一种电子式电压互感器制造技术

本发明专利技术涉及互感器技术领域，特别是一种电子式电压互感器，包括三个串联电阻及相位补偿电容C组成的电路结构，所述三个串联电阻包括最上端的高压电阻R1，连接在高压电阻下端的中压电阻R2，及连接在中压电阻R2下端的低压电阻R3，所述相位补偿电容C并联设置在中压电阻R2上，电压二次信号引出线并联设置在低压电阻R3上；所述高压电阻R1的阻值在10MΩ‑200MΩ之间，所述中压电阻R2的阻值在100kΩ‑10MΩ之间，所述低压电阻R3的阻值在1kΩ‑100 kΩ之间，所述相位补偿电容C的电容值在0.1nF～50nF之间。

【技术实现步骤摘要】
一种电子式电压互感器
本专利技术涉及互感器
，特别涉及一种电子式电压互感器。
技术介绍
在高压测量、监控和保护中，常采用一种电阻分压的电子式电压互感器取代传统的电磁式电压互感器，它具有体积小、重量轻、不饱和、无铁磁谐振等许多优点。现有技术中采用电阻分压的电子式电压互感器如图1所示，电阻R1和R2串联，电容C并联在电阻R2上，电压二次信号引出线也并联在电阻R2上，此种结构存在很多不完善的地方，比如相位偏差、易受干扰、稳定性差等，其相位偏差图如图2所示，输出电压落后于输入电压一个角度α，这是由电阻分压器自身分布电容特性造成的。凡采用电阻分压的高压电子式电压互感器，他的核心元件分压电阻不可避免的会受到分布参数的影响，这些分布参数包括：分压器高低压臂电阻间的分布电容，分压器本体的纵向电容，高压电极在内的高压端对分压器本体的杂散电容，分压器本体分别对高压端、对地的杂散电容，分压器对外界运行环境的杂散电容。正是这些分布参数的存在使分压器的技术参数变得复杂起来，使施加的高压不再沿分压器本体的总长度均匀降落，轴向电位不再等梯度均匀分布，从而导致实际输出与理论值存在幅值和相位误差。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术通过采用三电阻串联加并联电容补偿相位结构，从而减小由电阻分压器分布电容引起的电子式互感器的相位偏差，提高电子式电压互感器测量精度。本专利技术的技术方案为：一种电子式电压互感器，其特征在于，包括三个串联电阻及相位补偿电容C组成的电路结构，所述三个串联电阻包括最上端的高压电阻R1，连接在高压电阻下端的中压电阻R2，及连接在中压电阻R2下端的低压电阻R3，所述相位补偿电容C并联设置在中压电阻R2上，电压二次信号引出线并联设置在低压电阻R3上；所述高压电阻R1的阻值在10MΩ-200MΩ之间，所述中压电阻R2的阻值在100kΩ-10MΩ之间，所述低压电阻R3的阻值在1kΩ-100kΩ之间，所述相位补偿电容C的电容值在0.1nF～50nF之间。所述电子式电压互感器应用于输入电压为10-35kV的电路。所述电子式电压互感器应用于输入电压为10kV的电路。所述电路中中压电阻R2上加载的电压不超过2000V。所述电路中通过三个串联电阻的电流小于10mA。所述电路中通过三个串联电阻的电流在0.05-1mA之间。附图说明图1为现有技术电子式电压互感器的电路连接图；图2为现有技术输出电压和输入电压的相量图；图3为本专利技术电子式电压互感器的电路连接图；图4为本专利技术输出电压和输入电压的相量图。具体实施方式以下将结合附图及实验数据对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。参考图1，在现有技术的电子式电压互感器电路图中，电阻R1和R2串联，电容C(模拟电阻分压器的对地杂散分布电容)并联在电阻R2上，电压二次信号引出线也并联在电阻R2上；输入电压为电阻R1上的电压为电阻R2上的电压(即输出电压)为通过电阻R1的电流为比较输出电压与输入电压的相位关系。采用相量法计算过程如下：(其中2*f＝100)ZC＝-jXC由向量式故令因此所以，输出电压滞后输入电压一个角度参考图2，电压相量关系图，设输入电压处于第一象限并与输出电压夹角为α，即输出电压滞后输入电压一个角度α。本专利技术的技术方案如图3所示，高压电阻R1、中压电阻R2、低压电阻R3串联(与其并联的分压器对地杂散电容先不予考虑)，电容C(补偿电容)并联在中压电阻R2上，电压二次信号引出线并联在电阻R3上；输入电压为电阻R1上的电压为电阻R2上的电压为电阻R3上的电压(即输出电压)为通过电阻R1的电流为比较输出电压与输入电压的相位关系。采用相量法计算过程如下：由向量式令因此所以，电压超前输入电压一个角度参考图4，电压相量关系图，设输入电压输出电压均处于第一象限，在上方且两者之间的夹角为α，即输出电压超前输入电压一个角度α。综上所述，对于两电阻技术方案，由于分压器对地杂散电容的存在，会导致输出电压滞后输入电压，产生相位差，引起测量误差。采用本专利技术的三电阻技术方案，通过在中压电阻上加装补偿电容，可以使输出电压超前输入电压一个角度α，从而弥补分压器对地杂散电容产生输出电压滞后输入电压某一个角度的缺陷，使得输出电压与输入电压之间的相位趋于一致。在三电阻技术方案中，只要选取合适的补偿电容，使其产生的相位超前效果抵消分压器对地杂散电容产生的相位滞后效果，输出电压与输入电压之间就不会有相位差了。本专利技术的电子式电压互感器结构可用于10-35kV的电路，优选用于10kV的电路。在10kV的电路中，高压电阻R1，中压电阻R2，低压电阻R3的选配应该保证：1)中压电阻R2上加载的电压不超过2000V；2)通过三电阻的电流小于10mA，优选0.05-10mA。如果电流太大，长期运行会使电阻产生过热现象，导致产品性能下降，严重影响测量精度。如下设置为优选设置方案：1)高压电阻R1的阻值介于10MΩ-200MΩ之间；2)中压电阻R2的阻值介于100kΩ-10MΩ之间；3)低压电阻R3的阻值在1kΩ-100kΩ之间；4)相位补偿电容C的电容值在0.1nF～50nF之间。以下通过三个实施例来说明专利技术的技术方案所达到的效果。实施例一：R1＝50MΩ，R2＝1MΩ,R3＝16.5kΩ，电容C＝2nF，输入电压设由计算可以得出，输出电压超前输入电压角度为0.51°，从而弥补分压器对地杂散电容产生输出电压滞后输入电压相应角度的缺陷。通过高压电阻R1和低压电阻R3的电流加载在中压电阻R2上的电压通过中压电阻R2的电流所以以上数值选取符合系统要求。实施例二：R1＝50MΩ，R2＝1MΩ,R3＝16.5kΩ，电容C＝1nF，输入电压设由计算可以得出，输出电压超前输入电压角度为0.33°，从而弥补分压器对地杂散电容产生输出电压滞后输入电压相应角度的缺陷。通过高压电阻R1和低压电阻R3的电流加载在中压电阻R2上的电压通过中压电阻R2的电流所以以上数值选取符合系统要求。实施例三：R1＝50MΩ，R2＝2MΩ,R3＝16.5kΩ，电容C＝1nF，输入电压设由计算可以得出，输出电压超前输入电压角度为1°，从而弥补分压器对地杂散电容产生输出电压滞后输入电压相应角度的缺陷。通过高压电阻R1和低压电阻R3的电流加载在中压电阻R2上的电压通过中压电阻R2的电流以上数值选取符合系统要求。由以上计算可得出，本专利技术的电子式电压互感器的电路结构，输出电压的相位超前于输入电压相位，有效解决了现有技术中输出电压相位滞后的缺陷，提高了电子式电压互感器的测量精度，具有显著的进步性。以上公开的仅为本专利技术的实施例，但是，本专利技术并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子式电压互感器，其特征在于，包括三个串联电阻及相位补偿电容C组成的电路结构，所述三个串联电阻包括最上端的高压电阻R1，连接在高压电阻下端的中压电阻R2，及连接在中压电阻R2下端的低压电阻R3，所述相位补偿电容C并联设置在中压电阻R2上，电压二次信号引出线并联设置在低压电阻R3上；所述高压电阻R1的阻值在10MΩ‑200MΩ之间，所述中压电阻R2的阻值在100kΩ‑10MΩ之间，所述低压电阻R3的阻值在1kΩ‑100 kΩ之间，所述相位补偿电容C的电容值在0.1nF～50nF之间。

【技术特征摘要】
1.一种电子式电压互感器，其特征在于，包括三个串联电阻及相位补偿电容C组成的电路结构，所述三个串联电阻包括最上端的高压电阻R1，连接在高压电阻下端的中压电阻R2，及连接在中压电阻R2下端的低压电阻R3，所述相位补偿电容C并联设置在中压电阻R2上，电压二次信号引出线并联设置在低压电阻R3上；所述高压电阻R1的阻值在10MΩ-200MΩ之间，所述中压电阻R2的阻值在100kΩ-10MΩ之间，所述低压电阻R3的阻值在1kΩ-100kΩ之间，所述相位补偿电容C的电容值在0.1nF～50nF之间。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑萍，
申请(专利权)人：杭州零尔电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33