專利名稱：一種電子式電流電壓組合互感器的制作方法
技術領域：
一種電子式電流電壓組合互感器技術領域[0001 ] 本實用新型屬于輸變電設備高壓電器領域，涉及一種高壓電子式電流電壓組合 互感器，具體地說涉及一種可用于66kV 750kVGIS (或HGIS)的電子式電流電壓組合 互感器，其適用于66kV、llOkV、220kV、330kV、500kV及750kV電壓等級電網的GIS 或HGIS變電站中的電能計量、繼電保護和電量監測。
背景技術：
[0002]GIS (Gas Insulated Switchgear,氣體絕緣開關)是將斷路器、隔離/接地開關、電流/電壓互感器及母線等輸變電所需元件密封在氣體絕緣金屬外殼內的高壓組合電器， HGIS (Hybrid Gas Insulated Switchgear)是一種介于 GIS 和 AIS 之間的高壓開關設備，GIS 及HGIS具有結構緊湊、占地面積小、安裝方便、運行可靠、免維護等特點。目前，GIS 及HGIS中使用的電流互感器和電壓互感器均是電磁式互感器，隨著電壓等級的提高，電 磁式電流互感器和電壓互感器因其固有缺陷已不能適應電力系統的發展，具體體現在[0003](1)電磁式互感器的制作難度、工藝、成本、體積及重量會隨著電壓等級的提高 而成倍增加，且絕緣特性不好，耐受雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓的能力差；[0004](2)鐵心磁化曲線的非線性導致電流互感器的動態范圍小，在大電流特別是含衰 減直流分量的故障電流作用下電流互感器易飽和；[0005](3)電壓互感器易發生鐵磁諧振；[0006](4)電流互感器二次開路及電壓互感器二次短路均會對設備及人員帶來危害；[0007](5)互感器的誤差與負載有關，負載變化可能會導致互感器的誤差超差；[0008](6)電流互感器和電壓互感器不能組合為一體，應用不靈活；[0009](7)電磁式互感器的輸出不能直接與數字化二次設備接口，不能適應數字化變電 站發展的需求。[0010]目前基于空芯線圈及LPCT的GIS電子式電流互感器已有工程應用，但GIS電子 式電壓互感器還是采用常規電壓互感器加就地數據采集的方式實現，此種方式一方面不 能解決常規電壓互感器易發生鐵磁諧振等缺點，而且不能實現電流電壓組合式互感器， 不能適應數字化變電站的發展需求。[0011]基于前述分析，本設計人致力于研制一種電流電壓組合式互感器結構，本案由 此產生。實用新型內容[0012]本實用新型的主要目的，在于提供一種電子式電流電壓組合互感器，可同時具 有電流互感器和電壓互感器的功能，且工作可靠性高。[0013]為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是[0014]一種電子式電流電壓組合互感器，包括一罐體、二空芯線圈、二 LPCT、二電容 分壓環、一密封端子板、一遠端模塊、一箱體、二轉接法蘭、一一次導體和二盆式絕緣子；其中，罐體具有一開口，用于傳感保護用電流信號的空芯線圈分別固定于罐體的兩 側，用于傳感測量用電流信號的LPCT也分別固定于罐體的兩側；兩個電容分壓環分別 設于罐體內側的上下兩端；箱體固定于罐體頂部，并對應罐體的開口形成上下貫通的通 道，而密封端子板設于箱體內的通道位置，并將罐體的開口阻塞，遠端模塊也設于箱體 內，且位于密封端子板的外側；兩個轉接法蘭分別設于罐體的兩側，且各轉接法蘭的端 部還分別固定一個盆式絕緣子，一次導體的兩端分別與兩個盆式絕緣子固定，且所述一 次導體位于兩個電容分壓環之間。[0015]上述罐體的左右兩側分別形成矩形槽，空芯線圈和LPCT均固定于該矩形槽內。[0016]采用上述方案后，本實用新型具有以下特點[0017](1)本實用新型利用空芯線圈及LPCT傳感一次電流，利用同軸電容分壓器傳感 一次電壓，利用遠端模塊就近采集電流/電壓傳感器的輸出信號，利用光纖傳輸信號， 結構及工藝簡單，造價低，體積和重量只有常規電流/電壓互感器的1/4;[0018]( 主絕緣為SF6氣體介質，絕緣性能穩定并可恢復，絕緣裕度大，極大地提高 了電網的安全可靠性；[0019](3)遠端模塊置于罐體上的屏蔽箱體內，電流/電壓傳感器的輸出信號通過帶 玻璃燒結航空插頭的金屬密封端子板引至遠端模塊，電磁干擾及VFTO的影響被有效抑 制；[0020](4)采用LPCT傳感測量用電流信號，采用空芯線圈加硬件積分的技術實現對 保護用電流信號的檢測，電流互感器的精度高(滿足0.2S級要求)、溫度穩定性好(可 在-40°C +75°C溫度范圍正常工作)且具有很好的暫態特性(暫態誤差小于2% )；[0021](5)采用阻容微分電壓傳感器及軟硬件積分相結合的技術實現對一次高電壓的測 量，電壓測量精度高(滿足0.2級要求)、溫度穩定性好(可在-40°C +75°C溫度范圍正 常工作)，且具有很好的暫態特性；[0022](6)電流/電壓傳感器雙重化冗余配置，并且對每個傳感器輸出的模擬信號均采 用雙重化采樣比較技術，避免了采樣異常引起保護誤動的問題，可靠性高。
[0023]
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步詳細說明。[0024]圖1是本實用新型的組合剖視圖；[0025]圖2是本實用新型的側視圖。
具體實施方式
[0026]以下將結合附圖及具體實施例，對本實用新型的結構及工作原理進行詳細說 明。[0027]配合圖1所示，本實用新型提供一種電子式電流電壓組合互感器，包括一個罐 體1、兩個空芯線圈2、兩個LPCT (低功率電流互感器)3、兩個電容分壓環4、密封端子 板5、遠端模塊6、箱體7、兩個轉接法蘭8、一個一次導體9和兩個盆式絕緣子10，下面 分別介紹。[0028]罐體1的內部具有一氣室11，而頂部具有一連通氣室11與外部的開口 12，并在4左右兩側各設有一個矩形槽13。[0029]兩個空芯線圈2分別固定于罐體1的兩個矩形槽13內，所述的空芯線圈2用于 傳感保護用電流信號，該空芯線圈2的輸出信號是被測電流的微分，采用硬件積分技術 對空芯線圈2輸出的微分信號進行積分變換，這樣可使LPCT 3的保護電流信號具有較大 的動態范圍及較好的暫態特性，滿足繼電保護的需求。[0030]兩個LPCT 3分別固定于罐體1的兩個矩形槽13內，所述的LPCT 3用于傳感測量用電流信號，這樣可使其測量電流信號具有較高的測量準確度，滿足電能計量的需 求。[0031]兩個電容分壓環4利用絕緣介質分別固定于罐體1內側，且在本實施例中，將兩 個電容分壓環4分別設于罐體1的上下兩端。[0032]罐體1的頂部開口 12處固定有一箱體7，配合圖2所示，該箱體7可用于屏蔽外 部干擾信號，且對應罐體1的開口 12具有上下貫通的通道。[0033]密封端子板5為金屬材質，并具有玻璃燒結航空插頭，所述的密封端子板5固定 于箱體7內的通道上，并對應罐體1的開口 12位置，一方面將空芯線圈2、LPCT3及電 容分壓環4的輸出信號引至氣室11外，另一方面用于密封氣室11內的氣體；由于GIS斷 路器或隔離開關操作時會產生瞬態過電壓(VFTO)，因此采用密封端子板5可有效地防止 VFTO對遠端模塊6的干擾。[0034]罐體1的兩側分別設有一個轉接法蘭8，且兩個轉接法蘭8的端部還分別固定 有一個盆式絕緣子10，呈圓柱形的一次導體9的兩端分別與兩個盆式絕緣子10固定， 并使得一次導體9位于兩個電容分壓環4之間，這樣，兩個電容分壓環4均位于一次導 體9和罐體1之間，電容分壓環4與一次導體9構成高壓電容Cl，該高壓電容的介質為 SF6氣體，而電容分壓環4與罐體1構成低壓電容C2，該低壓電容的容值易受輸出信號 線分布電容的影響；為了提高電壓測量的穩定性及暫態性能，在前述低壓電容的兩端并 接一個溫度系數為5ppm的小阻值精密電阻R(該電阻設于遠端模塊6內)，所述電阻的阻值遠小于低壓電容的容抗(Λ<< A ),由電阻兩端獲取的信號是被測一次電壓的微分(U2(t) ^ RC )，利用遠端模塊6對其進行積分變換便可獲知一次電壓的信息。[0035]遠端模塊6也設于箱體7內，并固定于密封端子板5的外側。[0036]工作時，空芯線圈2和LPCT 3用于傳感被測的一次電流信息，其中，空芯線 圈2傳感保護用電流信號，LPCT 3傳感測量用電流信號；而各電容分壓環4與兩側的罐 體1、一次導體9構成一個同軸電容分壓器，且兩個電容分壓環4分別是這兩個同軸電容 分壓器的中間電極，該同軸電容分壓器用于傳感被測一次電壓信息，遠端模塊6就地采 集并處理空芯線圈2、LPCT 3及同軸電容分壓器的輸出信號，對每個模擬輸入信號遠端 模塊均設計兩路獨立采樣回路，完成雙重化采樣，實時比較、校驗兩路采樣值，實現采 樣回路硬件自檢功能，避免采樣異常引起保護誤動；而遠端模塊6的輸出信號為數字信 號，該輸出信號利用光纖傳輸。[0037]需要說明的是，本實用新型共配置兩套空芯線圈2、LPCT 3、同軸電容分壓器 及遠端模塊6，兩套測量元件互為備用，其中一套測量元件的故障不會影響另一套測量元 件的正常工作，從而具有更高的可靠性。[0038] 以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護 范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落 入本實用新型保護范圍之內。
權利要求1.一種電子式電流電壓組合互感器，其特征在于包括一個罐體(1)、兩個空芯線圈 (2),兩個LPCT (3)、兩個電容分壓環G)、一個密封端子板(5)、兩個遠端模塊(6)、一 個箱體(7)、兩個轉接法蘭(8)、一個一次導體(9)和兩個盆式絕緣子(10)；其中，罐體 ⑴具有一開口(12)，用于傳感保護用電流信號的空芯線圈(2)分別固定于罐體⑴的兩 側，用于傳感測量用電流信號的LPCT (3)也分別固定于罐體⑴的兩側；兩個電容分壓 環(4)分別設于罐體(1)內側的上下兩端；箱體(7)固定于罐體(1)頂部，并對應罐體 (1)的開口形成上下貫通的通道，而密封端子板(5)設于箱體(7)內的通道位置，并將罐 體(1)的開口(12)阻塞，遠端模塊(6)也設于箱體(7)內，且位于密封端子板(5)的外 側；兩個轉接法蘭(8)分別設于罐體(1)的兩側，且各轉接法蘭(8)的端部還分別固定一 個盆式絕緣子(10)，一次導體(9)的兩端分別與兩個盆式絕緣子(10)固定，且所述一次 導體(9)位于兩個電容分壓環⑷之間。
2.如權利要求1所述的一種電子式電流電壓組合互感器，其特征在于所述罐體(1) 的左右兩側分別形成矩形槽(13)，空芯線圈(2)和LPCT(3)均固定于該矩形槽(13)內。
專利摘要本實用新型公開一種電子式電流電壓組合互感器，包括罐體、二空芯線圈、二LPCT、二電容分壓環、密封端子板、遠端模塊、箱體、二轉接法蘭、一次導體和二盆式絕緣子；罐體具有一開口，空芯線圈分別固定于罐體的兩側，LPCT也分別固定于罐體的兩側；兩個電容分壓環分別設于罐體內側的上下兩端；箱體固定于罐體頂部，并對應罐體的開口形成通道，而密封端子板設于箱體內，并將罐體的開口阻塞，遠端模塊也設于箱體內密封端子板的外側；轉接法蘭分別設于罐體的兩側，且端部分別固定一個盆式絕緣子，一次導體的兩端分別與兩個盆式絕緣子固定，且位于兩個電容分壓環之間。此種組合互感器可同時具有電流互感器和電壓互感器的功能，且工作可靠性高。
文檔編號H01F38/36GK201812667SQ20102053514
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者張廣泰, 曹冬明, 李九虎, 石親民, 羅蘇南, 陳松林, 須雷 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 常州博瑞電力自動化設備有限公司