高压分压器制造技术

一种用于逐步降低高压系统中的输入高压(VIN)的高压分压器，包括具有第一组件(A1)和第二组件(A2)的初级部分(P1)，第一和第二组件包括在绝缘装置(INS)内且针对输入具有相同输入端子，即分压器输入端子(ΤIN)；第一组件(A1)是包括第一高压电容器(C1H)和中压电容器(CM)的第一电容器堆；第二组件(A2)包括彼此并联地电连接的第二电容器堆和电阻器堆；第二电容器堆包括第二高压电容器(C2H)和低压电容器(CL)；电阻器堆包括高压电阻器(RH)和低压电阻器(RL)；其中次级部分(P2)包括电磁单元(UEM)，并且其中次级部分输出集(TOUT1，TOUT2)至少包括：源自于第一中间端子(TINT1)、通过电磁单元(UEM)被处理的第一输出端子子集(TOUT1)，被设置成提供要用于在标称频率范围处测量输入电压(VIN)的幅值的第一输出电压子集(VOUT1)；源自于第二中间端子(TINT2)的第二输出端子(TOUT2)，被设置成提供要用于测量输入高压(VIN)的波形的第二输出电压(VINT2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于在电气高压网络中获得低压信号的高压(HV)分压器。在电气高压网络中，电容器式变压器(CVT)是如下电气设备，该电气设备被用于逐步降低高压信号以便为线路测量和/或保护装置提供低压输出信号，或者被用作高频通信信号的耦合电容器。在图1中示意性地示出了传统CVT变压器——例如被称为TCVT的传奇集团(TrenchGroup)所设计的CVT变压器——的主要元件。在其最基本的形式中，传统的CVT变压器包括：-电容器堆，其包括两个电容器即高压电容器C1H和中压电容器CM，传输线路信号在高压电容器C1H和中压电容器CM上被划分；-电感元件REACT，其用作补偿电抗器，旨在将设备调谐为线路频率；-中间感应式中压变压器TIMV，用于进一步逐步降低电压。图1所示的CVT变压器包括两个主要部件：包含在绝缘体INS内部的电容器式分压器A1、以及包含在基座箱BBCVT内部的电磁单元UEM。电容器式分压器A1包括：电容器堆；以及将电容器C1H、CM之间的点PCC1连接至第一中间端子TINT1的链路，该第一中间端子TINT1是基座箱BBCVT的输入端子之一。电容器C1H、CM被设计为使输入初级电压VIN减小直到5KV与10KV之间的值，用以激励包含在电磁单元UEM中的感应式中压变压器TIMV。由传奇集团开发的CVT产品的电容器式分压器A1的绝缘体INS通常具有外部绝缘和内部电容器绝缘，外部绝缘使用瓷体或复合绝缘体，内部电容器绝缘包含具有纸或不具有纸的聚丙烯和油。电磁单元UEM通常包括过电涌放电器SA、感应式中压变压器TIMV、具有中性端端子N1的电感元件REACT、以及抗铁共振振荡的滤波电路FILT。板G表示基座箱BBCVT的接地端子。在输入高压初级端子ΤIΝ处施加输入高压VIN，并且在位于基座箱水平的输出端子集TOUT1、TOUT3处测量输出电压集VOUT1、VOUT3。在(源自于另一中间端子TINT3)高频输出端子TOUT3处提供输出电压VOUT3，并且出于耦合电容器的目的将输出电压VOUT3用于高频通信信号。端子NHF是用于高频输出端子TOUT3的接地链路(其中，所示出的链路在需要将高频(HF)通信设备连接至该链路的情况下将被断开)。在输出端子子集TOUT1处所测量的输出电压子集VOUT1被用于在标称频率范围(例如50Hz或60Hz)处测量所施加的输入电压VIN的幅值，例如用...于进行电压测量和/或用于向线路保护设备提供电压。输出端子子集TOUT1用术语“子集”来表示，这是因为可以根据客户要求方便地在多于一个端子上提供输出电压VIN，所述客户要求可能例如希望将两个端子连接至电压测量装置而将另外两个端子连接至保护装置。CVT变压器通常用于被施加了在52kV至800kV范围内的输入初级电压VIN的高压系统。对于不同的初级电压范围，仅C1H需要被修改，使得在有利情况下可以针对大范围的初级电压值使用标准的感应式中压变压器TIMV。如今，在大多数高压网络中，针对已经提到的目的(例如高压测量、保护继电器、高频通信)使用传统的CVT变压器作为传统的解决方案。近年来，在电力系统中，电能质量评估已成为电力系统的现代管理的关键要求，电能质量是电力供应商和他们的客户主要关心的问题。按照用于确定系统中的谐波污染水平的行业规范来评价电能质量。电力系统谐波是基本电力系统频率的整数倍，并且电力系统谐波是通过连接至电力系统的大量非线性装置产生的。谐波污染所牵涉的风险是引起若干电能质量扰动的电压失真，所述风险例如包括：-在装备和导体中增加的热量；-在变速驱动中熄火；-在电机中转矩脉动；-增大的损耗；-对电气设备的损害；-计量和控制装备的故障。因此，通过影响电力装备性能，谐波污染往往是在负载损耗和收益损耗方面使客户不满意的原因。为了保证满足电能质量标准，能量供应商需要确定电能质量扰动的由来。为了做到这一点，需要利用高压线路上的电压波形的可靠图像来识别和测量高压系统中的谐波水平。遗憾的是，因为上述传统的CVT变压器提供了高压网络上的谐波的较差图像，所以上述传统的CVT变压器没有提供用于电压谐波测量的行业所需要的足够精度。事实上，CVT变压器被调谐为在标称系统频率(即50Hz或60Hz)处谐振，使得在窄频带上获得CVT精度。因为最低频率谐振出现在约数百Hz处，由此传统CVT不能被用于谐波测量。为了能够通过传统的CVT至少监视谐波，在本领域中已经引入了作为传统CVT的改型的添加有额外设备的一些装备。例如，第一类型的这种经修改的CVT是如由传奇集团开发的、包括谐波监视端子的传统CVT。第二已知类型的经修改的CVT是包括PQ-sensorTM的传统CVT。利用这种类型的经修改的CVT变压器，可以监视高压系统中的谐波，同时仍然能够执行CVT的传统任务(例如高压测量、保护继电器、高频通信)。第一类型的经修改的CVT装备包含谐波监视端子(HMT)，该谐波监视端子除了其他元件之外还包括第三电容器。传奇集团设计了具有HMT端子的产品名称为TCVT的这种类型的经修改的CVT装备。这样的装备产品的谐波监视性能在约50Hz至3kHz的频率范围内为约±5％的精度。第二类型的经修改的CVT装备包含PQ-sensorTM。可以在文献EP1295133B1(2001，GhassemiForoozan)的公开内容中找到PQ-传感器TM背后的技术，该文献公开了一种包括电流传感器装置和测量装置的CVT，该电流传感器装置被设置成感测在CVT的至少一个电容器中流动的电流，该测量装置被设置成根据所感测的电流值提供所施加的输入电压的谐波值的测量。例如，传奇集团将这样的PQ-sensorTM添加到其传统CVT，以销售例如具有PQ-sensorTM的产品名称为TCVT的这种第二类型的经修改的CVT装备产品，这样的装备产品适于不同的应用，如谐波监视、收益计量、保护和PLC。这样的装备产品的谐波监视性能在约50Hz至6kHz的频率范围内为约±3％的精度。在本领域中，为了以高精度测量电压谐波，迄今所用的最佳解决方案由精密高压电阻器电容器式分压器(RCD)、另一类型的高压仪器变压器构成。精密高压RCD分压器是如下变压器：其提供与所施加的高压电压输入成比例的低压输出并且从直流(DC)直到大于10kHz几乎是线性的：典型地可以在该频率范围内以优于1％的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于逐步降低高压系统中的输入高压(VIN)的高压分压器，其中，在分压器输入端子(TIN)处施加所述输入高压(VIN)，并且其中，在分压器输出端子集(TOUT1，TOUT2)处提供输出电压集(VOUT1，VOUT2)；其中，所述分压器包括初级部分(P1)和次级部分(P2)，所述初级部分(P1)和所述次级部分(P2)彼此电连接，使得所述初级部分(P1)的输出为所述次级部分(P2)的输入；其中，所述初级部分(P1)的输入端子是所述分压器输入端子(TIN)，并且所述次级部分(P2)的输出是所述分压器输出集(TOUT1，TOUT2)；其中，所述初级部分(P1)包括第一组件(A1)和第二组件(A2)，所述第一组件(A1)和所述第二组件(A2)被包括在绝缘装置(INS)内并且针对输入具有相同的输入端子，即所述分压器输入端子(TIN)；所述第一组件(A1)是包括第一高压电容器(C1H)和中压电容器(CM)的第一电容器堆；所述第二组件(A2)包括第二电容器堆和电阻器堆，所述第二电容器堆和所述电阻器堆彼此并联地电连接；所述第二电容器堆包括第二高压电容器(C2H)和低压电容器(CL)；所述电阻器堆包括高压电阻器(RH)和低压电阻器(RL)；其中，所述初级部分(P1)的输出是中间端子集(TINT1，TINT2)，所述中间端子集(TINT1，TINT2)至少包括：‑第一中间端子(TINT1)，所述第一中间端子(TINT1)连接至所述第一电容器堆的所述两个电容器(C1H，CM)之间的点(PCC1)；‑第二中间端子(TINT2)，所述第二中间端子(TINT2)连接至链路，该链路将所述第二电容器堆的所述两个电容器(C2H，CL)之间的点(PCC2)与所述电阻器堆的所述两个电阻器(RH，RL)之间的点(PRR)相连接；其中，所述次级部分(P2)包括电磁单元(UEM)，并且其中，所述次级部分输出集(TOUT1，TOUT2)至少包括：‑源自于所述第一中间端子(TINT1)、通过所述电磁单元(UEM)被处理的第一输出端子子集(TOUT1)，所述第一输出端子子集(TOUT1)被设置成提供要用于在标称频率范围处测量所述输入电压(VIN)的幅值的第一输出电压子集(VOUT1)；‑源自于所述第二中间端子(TINT2)的第二输出端子(TOUT2)，所述第二输出端子(TOUT2)被设置成提供要用于测量所述输入高压(VIΝ)的波形的第二输出电压(VOUT2)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.27 EP 13186318.51.一种用于逐步降低高压系统中的输入高压(VIN)的高压分压器，
其中，在分压器输入端子(TIN)处施加所述输入高压(VIN)，并且其中，
在分压器输出端子集(TOUT1，TOUT2)处提供输出电压集(VOUT1，VOUT2)；
其中，所述分压器包括初级部分(P1)和次级部分(P2)，所述初级
部分(P1)和所述次级部分(P2)彼此电连接，使得所述初级部分(P1)
的输出为所述次级部分(P2)的输入；其中，所述初级部分(P1)的输
入端子是所述分压器输入端子(TIN)，并且所述次级部分(P2)的输出是
所述分压器输出集(TOUT1，TOUT2)；
其中，所述初级部分(P1)包括第一组件(A1)和第二组件(A2)，
所述第一组件(A1)和所述第二组件(A2)被包括在绝缘装置(INS)内
并且针对输入具有相同的输入端子，即所述分压器输入端子(TIN)；
所述第一组件(A1)是包括第一高压电容器(C1H)和中压电容器(CM)
的第一电容器堆；
所述第二组件(A2)包括第二电容器堆和电阻器堆，所述第二电容
器堆和所述电阻器堆彼此并联地电连接；所述第二电容器堆包括第二高压
电容器(C2H)和低压电容器(CL)；所述电阻器堆包括高压电阻器(RH)
和低压电阻器(RL)；
其中，所述初级部分(P1)的输出是中间端子集(TINT1，TINT2)，所
述中间端子集(TINT1，TINT2)至少包括：
-第一中间端子(TINT1)，所述第一中间端子(TINT1)连接至所述第
一电容器堆的所述两个电容器(C1H，CM)之间的点(PCC1)；
-第二中间端子(TINT2)，所述第二中间端子(TINT2)连接至链路，
该链路将所述第二电容器堆的所述两个电容器(C2H，CL)之间的点(PCC2)
与所述电阻器堆的所述两个电阻器(RH，RL)之间的点(PRR)相连接；
其中，所述次级部分(P2)包括电磁单元(UEM)，并且其中，所述

【专利技术属性】
技术研发人员：洛伦佐·焦瓦内利，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE