多种组合。 虽然当使误盖为零，但?好的方法是使，于是零误差的条件就?取决于激磁阻抗，并可简化为叮一（）众所周知，随磁密而变化的磁阻是电流互感器产生非线性的主要原因。 因此当时，在一定的电流范围内，互感器的零误差条件式（）就被大大地改善了。 所以是最佳方案。 在实际情况中，当负荷为电子式瓦特表或瓦时表的输入时可以假定该负荷主要是具有铜温度系数的阻性负荷，例如输入为时，功率转换器的负荷约，第一级二次绕组锕线的电阻比它大许多倍，所以，可在间选取。 在一定的和负荷下，经改进的双级电流互感器的简单调节方法如下所述。 ?把具有高输入电阻的毫伏表接在第二级二次绕组的两端，把一个可变电阻插放取为外径英寸，内径英寸，高度英寸。 所有的二次绕组均采用铜线。 在第二级轶心上绕匝，在所有的铁心上绕匝，把它们?接，作为第二级二次绕至第一级二次绕组，如图所示。 调节该电阻使毫伏表的读数为最小值。 由于磁通接近为零，所以第二级铁心将是空载状态，其激磁电流可忽略，一次安匝与组台式的二次安珏基本相等。 三、实验培枭已做成一个，一次绕组仅为组在所有铁心上绕匝作为第一级二魂绕组。 其系数和均为。 用基于电滴比较仪的电流互感器检定装置弼屋其误差，当负荷对，无需在第一级的二次绕组上附加电阻当砭的小型双级电流互感器。 第?一级铁心的负荷时，则必须在第一级二次绕组上?接的附加电阻。 测?结果如表所列。 几何尺寸取为；外径英寸，内径英寸，高度英寸，第二级铁心的几何尺寸寰一经改进的鼠级电漶互毫的慢整附加（）次电流（）负荷（）董！塑！十儿十，手 四、结论组?接的插入电阻，使第二级铁心的感应对双级电流互感器特性的?论和实践研究表明，?负荷是已知的，则双级电流电压为零。 该方案尽管?如电子式补偿的双级电流互感器那舸允许负荷变化，互感器的线性度和准确度可大大地得到改进。 为了做到这一点，第二摄二次绕组应分成两部分。 第一部分