CN201498356U - 一种电子式组合电力互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子式组合电力互感器，其采用载流母线排、测量电路、分压器、导电棒、圆筒、Rogowski线圈、壳体、信号线、输出端子组成。载流母线排安装在壳体上部，Rogowski线圈和导电棒与载流母线排配连。圆筒与导电棒套装在一起，测量电路与分压器和Rogowski线圈配连；分压器和Rogowski线圈通过信号线与输出端子配接，测量电路采用了电压测量单元和电流测量单元。优点是：绝缘结构简单、体积小、重量轻，无油，环保、安全、免日常维护；能在很大的电流与电压变化范围内来测量电流、电压；高电压回路与二次低压回路在电气上完全隔离；电子信号输出，可同时满足与其配合使的计量、保护等二次设备的需求，有利于实现变电站的数字化和智能化。

Description

一种电子式组合电力互感器

(一)技术领域：本实用新型涉及一种电力设备，特别是一种电子式组合电力互感器，其主要用于户外10kV、35kV等级的电力***中，可与断路器配套使用。与各种保护测量装置、电子式电能表计配套使用，同时实现计量、测量、控制、保护和数据传输等多重功能。能给电子式电能测量控制仪器准确提供与一次电流、电压成比例的小电流、小电压信号，供计量、测量用，也能在电力***出现短路故障时，给数字式继电器等保护测量装置提供信号，确保其准确动作。

(二)背景技术：目前，电力***多采用传统的电磁式电流互感器、电压互感器和电容式电压互感器实现对电压、电流信号的测量。电磁式互感器基于电磁感应原理工作，电磁式互感器从铁心材料、制作工艺的不断改进，到为提高测量的准确度而采取的各种补偿措施，电磁式电压互感器已经发展到相当成熟的阶段。电磁式互感器具有在线性范围内测量准确度高、制造工艺成熟、试验校验规范、有国家标准可以依据等优势，在很长的时间内适应了电力***测量要求。但是电磁式互感器受其传感机理的限制，某些性能仍然无法令人满意，主要存在的问题如下：1)绝缘结构复杂，体积笨重，造价高；2)电流互感器线性度低，在短路时容易饱和，静态和动态准确范围小；3)电压互感器可能出现铁磁谐振，损坏设备，且二次测量不能短路；电流互感器在很大的短路电流下磁饱和，二次测量不能开路；4)由电流、电压互感器引至二次保护控制设备的电缆是电磁干扰的重要途径；5)采用油浸纸绝缘易燃、易爆不安全；⑥随着微机保护技术和现代测量装置的发展，继电保护装置和二次测量及其自动装置不需要大功率驱动，电磁式互感器的输出信号不能直接和微机相连，难以适应电力***自动化、数字化发展的趋势。

(三)发明内容：本实用新型的目的是，针对上述现有技术存在的不足进行改进，提出并设计一种电子式组合电力互感器。

本实用新型的技术解决方案是，采用载流母线排、壳体、Rogowski线圈，其特征在于，采用了测量电路、分压器、导电棒、圆筒、Rogowski线圈、信号线、输出端子，载流母线排安装在壳体上部，在壳体内，Rogowski线圈与载流母线排配连，载流母线排与导电棒连接，圆筒与导电棒套装在一起，测量电路与分压器和Rogowski线圈配连；分压器通过信号线与输出端子配接，Rogowski线圈通过信号线与输出端子配接，测量电路采用了电压测量单元和电流测量单元。

其特征在于，电压测量单元和电流测量单元采用环氧树脂真空浇铸成一体。

其特征在于，分压器采用电容分压器。

其特征在于，分压器是采用在导电棒上套有的用绝缘材料做成的圆筒，再在圆筒外边贴有双层柔性电路板构成。

其特征在于，载流母线排与导电棒相互垂直配连。

其特征在于，Rogowski线圈浇铸在载流母线排上。

其特征在于，Rogowski线圈上设置有信号处理及信号放大电路。

其特征在于，壳体与集中控制室配连。

其特征在于，壳体与集中控制室之间采用光纤配连。

其特征在于，集中控制室内安装有合并单元，合并单元通过光纤与壳体上的输出端子配接。

与现有类似产品的相比，本实用新型的产品结构的创新在于：

一、采用印刷电路板技术制作Rogowski线圈，以克服传统Rogowski线圈缺点。

普通的Rogowski线圈很难做到线圈均匀绕制，这种普通的Rogowski线圈(罗氏线圈)存在有层间电容增大误差的缺点，导致其在工业生产中参数一致性很难得到保证，从而影响其测量电流时的准确性。本实用新型通过采用工艺成熟的印刷电路板(PCB板)技术解决以上问题。

此外，通过电子电路设计软件(Protel)设计出所需要的Rogowski线圈(罗氏线圈)电路图，而后将印制导线均匀布置在印刷电路板上。数字加工技术能从工艺上保证线匝的截面积相等。这样制作出的线圈不仅克服了传统式的Rogowski线圈(罗氏线圈)的缺点，而且灵敏度、测量精度及性能稳定性都要优于普通的由铜线绕制的线圈。采用印刷电路板加工技术制作的Rogowski线圈克服了传统式的Rogowski线圈的缺点，具有线匝、截面积均匀，制作工艺简单，适于批量化生产，参数分散性小等特点，且灵敏度、测量精度较好。它能在很宽的频带范围内保持很好的线性度。

二、采用同轴结构的电容分压器作为分压器，其分压比的稳定可靠。

一般的电容分压器结构复杂、体积较大，经拆卸或重新安装后必须重新标定，使用很不方便。采用同轴结构的电容分压器，其内外筒作为分压器的高低压臂电容极板，从而达到结构简单且电容值相对稳定，保证了分压比的稳定可靠。与一般电容分压器相比，同轴电容分压器具有不影响传输线内的主电场；不影响传输线内的主波传输，无畸变被测波形；传输线内外筒相对位置固定，保证了分压器电容值不变，***拆装后不需要重新标定。

本实用新型的优点是：1)无铁心、绝缘油等，绝缘结构简单、体积小、重量轻；2)由于不含铁芯，不存在磁饱和与铁磁谐振问题，能在很大的电流与电压变化范围内以高速动作、准确、抗干扰的宽频带性能来测量电流、电压；3)高电压回路与二次低压回路在电气上完全隔离；4)干式浇注绝缘，无油，环保、安全、免日常维护；5)电子信号输出，可同时满足与其配合使的计量、保护等二次设备的需求，有利于实现变电站的数字化和智能化。

(四)附图说明：

图1、本实用新型的基本结构示意图；

图2、本实用新型的实施例二的结构示意图。

(五)具体实施方式：

下面，结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

如图1所示，本实用新型给出的实施例一，采用载流母线排1、测量电路2、分压器、导电棒3、圆筒4、Rogowski线圈6、壳体7、信号线8、9、输出端子10组成。在壳体7内，载流母线排1安装在壳体7上部，Rogowski线圈6与载流母线排1配连，载流母线排1与导电棒3连接，圆筒4采用绝缘材料制作。圆筒4与导电棒3套装在一起，测量电路2与分压器和Rogowski线圈6配连；测量电路2采用了电压测量单元和电流测量单元。电压测量单元和电流测量单元采用环氧树脂真空浇铸成一体。电压测量单元与分压器电连接。电流测量单元与Rogowski线圈6电连接。分压器通过信号线9与输出端子配接，Rogowski线圈6通过信号线8与输出端子10配接。

分压器采用电容分压器。分压器的具体结构是采用在导电棒3上套有的用绝缘材料做成的圆筒4，再在圆筒4外边贴有双层柔性电路板5构成。载流母线排1与导电棒3相互垂直配连。Rogowski线圈6浇铸在载流母线排1上。Rogowski线圈6上设置有信号处理及信号放大电路。Rogowski线圈6采用印刷电路板技术(PCB)制作。

本实用新型采用电容分压测量电压，由于载流母线排1与导电棒3相互垂直，可以增加爬电距离。在柔性电路板5上设置有信号处理及信号放大电路，这样可以提高信号的信噪比，预放大电压信号。采用Rogowski线圈6测量电流，输出的电压信号及输出的电流信号由信号线分别由信号线9、8送至输出端子10，再从输出端子10送出。

如图2所示，本实用新型的实施例二，采用载流母线排1、测量电路2、分压电容器、导电棒3、圆筒4、Rogowski线圈6壳体7、信号线8、9、输出端子10、光纤11、合并单元12、集中控制室13组成。载流母线排1壳体7上部，在壳体7内，载流母线排1安装在壳体7上部，Rogowski线圈6与载流母线排1配连，载流母线排1与导电棒3连接，圆筒4采用绝缘材料制作。圆筒4与导电棒3套装在一起，测量电路2与分压器和Rogowski线圈6配连；测量电路2采用了电压测量单元和电流测量单元。电压测量单元和电流测量单元采用环氧树脂真空浇铸成一体。电压测量单元与分压器电连接。电流测量单元与Rogowski线圈6电连接。分压器和Rogowski线圈6连接。分压器是采用在导电棒3上套有的用绝缘材料做成的圆筒4，再在圆筒4外边贴有双层柔性电路板5构成。载流母线排1与导电棒3相互垂直配连。Rogowski线圈6浇铸在载流母线排1上。Rogowski线圈6上设置有信号处理及信号放大电路。Rogowski线圈6采用印刷电路板技术(PCB)制作。

实施例二是在实施例一的基础上配连集中控制室13。壳体7与集中控制室13之间采用光纤11配连。集中控制室13配有合并单元12，合并单元12安装在集中控制室13内，合并单元12通过光纤11与壳体7上的输出端子10配接。

采用电容分压测量电压。由于载流母线排1与导电棒3相互垂直，可以增加爬电距离。在柔性电路板5上设置有信号处理及信号放大电路，这样可以提高信号的信噪比，预放大电压信号。采用Rogowski线圈6测量电流，输出的电压信号及输出的电流信号分别由信号线9、8送至输出端子10，再从输出端子10送至集中控制室13的合并单元12，在合并单元12中经过数据处理后，可再传送至二次设备。

按照本实用新型实例一和实施例二加工制造的产品的技术指标如下：

额定电压：10kV、35kV；

额定一次电流：50A-2500A；

准确度：0.2级，5P25；

保护接口在过电流倍数20倍下暂态误差约5％；

数字数据速率：20fr、48fr、80fr(fr＝50Hz或60Hz)；

Claims (10)

1.一种电子式组合电力互感器，采用载流母线排、壳体、Rogowski线圈，其特征在于，采用了测量电路(2)、分压器、导电棒(3)、圆筒(4)、Rogowski线圈(6)、信号线(8)、(9)、输出端子(10)，载流母线排(1)安装在壳体(7)上部，在壳体(7)内，Rogowski线圈(6)与载流母线排(1)配连，载流母线排(1)与导电棒(3)连接，圆筒(4)与导电棒(3)套装在一起，测量电路(2)与分压器和Rogowski线圈(6)配连；分压器通过信号线(9)与输出端子(10)配接，和Rogowski线圈(6)通过信号线(8)与输出端子(10)配接，测量电路(2)采用了电压测量单元和电流测量单元。

2.根据权利要求1所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，电压测量单元和电流测量单元采用环氧树脂真空浇铸成一体。

3.根据权利要求1所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，分压器采用电容分压器。

4.根据权利要求1所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，分压器是采用在导电棒(3)上套有的用绝缘材料做成的圆筒(4)，再在圆筒(4)外边贴有双层柔性电路板(5)构成。

5.根据权利要求1所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，载流母线排(1)与导电棒(3)相互垂直配连。

6.根据权利要求1所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，Rogowski线圈(6)浇铸在载流母线排(1)上。

7.根据权利要求1所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，Rogowski线圈(6)上设置有信号处理及信号放大电路。

8.根据权利要求1所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，壳体(7)与集中控制室(13)配连。

9.根据权利要求9所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，壳体(7)与集中控制室(13)之间采用光纤(11)配连。

10.根据权利要求8或9所述的一种电子式组合电力互感器，其特征在于，集中控制室(13)内安装有合并单元(12)，合并单元(12)通过光纤(11)与壳体(7)上的输出端子(10)配接。

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