磁通门型零磁通电流传感器在超高压GIS 测试中的应用！ zero flux current transformer

图片来自EE power网站

关于零通量CT的一般信息：

电网复杂性的增加，例如基于电力电子的设备的引入，需要可追溯的测量技术来准确确定高电流的高频分量。对于交流和直流电流的非侵入式测量，电流互感器中的磁耦合被广泛使用。
电流互感器的误差与磁芯的磁化强度直接相关，这一事实自然导致考虑降低该磁通量的方法。这种方法被称为零磁通技术，其中平衡补偿电流在磁芯中产生零磁通。

零磁通电流互感器是一种低功耗互感器（LPIT）。

低功耗互感器在尺寸、功耗、安全性、精度和信号可靠性方面具有优势。随着根据 IEC61850-9-2 标准在变电站中引入数字通信，LPIT 在 GIS 中的使用将变得更加普遍。

零磁通电流互感器是用于交流和交流/直流测量的精密仪器。（他们现在最常用于 HVDC GIS）。交流零磁通电流互感器的测量原理如图1所示。

图1：交流零磁通电流互感器的原理

检测绕组感应磁芯中的磁通量。带有放大器和反馈绕组的闭合控制环路产生次级电流，抵消初级电流产生的磁通量，因此“零磁通CT”。次级电流流过精密负载电阻器，产生与初级电流成比例的电压信号。磁芯的磁性材料不被激发，不出现滞后或饱和。
在直流或低频下，磁通不会抵消，因为检测绕组无法测量残余磁通量。对于直流测量，增加了一个直流磁通传感器 - 嵌入磁芯中的霍尔探头或带有另外两个控制和传感绕组的磁通门电路。

零磁通电流互感器的优点：交流零磁通传感器具有较高的线性度和精度，不受磁芯特性的影响。相位误差小，精度主要由精密负载电阻决定。附加的霍尔探头或磁通栅极检测器可实现直流测量。该传感器在电磁干扰方面具有鲁棒性。
零磁通电流互感器缺点：传感器需要电源和放大器。有缺陷的次级电路会产生危险的电压。

零磁通电流互感器在Kii-Channel项目中的使用示例 室外500 kV DC GIS的HVDC链路：

Kii-Channel 项目中使用的 CT 是零通量 CT。

图 2 显示了 CT 的框图和硬件。要测量的电流 Ip 产生受次级绕组 （Ns） 中电流 ls 影响的磁通量。
磁通量由位于 GIS 隔间内的三个环形磁芯感应。磁芯 N1 和 N2 用于检测剩余磁通量的直流分量。N3 给出交流分量。振荡器以相反的方向驱动一对直流磁通检测磁芯（N1 和 N2）达到饱和状态。如果剩余的直流通量为零，则产生的电流峰值在两个方向上相等。如果不是零，则它们的差值与残余直流通量成正比。通过N3添加交流分量，设置一个控制回路以产生次级电流，使磁通量为零。功率放大器为次级绕组 N 提供电流 Is。次级电流被馈送到负载电阻器，以将电流转换为等效电压信号。负载电阻和差分放大器的稳定性决定了测量精度。

图2：HVDC零磁通电流互感器的框图和硬件