一种具有电能质量监测功能的电容式电压互感器制造技术

本发明专利技术属于互感器设计技术领域，具体提供一种具有电能质量监测功能的电容式电压互感器，包括阻容分压器、电磁单元和二次测量装置；阻容分压器的输入端连接输入的高压，阻容分压器的输出端分别连接电磁单元和二次测量装置；阻容分压器，用于将一次侧输入的高压降低为中间电压并实现直流分量的信号采集；电磁单元，用于将阻容分压器输出的中间电压进行变换处理输出二次侧电压；二次测量装置，用于将阻容分压器分出的中间电压经过幅值和相位的调整连接外部的电能质量分析设备。除具备常规电容式电压互感器的功能外，还可以电能质量的测量和产品一次回路电流的监测。和产品一次回路电流的监测。和产品一次回路电流的监测。

【技术实现步骤摘要】
一种具有电能质量监测功能的电容式电压互感器


[0001]本专利技术涉及互感器设计
，具体涉及一种具有电能质量监测功能的电容式电压互感器。

技术介绍

[0002]现有电容式电压互感器由电容分压器和电磁单元两部分组成，电容分压器将产品一次侧高压信号降低为中压信号，然后经过电磁单元转变为计量、测量、保护信号。
[0003]现有电容式电压互感器仅可用于工频下对一次高压信号的测量，在其他低频或高频下误差很大，不满足测量精度要求，无法对电能质量进行测量分析。

技术实现思路

[0004]现有电容式电压互感器仅可用于工频下对一次高压信号的测量，在其他低频或高频下误差很大，不满足测量精度要求，无法对电能质量进行测量分析的问题，本专利技术提供一种具有电能质量监测功能的电容式电压互感器。
[0005]本专利技术的技术方案是：本专利技术技术方案提供一种具有电能质量监测功能的电容式电压互感器，包括阻容分压器、电磁单元和二次测量装置；阻容分压器的输入端连接输入的高压，阻容分压器的输出端分别连接电磁单元和二次测量装置；阻容分压器，用于将一次侧输入的高压降低为中间电压并实现直流分量的信号采集；电磁单元，用于将阻容分压器输出的中间电压进行变换处理输出二次侧电压；二次测量装置，用于将阻容分压器分出的中间电压经过幅值和相位的调整连接外部的电能质量分析设备。
[0006]阻容分压器将一次侧输入的高压降低为中间电压并实现直流分量的信号采集；电磁单元将阻容分压器输出的中间电压进行变换处理输出二次侧电压；二次测量装置将阻容分压器分出的中间电压经过幅值和相位的调整连接外部的电能质量分析设备。通过对幅值和相位的调整进行不同带宽的电能质量分析。
[0007]优选地，阻容分压器包括电阻部分和电容部分；电阻部分包括第一电阻和第二电阻，电容部分包括第一电容和第二电容；并联连接的第一电容和第一电阻构成高压臂，高压臂的输出端为阻容分压器的中间端；并联连接的第二电容和第二电阻构成低压臂；低压臂的输出端为阻容分压器的末端；第一电容与第二电容连接，第一电阻与第二电阻连接。
[0008]第二电阻和第二电容还用于提供二次测量装置的输入阻抗。
[0009]优选地，电磁单元包括中间变压器、补偿电抗器、阻尼器、过电压保护器；中间变压器一次侧第一端连接阻容分压器的中间端，过电压保护器和补偿电抗器并联连接，并联连接后的过电压保护器和补偿电抗器一端连接到中间变压器一次侧的第二端， 并联连接后的过电压保护器和补偿电抗器的另一端与阻容分压器的末端连接；中间变压器二次侧包括主绕组和剩余绕组；剩余绕组的两端之间连接阻尼器。
[0010]补偿电抗器主要用于补偿阻容分压器的电抗，使产品处于串联谐振状态，二次侧电压与一次高压相位相同，电压幅值成正比。阻尼器用于内部消除因电压波动产生的铁磁谐振，过电压保护器与补偿电抗器并联，限制其两端的电压幅值，对铁磁谐振抑制起辅助作用。
[0011]优选地，二次测量装置包括幅值和相角调整设备和双屏蔽电缆；阻容分压器分出的中间电压，经过幅值和相角调整设备进行幅值和相角的调整后，通过双屏蔽电缆连接到外部的电能质量分析设备。
[0012]优选地，在阻容分压器的末端引出线上安装零磁通电流互感器，用于测量阻容分压器的电流。通过测试电流的分析，辅助进行一次侧高压电能质量的分析。
[0013]优选地，电容部分采用聚丙烯薄膜和聚酯薄膜复合结构作为绝缘介质，提高了电容器电容值的稳定性。
[0014]优选地，电阻部分采用Cr20Ni80的电热合金制作而成；Cr20Ni80为铬20镍80。
[0015]每个电阻是通过将电热合金整体分为若干单元，并由若干单元串联组成，每个电阻采用双折线无感绕制方法生产，且呈圆筒状；电阻与电容并联是通过将圆筒状的电阻套装在电容芯子四周来实现；电容设计实现电容两端的压降和与该电容并联的电阻两端的压降相等。确保阻容分压器电位分布均匀。为降低电阻上的发热功率和阻容分压器的温升，一般电阻上的额定电流设置在微安级。
[0016]优选地，中间变压器包括铁芯，铁芯的外部依次设有低压线圈、绝缘筒、高压线圈；铁芯采用C形铁芯结构，铁芯的截面为八边形；中间变压器二次侧的低压线圈外部使用第一阈值厚度的铜箔绕制接地屏，低压线圈的主绕组匝数为80匝，低压线圈的剩余绕组匝数139匝；低压线圈的主绕组包括第一绕组和第二绕组；第一绕组导线采用缩醛漆包铜扁线，绕制四层；第二绕组导线采用缩醛漆包铜圆线，绕制两层；剩余绕组导线采用缩醛漆包铜圆线，绕制两层；绕组层间绝缘使用两层电缆纸，绕组之间使用四层电缆纸。
[0017]优选地，中间变压器一次侧的高压线圈的绕组匝数为14100匝；高压线圈采用阶梯宝塔形绕制方式；高压线圈包括主绕组和调节绕组；高压线圈主绕组绕制完成后，在外部绕制调节绕组；高压线圈的调节绕组外侧包绕高压屏，高压屏上焊接中压引线，高压屏外使用绝缘纸板同时绕制八层绝缘；高压调节绕组引出的中压引线焊接至调节端子板上，并固定在高压线圈顶部，调
节端子使用带锁插簧端子。
[0018]优选地，阻尼器采用硅钢片材质铁芯，导线使用缩醛漆包铜圆线。
[0019]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：除具备常规电容式电压互感器的功能外，还可以电能质量的测量和产品一次回路电流的监测。采用阻容分压器原理替代电容分压，实现直流分量的信号采集。阻容分压器输出的末端增加零磁通电流互感器，实现产品一次回路电流的监测。阻容分压器电阻部分的低感抗绕制和布置方式。电磁单元中间变压器铁芯采用C形结构和高压线圈采用阶梯宝塔形绕制方式。
[0020]此外，本专利技术设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
[0021]由此可见，本专利技术与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术一个实施例的电路连接示意图。
[0024]图2是本专利技术一个实施例的高压线圈阶梯宝塔形结构示意图。
[0025]图3是调节绕组原理示图。
[0026]图4是铁芯结构示意图。
[0027]图中，H
‑
高压连接点，H＇
‑
中压连接点，C1
‑
第一电容，C2
‑
第二电容，R1
‑
第一电阻，R2
‑
第二电阻，1
‑
幅值和相角调整设备，2
‑
双屏蔽电缆，3
‑
阻容分压器，4
‑
电磁单元，T
‑
中间变压器，1a1n
‑
第一绕组，2a2n
‑
第二次绕组，dadn
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有电能质量监测功能的电容式电压互感器，其特征在于，包括阻容分压器、电磁单元和二次测量装置；阻容分压器的输入端连接输入的高压，阻容分压器的输出端分别连接电磁单元和二次测量装置；阻容分压器，用于将一次侧输入的高压降低为中间电压并实现直流分量的信号采集；电磁单元，用于将阻容分压器输出的中间电压进行变换处理输出二次侧电压；二次测量装置，用于将阻容分压器分出的中间电压经过幅值和相位的调整连接外部的电能质量分析设备。2.根据权利要求1所述的具有电能质量监测功能的电容式电压互感器，其特征在于，阻容分压器包括电阻部分和电容部分；电阻部分包括第一电阻和第二电阻，电容部分包括第一电容和第二电容；并联连接的第一电容和第一电阻构成高压臂，高压臂的输出端为阻容分压器的中间端；并联连接的第二电容和第二电阻构成低压臂；低压臂的输出端为阻容分压器的末端；第一电容与第二电容连接，第一电阻与第二电阻连接。3.根据权利要求2所述的具有电能质量监测功能的电容式电压互感器，其特征在于，电磁单元包括中间变压器、补偿电抗器、阻尼器、过电压保护器；中间变压器一次侧第一端连接阻容分压器的中间端，过电压保护器和补偿电抗器并联连接，并联连接后的过电压保护器和补偿电抗器一端连接到中间变压器一次侧的第二端， 并联连接后的过电压保护器和补偿电抗器的另一端与阻容分压器的末端连接；中间变压器二次侧包括主绕组和剩余绕组；剩余绕组的两端之间连接阻尼器。4.根据权利要求3所述的具有电能质量监测功能的电容式电压互感器，其特征在于，二次测量装置包括幅值和相角调整设备和双屏蔽电缆；阻容分压器分出的中间电压，经过幅值和相角调整设备进行幅值和相角的调整后，通过双屏蔽电缆连接到外部的电能质量分析设备。5.根据权利要求3所述的具有电能质量监测功能的电容式电压互感器，其特征在于，在阻容分压器的末端引出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，刘斌，马飞，王彤彤，赵虎，杨涛，于世慧，王瑞辰，孔伟伟，曹昌起，赵岩，王利婧，
申请(专利权)人：山东泰开互感器有限公司，
类型：发明
国别省市：