基于零磁通的有源小电流互感器的研究

摘要

无论在工业领域还是在人们的生活中，电流互感器的应用都非常广泛。电流互感器是电力系统电能计量、继电保护、系统诊断与监测的重要组成部分，其测量精度和运行可靠性直接关系到电力系统的安全和经济运行。高精度的电流互感器是实现电力系统绝缘在线检测的重要工具。但是普通的电流互感器在测量小电流时误差较大，故需要对其进行误差补偿，提高其测量精度。
　　本文根据电流互感器的误差公式，从电流互感器的铁芯结构参数，二次侧负载阻抗，原边输入电流，副边线圈匝数和铁芯材料五个方面对影响小电流互感器误差的因素进行分析，选取了最优的小电流互感器结构参数和铁心材料，并在对传统的误差补偿方法进行深入研究的基础上，提出了一种基于零磁通原理的有源补偿方式，并推导了它的工作原理。对于补偿电路的设计分为两部分，分别为硬件设计和软件设计。硬件设计包括电压信号调理电路，补偿电流发生电路和单片机系统电路等功能电路。软件设计主要是在MPLAB开发环境下，采用C语言编写了相应的PIC单片机功能程序。最后，利用INV306U-5162型采集卡和DASP软件对零磁通电流互感器的补偿效果进行了实验验证，实验结果表明，本课题设计的电流互感器有源补偿方式有很好的补偿效果，能够明显地提高测量等级。

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第一章 绪论

§1-1课题研究的意义

§1-2国内外研究的现状

§1-3本课题的主要工作

第二章 电流互感器的误差分析

§2-1 电流互感器的误差

§2-2误差影响因素的分析

§2-3 电流互感器常用的补偿方法

§2-4 零磁通有源电流互感器设计的原理

§2-5 本章小结

第三章 硬件设计

§3-1电源部分

§3-2信号调理电路

§3-3 PIC单片机处理系统

§3-4 PIC单片机与数字电位器X9241的接口

§3-5 补偿电流发生电路

§3-6 本章小结

第四章 软件设计

§4-1系统软件设计思想

§4-2 主程序的设计

§4-3 电压信号的采集和处理

§4-4数字电位器的控制

§4-5本章小结

第五章 实验结果和分析

§5-1 零磁通电流互感器的结构参数

§5-2 补偿电路参数的设定

§5-3实验分析

§5-4电流互感器的抗干扰措施

§5-5本章小结

第六章 结 论

§6-1全文总结

§6-2需要进一步研究的内容

参考文献

致谢