一种基于磁通门的变压器中性点直流电流传感器的制作方法

技术特征：
1.基于磁通门的变压器中性点直流电流传感器，包括磁芯和绕组组件、信号处理电路组件、输出组件；其特征是：所述磁芯和绕组组件包括环形磁芯ⅰ和环形磁芯ⅱ；原边绕组ⅰ和副边绕组ⅰ缠绕在环形磁芯ⅰ上，原边绕组ⅱ缠绕在环形磁芯ⅱ上，环形磁芯ⅰ和原边绕组ⅰ构成开环自激非线性电感振荡电路的电感元件、环形磁芯ⅱ和原边绕组ⅱ构成交流磁通补偿电路的电感元件，环形磁芯ⅰ和副边绕组ⅰ构成直流零磁通驱动电路的电感元件；所述信号处理电路组件由开环自激振荡电感性型磁通门电路、交流磁通补偿电路和零磁通驱动电路组成；开环自激振荡电感性型磁通门电路的输出除了连接原边绕组ⅰ外，还作为交流磁通补偿电路的单位增益反相器的输入；交流磁通补偿电路用于抵消环形磁芯ⅰ中的交流磁通；交流磁通补偿电路的输出信号作为直流零磁通驱动电路输入；所述开环自激振荡电感性型磁通门电路由原边绕组ⅰ的电感、比较器、激磁电流采样电阻ⅰ、门限电压调零电阻ⅰ和门限电压调零电阻ⅱ组成，原边绕组ⅰ的电感的一端、比较器的负输入端、激磁电流采样电阻ⅰ的一端共接，激磁电流采样电阻ⅰ的另一端接地，比较器的正输入端与门限电压调零电阻ⅰ的一端和门限电压调零电阻ⅱ的一端共接，门限电压调零电阻ⅰ的另一端接地，门限电压调零电阻ⅱ的另一端与原边绕组ⅰ的电感的另一端、比较器的输出端共接；所述交流磁通补偿电路由单位增益反相器、原边绕组ⅱ、激磁电流采样电阻ⅱ以及高通滤波器组成，单位增益反相器的输入端连接比较器的输出端，单位增益反相器的输出端连接原边绕组ⅱ的一端，原边绕组ⅱ的另一端与激磁电流采样电阻ⅱ的一端、高通滤波器的输入端共接，激磁电流采样电阻ⅱ的另一端接地；所述直流零磁通驱动电路由加法器、低通滤波器、比例积分器、功率放大器，以及副边绕组ⅰ的电感组成，加法器的一个通道输入与原边绕组ⅰ的电感的一端、激磁电流采样电阻ⅰ的一端共接；加法器的另一个通道输入连接高通滤波器的输出端，加法器的输出端依次串联低通滤波器、比例积分器、功率放大器、副边绕组ⅰ的电感；输出组件由数字电压表和输出采样电阻构成，输出采样电阻一端连接副边绕组ⅰ的输出端，输出采样电阻另一端接地，数字电压表连接测量电阻两端；由数字电压表测量的电压计算变压器中性点直流电流i
dc
的方式如下：式中，为测量的直流电流最大误差，u为数字电压表测量的电压，k1为比例积分器的比例常数，k2为放大器的放大倍数，r
s1
为激磁电流采样电阻ⅰ，r
s2
为激磁电流采样电阻ⅱ，r1为门限电压调零电阻ⅰ，r2为门限电压调零电阻ⅱ，i
s
为副边补偿电流，r
m
为测量电阻，n1为原边绕组ⅰ的匝数，n2为原边绕组ⅱ的匝数，n3为副边绕组ⅰ的匝数。2.根据权利要求1所述的基于磁通门的变压器中性点直流电流传感器，其特征是：环形磁芯ⅰ和环形磁芯ⅱ为活动式开环-闭环结构。3.根据权利要求2所述的基于磁通门的变压器中性点直流电流传感器，其特征是：环形
磁芯ⅰ缠绕原边绕组ⅰ和副边绕组ⅰ，环形磁芯ⅱ缠绕原边绕组ⅱ，环形磁芯ⅰ和环形磁芯ⅱ分别嵌设在环形软性塑料两侧，环形磁芯ⅰ、环形磁芯ⅱ、环形软性塑料在无绕组部位切断一段形成连接接头，连接接头与环形开口主体部分卡合时为闭环结构，连接接头取下时为开环结构。4.根据权利要求3所述的基于磁通门的变压器中性点直流电流传感器，其特征是：环形磁芯ⅰ和环形磁芯ⅱ嵌设在环形软性塑料两侧后外套环形环氧外套，环形环氧外套也在连接接头对应部分切割开口，并设置连接接头部位的环氧外套。5.根据权利要求3所述的基于磁通门的变压器中性点直流电流传感器，其特征是：连接接头切割成卡槽结构，卡槽结构与切割后的环形开口主体部分卡接。6.根据权利要求1所述的基于磁通门的变压器中性点直流电流传感器，其特征是：原边绕组ⅰ的匝数分别为n1=1000，原边绕组ⅱ的匝数n2=1000，副边绕组ⅰ的匝数n3=500。

技术总结
本发明涉及一种基于磁通门的变压器中性点直流电流传感器，包括磁芯和绕组组件、信号处理电路组件；所述磁芯和绕组组件包括环形磁芯Ⅰ和环形磁芯Ⅱ；原边绕组Ⅰ和副边绕组Ⅰ缠绕在环形磁芯Ⅰ上，原边绕组Ⅱ缠绕在环形磁芯Ⅱ上；所述信号处理电路组件由开环自激振荡电感性型磁通门电路、交流磁通补偿电路和零磁通驱动电路组成。本发明提出了混入交流电流和谐波电流情况下的直流电流提取方案，构建闭环回路实现环形磁芯Ⅰ的直流零磁通，直流零磁通电路输出的电压可通过公式方便地转化为被测直流电流。电流。电流。


技术研发人员：徐碧川 潘卓洪 刘欣 胡睿智 陈田 晏年平 李唐兵 张宣 刘玉婷
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2022.10.27
技术公布日：2022/11/25