专利名称：三相三线输配电线路零序电流检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三相三线输配电线路零序电流的检测方法，并据此方法设计的一种零序电流检测装置。
背景技术：
在电力系统正常运行时，基本上是A、B、C三相对称运行，电网中的电流和电压参量也基本上是正弦对称的。在故障情况下，A、B、C三相不对称运行，但此种情况可以等效三种对称网络的叠加，即零序网络，正序网络和负序网络，对应这三种网络，有零序电压和电流，正序电压和电流以及负序电压和电流，对故障电流成分的分析，就有助于对故障类型，故障线路和故障点进行分析。
现有技术中，提取零序电流的装置是用高导磁材料做成环型或C型磁块，绕上二次绕组制成，并使三相一次线路从中间通过或单相一次线路从中间通过，如图1和图2所示。
采用上述装置时，出现电力系统故障或者负载冷启动时会产生较大的直流分量促使磁铁饱和，并且由于磁铁磁滞特性的影响，使测量的波形误差和相位角误差很大，特别地，如图1所示，理论上讲，A、B、C三相电流在同一点产生的磁�。较虿灰谎鍪噶康樱贗·A+I·B+I·C=0]]>的情况下，BA+BB+BC≠0；如图2所示，很难保证三个磁铁和线圈完全一样，由于以上原因，在零序电流很小时，噪音信号远远大于有用信号，从而使有用信号被淹没。
电力系统发生故障时，由于受到故障类型、故障地点、接线方式和接地电阻的影响，零序电流差别很大，从零点几个安培，到上百安培不等，所以，零序电流检测装置不能在一个小范围的线性区间上工作，而必须在一个大范围的工作区间上工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种灵敏度高、线性区间大、抗干扰能力强的零序电流检测方法和检测装置。
本发明的目的是这样实现的一种三相三线输配电线零序电流检测装置，其特征在于A、B、C三相一次导线组绕制成主线圈螺线管，主线圈螺线管腔体中央设置有用绝缘物质固定的测量用小线圈。
三相三线输配电线零序电流检测装置，其一次导线组为平行导线组或呈三角形交错的导线组。
三相三线输配电线零序电流检测装置，其螺线管为空心管。
三相三线输配电线零序电流检测装置，其测量用小线圈上引出零序电流信号的导线为抗干扰屏蔽线。
三相三线输配电线零序电流检测装置，其主线圈螺线管用顺磁、坚固、导热良好、绝缘良好的水泥或高分子材料做支撑物质。
采用本发明提供的装置时，由于零序电流的检测只考虑有无电流、波形，不考虑一次电流(被测电流)和二次电流(测量电流或电压)之间比例关系是否精确、恒定。又由于温度和湿度对比例系数的影响微弱，对电流的有无和波形并无影响，所以温度和湿度的影响在此不予考虑。
此外，本发明提供的检测装置不采用磁铁作为磁介质，线圈是空心的，由于空气是顺磁物质，其磁导率接近于真空磁导μ，所以消除了磁饱和及磁滞的影响，且为恒定值，克服了磁铁材料μ值不定的缺陷。
本发明提供的检测装置中，一次线路呈螺线管形，改变一次电流产生的磁场方向，使A、B、C三相电流产生的磁场方向一致，从而把不同方向的矢量相加转化为相同方向的矢量相加，解决了A、B、C三相电流产生的磁场方向不一致，需要做矢量加和的问题，再者，本发明提供的检测装置把A、B、C三相绝缘导线作为一根导线绕制成螺线管，螺线管长度和螺线管圆腔半径之比根据精度要求进行调整，根据长直螺线管腔内磁场恒定的原理，这便消除了在同一点上，由于和A、B、C三相一次线路距离的不同而产生的磁场叠加误差。计算证明，在螺线管长度为250cm，螺线管圆腔半径25cm时，在其中心长约10cm的一段空腔中磁场误差小于等于万分之二。
其计算公式如下B=uNI·2[X2X22+R2-X1X12+R2]...<1>]]>二次线圈(绕组)信号电压计算过程如下设一次绕组为N1匝，二次绕组为N2匝，一次绕组半径为R1，二次绕组半径为R2。
一次绕组腔体内磁场B＝μ·N1I <2>
二次绕组磁通Ψ=N2φ=N2∫∫sBds=N2ΠR22μN1i=N1N2ΠR22μi...<3>]]>二次绕组电压U=dψdt=N1N2ΠR22μdidt...<4>]]>对于直流，线圈不感应磁�。抻跋�。
对于正序电流，因为Ψ＝N1N2ПR22μ(i1a+i1b+i1c)＝0 <5>
对于负序电流，因为Ψ＝N1N2ПR22μ(i2a+i2b+i2c)＝0 <6>
对于零序电流，则Ψ＝N1N2ПR22μ(i0a+i0b+i0c＝＝3N1N2ПR22μi。
<7>
由此可见，在二次线圈中感应的电压只为零序电流引起，对二次线圈电压的测量即是对零序电流的检测，由于公式<7>中系数为定值，对零序电流的检测既无波形畸变，又无相位误差。
和现有技术比，本发明提供的零序电流检测装置灵敏度高、线性区间大、抗干扰能力强。
图1、图2为现有技术中采用的零序电流检测装置示意3为本发明的零序电流检测装置螺线管内任意点的磁感应强度4为本发明的零序电流检测装置示意5为本发明的零序电流检测装置三角形导线组的截面6为本发明的零序电流检测装置平行导线组的截面图
具体实施例方式参照图4、图5用三根绝缘导线(比如高压电缆，粗细根据情况而定)作为一导线组，绕制成长直螺旋线圈，其长度和半径根据电压等级和精度取合适的值。测量用小线圈为绝缘铜线，粗细根据电流情况定，一般比较细就可以，因为取的电压信号，电流不太大，并且考虑互感的影响，要求电流不能太大。测量用小线圈固定在主线圈的正中央，并且主线圈和小线圈的圆中心轴线重合。主线圈中A、B、C端子用来连接电力线路A、B、C三相线路。从小线圈上引出零序电流信号(电压信号)，引线用抗干扰屏蔽线。线圈用顺磁、坚固、导热良好、绝缘良好的材料作支撑。主线圈外部均匀包裹电阻极小、导电良好的金属外层，从而减少对环境的磁干扰。
权利要求
1.一种三相三线输配电线零序电流检测装置，其特征在于A、B、C三相一次导线组绕制成主线圈螺线管，主线圈螺线管腔体中央设置有用绝缘物质固定的测量用小线圈。
2.根据权利要求1的零序电流检测装置，其特征在于一次导线组为平行导线组或呈三角形交错的导线组。
3.根据权利要求1或2的零序电流检测装置，其特征在于所述螺线管为空心管。
4.根据权利要求1或2或3的零序电流检测装置，其特征在于测量用小线圈上引出零序电流信号的导线为抗干扰屏蔽线。
5.根据上述任一项权利要求的零序电流检测装置，其特征在于主线圈螺线管用顺磁、坚固、导热良好、绝缘良好的水泥或高分子材料做支撑物质。
全文摘要
本发明涉及一种三相三线输配电线路零序电流检测装置，其为A、B、C三相一次导线组绕制成主线圈螺线管，主线圈螺线管腔体中央设置有用绝缘物质固定的测量用小线圈，该装置灵敏度高、线性区间大、抗干扰能力强的零序电流检测方法和检测装置。
文档编号G01R19/10GK1548964SQ0313087
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月20日 优先权日2003年5月20日
发明者谢迎军, 袁钦成, 蔡国雄 申请人:谢迎军
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