CN108281269A - 一种换流站直流电流检测互感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种换流站直流电流检测互感器，包括霍尔电流互感器(1)、误差校正电流互感器(2)、屏蔽磁轭(3)，所述霍尔电流互感器(1)与误差校正电流互感器(2)平行放置且两者一次导线穿孔同轴；所述屏蔽磁轭(3)两端设有一次导线穿孔，并与所述霍尔电流互感器(1)与误差校正电流互感器(2)的一次导线穿孔同轴放置。与现有技术相比，本发明极大地提高了换流站直流电流检测的安全性与精确性，使用也十分方便。

Description

一种换流站直流电流检测互感器
技术领域
本发明涉及电力测量设备，尤其是涉及一种换流站直流电流检测互感器。
背景技术
直流换流站在承载着西电东送、大容量清洁能源落地的重要作用，在上海用电高峰期间，约有70％的区外来电通过4座换流站送入上海500KV主网，换流站一二次设备的运行可靠性直接关系到电网运行的安危，近年来广泛应用研究的电力设备在线监测技术，极大地提高了电力设备的运行可靠性，然而由于换流站设备的特殊性，很多重要设备至今没有行之有效的在线监测技术，给换流站设备的健康运行带来了影响。
换流站双极公共区域设备由于电压等级低，其运行健康水平往往受到忽视，也没有行之有效的在线监测技术，然而这一区域的设备一旦故障，就会导致直流双极闭锁的严重电网事故。换流站双极公共区域设备种类繁多，有冲击电容器、避雷器、阻波器、电抗器等，任意元件发生故障或对地击穿，就会导致双极闭锁的严重事故，因此针对换流站双极公共区域设备，研发一种实用性强的在线监测技术，及时发现上述设备的异常，就显得尤为必要。
换流站双极公共区域最核心的设备是冲击电容器、避雷器、电抗器、直流开关与分压器，鉴于历史上冲击电容器与避雷器击穿故障较多，因此最重要、最经济的检测手段，就是首先检测冲击电容器与避雷器的工作状况。直流场冲击电容器与避雷器正常时流过的均是高频交流电流，流过的直流分量很少，对于避雷器，如果运行于工频环境，则流过的电流容性与阻性分量相差不大，直流场的低压侧避雷器由于本身的直流电压为中性线不平衡电流在接地极线路的压降产生，仅几十到几百伏，因此作为直流分量的阻性电流很小，要精确的检测，难度较大，另一方面，换流站户外场地交直流电场、磁场干扰剧烈，对于受外界换流站双极公共区域最核心的设备是冲击电容器、避雷器、电抗器、直流开关与分压器，鉴于历史上冲击电容器与避雷器击穿故障较多，因此最重要、最经济的检测手段，就是首先检测冲击电容器与避雷器的工作状况。
直流场冲击电容器与避雷器正常时流过的均是高频交流电流，流过的直流分量很少，对于避雷器，如果运行于工频环境，则流过的电流容性与阻性分量相差不大，直流场的低压侧避雷器由于本身的直流电压为中性线不平衡电流在接地极线路的压降产生，仅几十到几百伏，因此作为直流分量的阻性电流很小，影响严重的霍尔传感器而言，抗干扰性能是一个至关重要的问题，现有技术的直流小电流传感器，均无法在严重的电磁干扰环境下精确地检测毫安级的微弱电流，研制一种能可靠克服外界磁场干扰的直流小电流检测设备，意义重大。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种换流站直流电流检测互感器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种换流站直流电流检测互感器，包括霍尔电流互感器、误差校正电流互感器、屏蔽磁轭，所述霍尔电流互感器与误差校正电流互感器平行放置且两者一次导线穿孔同轴；所述屏蔽磁轭两端设有一次导线穿孔，并与所述霍尔电流互感器与误差校正电流互感器的一次导线穿孔同轴放置。
优选地，所述屏蔽磁轭由铁氧体与硅钢片双层复合构成。
优选地，所述屏蔽磁轭呈圆柱形。
优选地，所述屏蔽磁轭的壁厚不低于5毫米。
优选地，所述误差校正电流互感器的二次输出电流与霍尔电流互感器输出电流的差值除以设定的比例系数，再与所述霍尔电流互感器的输出电流求和后，作为整个直流电流检测互感器的二次电流输出值。
优选地，所述比例系数根据现场干扰强度选取，在3-6之间。
与现有技术相比，本发明简单巧妙，其利用能够兼容高低频磁场的磁轭，屏蔽外界磁场干扰，加上接地点的设置，可保证内部的互感器处于零电场状态，此外还加上了误差校正电流互感器，它设置在比霍尔电流互感器更靠近外部的地方，通过其测得的电流与霍尔电流互感器的误差计算，得到完全不受外界干扰的电流测试值，极大地提高了换流站直流电流检测的安全性与精确性，使用也十分方便。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
参看附图1，这是本发明实施例的电路图。本发明一种换流站直流电流检测互感器，它包括霍尔电流互感器1、误差校正电流互感器2、屏蔽磁轭3，所述霍尔电流互感器1与误差校正电流互感器2平行放置，其一次导线穿孔同轴，所述屏蔽磁轭3由铁氧体与硅钢片双层复合构成，呈圆柱形，壁厚不低于5毫米，其中一段设置接地端，两端设有一次导线穿孔，并与所述霍尔电流互感器1与误差校正电流互感器2的导线穿孔同轴放置。所述误差校正电流互感器2的二次输出电流与霍尔电流互感器1输出电流的差值除以设定的比例系数，再与所述霍尔电流互感器1的输出电流求和后，作为整个直流电流检测互感器的二次电流输出值。
本发明利用能够兼容高低频磁场的磁轭，屏蔽外界磁场干扰，因为换流站户外开关场电磁环境十分复杂，既存在较强的直流静电电场、磁场，也存在较强的不同频率的交流电场、磁场，为了屏蔽互感器周围的干扰电磁场，就必须将外部环境中的电磁场予以屏蔽，该磁轭采用硅钢片与铁氧体复合，就可使直流磁场、交流磁场均得到屏蔽，加上接地点的设置，可使磁轭内部维持一个对地的零电场环境，从而保证霍尔传感器的正常运行可保证内部的互感器处于零电场状态，此外还加上了误差校正电流互感器，它设置在比霍尔电流互感器更靠近外部强磁场干扰源的地方，通过其测得的电流与霍尔电流互感器的误差计算，实时修正霍尔电流互感器的输出数值，就可得到完全不受外界干扰的电流测试值，极大地提高了换流站直流电流检测的安全性与精确性。
本发明的有益效果在于：本发明简单巧妙，其利用能够兼容高低频磁场的磁轭，屏蔽外界磁场干扰，加上接地点的设置，可保证内部的互感器处于零电场状态，此外还加上了误差校正电流互感器，它设置在比霍尔电流互感器更靠近外部的地方，通过其测得的电流与霍尔电流互感器的误差计算，得到完全不受外界干扰的电流测试值，误差校正电流互感器2的二次输出电流与霍尔电流互感器1输出电流的差值除以设定的比例系数，再与所述霍尔电流互感器1的输出电流求和后，作为整个直流电流检测互感器的二次电流输出值，一般比例系数根据现场干扰强度选取，在3-6之间，通过试验，就可使霍尔互感器采集的电流信号与实际值的误差缩小到2％以下，从而极大地提高了换流站直流电流检测的安全性与精确性。
应该注意到，上述的实施例均是为了说明本发明而不是限制本发明，也可增加适当的外部电路或控制部件来进一步优化其性能等等，显然，本发明的许多技术特征可互换或省略，许多元件的设置可根据需要改变，本发明元件前的“一”或“一个”不排除出现多个这种元件，这些变化均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种换流站直流电流检测互感器，其特征在于，包括霍尔电流互感器(1)、误差校正电流互感器(2)、屏蔽磁轭(3)，所述霍尔电流互感器(1)与误差校正电流互感器(2)平行放置且两者一次导线穿孔同轴；所述屏蔽磁轭(3)两端设有一次导线穿孔，并与所述霍尔电流互感器(1)与误差校正电流互感器(2)的一次导线穿孔同轴放置。
2.根据权利要求1所述的一种换流站直流电流检测互感器，其特征在于，所述屏蔽磁轭(3)由铁氧体与硅钢片双层复合构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种换流站直流电流检测互感器，其特征在于，所述屏蔽磁轭(3)呈圆柱形。
4.根据权利要求1或2所述的一种换流站直流电流检测互感器，其特征在于，所述屏蔽磁轭(3)的壁厚不低于5毫米。
5.根据权利要求1所述的一种换流站直流电流检测互感器，其特征在于，所述误差校正电流互感器(2)的二次输出电流与霍尔电流互感器(1)输出电流的差值除以设定的比例系数，再与所述霍尔电流互感器(1)的输出电流求和后，作为整个直流电流检测互感器的二次电流输出值。
6.根据权利要求5所述的一种换流站直流电流检测互感器，其特征在于，所述比例系数根据现场干扰强度选取，在3-6之间。
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