一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器的制作方法

本技术涉及电流互感器测量，尤其涉及一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器。

背景技术：

1、电流互感器作为电力系统中常用的测量与保护元件，通过一次绕组与电力线路串联，将一次侧大电流按比例转换为二次侧的小电流供测量、计量和继电保护装置使用。为了保证计量精度和继电保护的可靠性，电流互感器在运行中应保持铁芯在正常工作磁通范围内。然而，当一次侧发生短路故障或大负荷运行时，流经一次绕组的电流显著增大，容易导致铁芯进入磁饱和区。饱和状态下，铁芯磁导率急剧下降，互感器励磁电感减小，造成二次侧输出波形畸变、幅值减小，甚至使保护装置误动或拒动。现有的饱和检测与补偿方法主要包括两类：一类依赖外部通信或数据融合，通过多点采集一次、二次侧的电压电流波形来计算判断铁芯饱和状态，该类方法需要额外的数据传输通道与高性能处理器，硬件成本较高，且实时性受通信延迟影响；另一类利用高频信号注入或复杂的磁通计算电路来监测饱和情况，但这类方案通常需要额外的高频发生和检测模块，电路结构复杂、功耗较大，不适合在大量在运电流互感器中长期部署。因此，如何在不依赖外部通信和高频注入的情况下，实现对电流互感器铁芯饱和状态的准确判断，并在接近饱和时及时采取补偿措施，以保证互感器的输出精度和保护动作的可靠性，是当前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术中饱和检测依赖外部通信或高频信号注入、结构复杂、实时性差等问题，提出一种能够在本地实时判断电流互感器铁芯是否接近饱和并进行补偿的装置，以保证互感器输出的准确性与保护动作的可靠性。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器，其特征在于，包括铁芯、一次绕组、二次绕组、辅助绕组、过流检测单元、信号调理电路、饱和判定模块和补偿电流注入模块；二次绕组的输出依次连接过流检测单元和信号调理电路，再接入饱和判定模块；所述饱和判定模块包括比较器，判定模块通过检测二次电流信号的波形畸变程度、峰值变化特征来判断铁芯是否接近或进入饱和状态，进而驱动补偿电流注入模块向辅助绕组注入电流，形成反向磁动势，抵消主磁通中多余部分，稳定二次输出。

4、优选地，所述过流检测单元用于采集二次绕组的输出电流信号。

5、优选地，所述饱和判定模块基于二次电流波形畸变程度或电流峰值变化来判断铁芯磁通密度变化。

6、优选地，所述信号调理电路的滤波部分包括电容c8、c9、c6与电阻r10、r11、r12构成的有源滤波电路。

7、优选地，所述比较器的参考电压vref设置为铁芯接近饱和点时检测电流信号对应的电压值，为膝点电流经取样电阻与信号调理电路放大后的等效电压。

8、在上述技术方案中，本实用新型提供的一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器，具有以下有益效果：

9、1.该实用新型，与基于高频信号注入的检测方法相比，本实用新型仅通过二次侧低频信号采集即可判断饱和状态，无需增加高频信号源与检测电路，结构简单、功耗低、易于实现长期在线运行。

10、2.该实用新型可直接集成于现有电流互感器中，不影响原有主磁路和二次回路的正常工作，适用于新建和在运电流互感器的改造升级。

1.一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器，其特征在于，包括铁芯、一次绕组、二次绕组、辅助绕组、过流检测单元、信号调理电路、饱和判定模块和补偿电流注入模块；二次绕组的输出依次连接过流检测单元和信号调理电路，再接入饱和判定模块；所述饱和判定模块包括比较器，判定模块通过检测二次电流信号的波形畸变程度、峰值变化特征来判断铁芯是否接近或进入饱和状态，进而驱动补偿电流注入模块向辅助绕组注入电流，形成反向磁动势，抵消主磁通中多余部分，稳定二次输出。

2.根据权利要求1所述的一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器，其特征在于，所述过流检测单元用于采集二次绕组的输出电流信号。

3.根据权利要求1所述的一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器，其特征在于，所述饱和判定模块基于二次电流波形畸变程度或电流峰值变化来判断铁芯磁通密度变化。

4.根据权利要求1所述的一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器，其特征在于，所述信号调理电路的滤波部分包括电容c8、c9、c6与电阻r10、r11、r12构成的有源滤波电路。

5.根据权利要求1所述的一种带辅助绕组的饱和补偿型电流互感器，其特征在于，所述比较器的参考电压vref设置为铁芯接近饱和点时检测电流信号对应的电压值，为膝点电流经取样电阻与信号调理电路放大后的等效电压。