嘉兴功率分析仪电流传感器发展现状

将一次电流中的直流和交流分量分通道单独检测，研制了四铁芯六绕组交直 流电流比较仪，交流分量通过传统的交流比较仪方式进行检测，交流励磁检测信号经50 Hz 的带通滤波电路 A1 后输出至反馈绕组；直流分量通过自平衡式双铁芯磁调制器进行 检测，直流检测信号通过峰差解调电路对二次谐波信号解调，经过100 Hz带通滤波电路 A2  滤除低频及高频谐波信号后经信号放大器放大，然后输出至反馈绕组，反馈绕组产生的磁势与一次电流中直流磁势相抵消，从而构成零磁通闭环交直流测量系统。其研 究认为，系统中的交流比较仪与直流比较仪互不影响，可以实现交直流同时测量。该交 直流电流比较仪变比为 2000:1，测量稳态交流误差小于10ppm、稳态直流误差小于 100ppm。但是直流测量部分采用了传统的磁调制技术，其解调电路和铁芯结构复杂，成 本略高。加上双铁芯磁调制器存在虚假平衡点等问题，因此零点误差较大，在一定程度上限制了其使用和发展磁场稳定性：由于激励磁场是持续振荡的，它可以有效地抵消外部磁场的干扰，从而保证了测量的准确性。嘉兴功率分析仪电流传感器发展现状

国外关于直流分量对电力变压器影响研究颇多，直流分量的存在对于电力变压器铁芯的影响与电磁式电流互感器影响关注点略有不同，直流分量会导致电力变压器铁芯及其附近产生温升，同时在设备壳体监测到振动现象，均严重危害其正常运行。1989年，更是由于地磁感应直流导致电网变压器工作失衡，在加拿大魁北克地区造成电力系统失稳，随后出现电网崩溃。在直流分量对铁芯磁化程度对于电流互感器计量性能影响方面，捷克理工大学的 Karel Draxler 等人利用交直流电源作为信号源，通过罗氏线圈作为标准互感器输出标准信号，被测电磁式互感器输出作为被检信号，使用可变负载的电力电子模块作为被测互感器的负载，探究了直流分量大小以及负载功率因素变化对于比差和角差的影响。结果表明，随着负载的增加，直流偏磁将会使铁芯磁化程度加深，表现在测量结果上为比差向正方向增大，角差向负方向增大。徐州大量程电流传感器现货磁滞是铁磁性材料的一种固有特性，它使得这些材料在磁化过程中表现出滞后现象。

近年来，随着精密电子电路的发展，在微弱电流测量领域，自激振荡磁通门技术得到了广泛应用，不同于传统磁调制器式磁通门传感器，其电路结构简单，不需外加激磁电源，供电部分直接取自电子电路。其灵敏度不受自激振荡频率限制，自身线性度可通过优化铁磁参数提高，然后结合传统电流比较仪结构，成为本文交直流电流精密测量的新方案。无锡纳吉伏公司基于高精度交直流电流测量方法的适应性及自激振荡磁通门技术理论研究，提出新型交直流电流检测方法，主要完成交直流电流的高精度测量方法研究及装置研制，致力于解决一二次融合背景下交直流电流计量失准的问题，同时通过设计合适铁磁参数及相关电路达到高精度交直流电流测量要求，为抗直流电流互感器及交直流电流传感器的溯源提供一种新思路。

假设功率放大电路性能优越，在设计检测带宽内闭环增益大，输出纹波电流小，输出稳定。则G3可用其闭环增益KPA表示其传递函数为：G3=KPA（3－15）电流反馈模块输入信号为反馈绕组WF两端电压信号，即功率放大电路输出电压信号。其输出信号为流过终端测量电阻RM的反馈电流信号IF。根据上述关系，可推导电流反馈模块G4的传递函数为：G4==RM+ZF1RM+jwLFlcRMlc+jwμ0μeN2F(2Sc)（3－16）式（3－16）中，ZF为反馈绕组WF的复阻抗，忽略其电阻值，用反馈绕组的激磁感抗jwLF表示；根据激磁电感与磁路参数关系进一步对公式进行化简，式中lc为合成铁芯C12的平均磁路长度，μe为合成铁芯C12的有效磁导率，SC为单个铁芯的截面面积，合成铁芯C12的截面面积为2SC。当磁芯处于非饱和状态时，磁导率近似为一个不变的常数。

为了简化运算，按照自激振荡磁通门电路， 激磁磁芯选取高磁导率、 低剩磁、低矫顽力的铁磁材料，铁芯 C1  磁化曲线模型选择三折线分段线性化函数模型 表示， 并忽略铁芯磁滞效应， 在线性区 A 的激磁电感为 L，在正向饱和区 B 及负向饱和 区 C 的激磁电感为 l，且满足 L>>l。假设零时刻时，激磁电流 iex 达到负向充电最大电流 I-m ，且零时刻激磁方波电压由 负向峰值 VOL 跃变为正向峰值 VOH。同时满足-VOL=VOH=Vout ，正负向激磁电流峰值仍然 满足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS废旧磷酸铁锂中可以回收碳酸锂，毛利高，且磷酸铁锂电池即将迎来退役潮。兰州电池电流传感器设计标准

只要磁芯磁导率随激励磁场强度变化，感应电势中就会出现随环境磁场强度变化的偶次谐波增量。嘉兴功率分析仪电流传感器发展现状

（b）根据式（2－33）选取低磁饱和强度BS，降低铁芯C1截面面积或增大激磁绕组匝数N1，可有效降低铁芯C1激磁饱和电流阈值Ith，以便于满足假设1、3中Ith<<IC。（c）可增大激磁电压峰值Vout或降低采样电阻Rs的阻值，以提高铁芯回路稳态充电电流IC，便于满足假设1、3中Ith<<IC。（4）稳定性由式（2－34），（2－39）可知，激磁电流iex平均值与一次电流Ip之间的线性关系，且这种线性关系只是与一次绕组匝数Np及激磁绕组匝数N1有关。但是激磁电流信号较小，因此实际电路中取采样电阻RS上的电压信号作为终检测信号。采样电阻RS上一个周波内平均电压Vav满足：嘉兴功率分析仪电流传感器发展现状