CN204927012U - 新型高精度多变比电压互感器比对装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种新型高精度多变比电压互感器比对装置，包括一次绕组、二次绕组和铁芯，所述铁芯为R型铁芯，所述一次绕组和二次绕组缠绕于铁芯同一侧，且一次绕组缠绕于二次绕组外，所述一次绕组连接一次侧进线接头，所述二次绕组上每间隔一定变比其相应的绕组处引出抽头接线，每个所述的抽头接线与相应的二次侧进线接头连接。本实用新型提高电压互感器现场误差校验的效率和保证现场误差校验的准确度，在工作中减少故障排查时间、提高现场工作效率。本装置还可以用在变压器变比测试仪变比测量校准考核中，检查变压器变比测试仪测试实际变比的准确度和稳定度。

Description

新型高精度多变比电压互感器比对装置

技术领域

本实用新型涉及电压互感器、变压器变比测试装置。

背景技术

电压互感器作为电能计量装置的重要组成部分，其计量误差特性直接影响电能计量量值的准确性。随着电力***朝着高电压、大容量方向发展，电压互感器计量误差的准确可靠越来越重要。

近几年，电网建设发展迅速，110kV及以上电压等级的新建、扩建与改造的变电站数量众多，故而涉及到大量的新投运电压互感器的校验工作。在对高压互感器现场检定时，往往需要将长途颠簸运输后的标准电压互感器进行误差比对，确定是否因为运输的原因导致标准电压互感器有损坏；在试验室或者现场试验中，如果发现试品误差超差或者误差测试不正确，也往往需要对标准电压互感器进行误差比对以进一步确定是否为误差超差。但目前缺乏能够现场检验电压互感器的设备，增加了现场检验的难度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种提高现场误差校验的效率和保证现场标准电压互感器误差校验的准确度的比对装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：新型高精度多变比电压互感器比对装置，包括一次绕组、二次绕组和铁芯，所述铁芯为R型铁芯，所述一次绕组和二次绕组缠绕于铁芯同一侧，且一次绕组缠绕于二次绕组外，所述一次绕组连接一次侧进线接头，所述二次绕组上每间隔一定变比其相应的绕组处引出抽头接线，每个所述的抽头接线与相应的二次侧进线接头连接。

所述一次绕组和二次绕组共同缠绕呈由内向外缠绕宽度逐渐变小的阶梯绕组结构。

所述高精度多变比电压互感器比对装置采用环氧树脂真空浇注一体成型结构，所述一次侧进线接头和二次侧进线接头位于成型结构外。

所述一次绕组和二次绕组的线包层间绝缘采用双层自粘性绝缘材料。

所述二次侧进线接头设有五个；

所述的一次绕组匝数为33600匝；

所述二次绕组6kV/100V变比处抽头接线的匝数为280匝；

所述二次绕组10kV/100V变比处抽头接线的匝数为168匝；

所述二次绕组20kV/100V变比处抽头接线的匝数为84匝；

所述二次绕组35kV/100V变比处抽头接线的匝数为48匝；

所述二次绕组110kV/100V变比处抽头接线的匝数为15匝。

本实用新型提高电压互感器现场误差校验的效率和保证现场误差校验的准确度，在工作中减少故障排查时间、提高现场工作效率。本装置还可以用在变压器变比测试仪变比测量校准考核中，检查变压器变比测试仪测试实际变比的准确度和稳定度。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1、2为高精度多变比电压互感器比对装置结构示意图；

图3为原理示意图；

图4为电压互感器的等效原理图；

上述图中的标记均为：1、二次绕组；2、屏蔽；3、一次绕组；4、铁芯。

具体实施方式

高精度多变比电压互感器比对装置，包括一次绕组3、二次绕组1和铁芯4，铁芯4采用高磁密、低损耗的23ZH85优质硅钢片做成的R型铁芯4，无接缝，磁阻小，漏磁少，稳定度高。铁心窗口为矩形，因为电压高，绕制后，窗高选择要大一些。

一次绕组3和二次绕组1缠绕于铁芯4同一侧，且一次绕组3缠绕于二次绕组1外，一次绕组3和二次绕组1共同缠绕呈由内向外缠绕宽度逐渐变小的阶梯绕组结构。线包结构呈阶梯式缩减，两端对称，改善分布场强，增加绝缘距离，使得电场分布均匀、分布电容大，装置具有较好的抗冲击电压能力，充分利用了绕线空间，使得线包体积更小。

线包层间绝缘采用双层自粘性绝缘材料，保证线包绕制稳固，不松动，误差数据稳定可靠；采用环氧树脂真空浇注一体成型技术，互感器结构小巧，牢固不易形变，保证装置工作长期稳定可靠。一次绕组3连接一次侧进线接头，二次绕组1上每间隔一定变比其相应的绕组处引出抽头接线，每个抽头接线与相应的二次侧进线接头连接，一次侧进线接头和二次侧进线接头位于成型结构外。

实施例1二次侧进线接头设有五个；

一次绕组3匝数N1＝U1/E＝13800/0.82≈33600匝,6kV/100V、的一、二次的匝比为60，所以6kV/100V、 的一、二次的匝比为100，所以10kV/100V、二次绕组1的匝数为168匝，20kV/100V、的一、二次的匝比为200，所以20kV/100V、二次绕组1的匝数为84匝,35kV/100V、的一、二次的匝比为350，所以35kV/100V、二次绕组1的匝数为48匝.的一、二次的匝比为1100,二次绕组1的匝数为15.27273匝,取15匝再采用二次绕组1分数匝补偿。

该装置理论依据如下：

电压互感器的原理与单相变压器有些相近，都是由一次绕组3、铁心和二次绕组1构成。如果把电压互感器有二次量均折算到一次后，可以得到电压互感器的“T”型等效原理电路图：如图4所示电压互感器的等效原理图。

在图中，一次电压用表示，二次电压用表示，二次负荷用Z'_L表示，“T”型支路表示励磁支路。箭头方向代表电压(降)、电流的正方向，一次电源是产生一个故与的正方向均指向T形节点。

由图4可以看出，电压互感器的误差主要是由于励磁电流产生的空载误差和负荷电流产生的负载误差。

电压互感器的误差由电压误差(比差)f和相位差(角差)δ两部分组成，每个部分又由空载误差和负荷误差组成。电压互感器的电压误差(比差)f由空载电压误差和负载电压误差f_f两部分组成，即

f＝f_k+f_f

$f_k=-\frac{I_0{R}_1\sin \mathrm{\ψ}+I_0{x}_1\cos \mathrm{\ψ}}{U_1}\×100(\%)$

$f_f=-\frac{I_2^{\′}(R_1+R_2^{\′})\cos \mathrm{\φ}+I_2^{\′}(x_1+x_2^{\′})\sin \mathrm{\φ}}{U_1}\×100(\%)$

相位差(角差)δ也由空载相位差δ_k和负载相位差δ_f两部分组成，即

δ＝δ_k+δ_f

${\mathrm{\δ}}_k=\frac{I_0{R}_1\cos \mathrm{\ψ}-I_0{x}_1\sin \mathrm{\ψ}}{U_1}\×3438(\′)$

${\mathrm{\δ}}_f=\frac{I_2^{\′}(R_1+R_2^{\′})\sin \mathrm{\φ}-I_2^{\′}(x_1+x_2^{\′})\cos \mathrm{\φ}}{U_1}\×3438(\′)$

由上述可知，电压互感器的误差与绕组的电阻、漏抗和空载电流密切相关。

绕组的电阻式中ρ——电阻率，对于室温20℃下的铜导线，ρ＝0.0176(Ω·mm/m)；

N——绕组匝数；

l——绕组每匝平均长度(m)；

A——导线截面(mm2)。

绕组位置如下所示时，N₁和N₂绕组之间的漏抗折算至二次为

$\begin{array}{c}{x}_{12}^{\′}=0.248N_2^2\frac{K_{\mathrm{Rz}}}{h_x}(\frac{1}{3}{b}_1{r}_1+b_{12}{r}_1+\frac{1}{3}{b}_2{r}_2)K_{\mathrm{fk}}\×{10}^{-4}\left(\mathrm{\Ω}\right)\\ \≈0.248N_2^2\frac{K_{\mathrm{Rz}}}{h_x}(\frac{1}{3}{b}_1+b_{12}+\frac{1}{3}{b}_2)r_{12}{K}_{\mathrm{fk}}\×{10}^{-4}\left(\mathrm{\Ω}\right)\end{array}$ 式中h_x——两绕组净高度平均值(cm)；

b₁、b₂——N₁和N₂绕组的厚度(cm)；

b₁₂——N₁和N₂绕组间的距离(cm)；

r₁、r₂——N₁和N₂绕组的平均半径(cm)；

r₁₂——N₁和N₂绕组间隙的平均半径(cm)；

K_Rz——纵向洛氏系数；

K_fk——两绕组高度不同时附加电抗系数。

$K_{\mathrm{Rz}}\≈1-\frac{\mathrm{\λ}}{{\mathrm{\πh}}_x}$

$K_{\mathrm{fk}}=1+\frac{h_1-h_2}{{2h}_1}(1+0.5\mathrm{\π}\frac{h_1-h_2}{\mathrm{\λ}})$

式中λ——漏磁场总宽度(cm)；

h₁、h₂——N₁、N₂绕组净高度(不包括端绝缘)，此处h₁＞h₂。

一次绕组3漏抗x₁和二次绕组1漏抗x₂一般按下式计算:

$x_1^{\′}\≈x_2\≈\frac{1}{2}{x_{12}}^{\′}$

$\frac{r_1{x}_1^{\′}}{r_1+r_2}+\frac{r_2{x}_2}{r_1+r_2}={x_{12}}^{\′}$

空载电流：I0＝HLP/N1(A)

式中，LP——为铁心平均磁路长度；计算中，H和Ψ根据铁芯4B－H和Ψ－H曲线查得。绕组结构如图3所示。

本装置可以同时与110kV、35kV、20kV、10kV、6kV五个等级的电压互感器进行数据比对，减少了电压互感器校验的标准设备，每次去现场时可以带上该设备进行比对，以便现场分析。本项目采用的是高磁密、低损耗材质的R型铁芯4，磁路好，稳定度高，线包的设计不仅考虑到绝缘而且考虑到电场的分布均匀性，且线包设计的方式漏磁小，集成(110kV/)/(100V/)、35kV/100V、20kV/100V、10kV/100V、6kV/100V这五个主要变比，且五个的准确度等级都达到了0.02级，变比分别为1100、350、200、100、60涵盖了常用的几个变比，可以方便的在现场判断互感器标准设备的误差情况和现场接线的正确性。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.新型高精度多变比电压互感器比对装置，包括一次绕组、二次绕组和铁芯，所述铁芯为R型铁芯，其特征在于：所述一次绕组和二次绕组缠绕于铁芯同一侧，且一次绕组缠绕于二次绕组外，所述一次绕组连接一次侧进线接头，所述二次绕组上每间隔一定变比其相应的绕组处引出抽头接线，每个所述的抽头接线与相应的二次侧进线接头连接。

2.根据权利要求1所述的高精度多变比电压互感器比对装置，其特征在于：所述一次绕组和二次绕组共同缠绕呈由内向外缠绕宽度逐渐变小的阶梯绕组结构。

3.根据权利要求1或2所述的高精度多变比电压互感器比对装置，其特征在于：所述高精度多变比电压互感器比对装置采用环氧树脂真空浇注一体成型结构，所述一次侧进线接头和二次侧进线接头位于成型结构外。

4.根据权利要求3所述的高精度多变比电压互感器比对装置，其特征在于：所述一次绕组和二次绕组的线包层间绝缘采用双层自粘性绝缘材料。

5.根据权利要求1或4所述的高精度多变比电压互感器比对装置，其特征在于：

所述二次侧进线接头设有五个；

所述的一次绕组匝数为33600匝；

所述二次绕组6kV/100V变比处抽头接线的匝数为280匝；

所述二次绕组10kV/100V变比处抽头接线的匝数为168匝；

所述二次绕组20kV/100V变比处抽头接线的匝数为84匝；

所述二次绕组35kV/100V变比处抽头接线的匝数为48匝；

所述二次绕组110kV/100V变比处抽头接线的匝数为15匝。