專(zhuān)利名稱(chēng)：電子式電壓互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)中的電壓測(cè)量和繼電保護(hù)裝置，特別是涉及一種電 子式電壓互感器。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)用電壓互感器是將電網(wǎng)高電壓的信息傳遞到低電壓二次側(cè)的計(jì)量、測(cè)量 儀表及繼電保護(hù)、自動(dòng)化控制裝置的一種特殊變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件， 其一次繞組接入電網(wǎng)，二次繞組分別與測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置等互相連接。電壓互感器與測(cè)量 儀表和計(jì)量裝置配合，可以測(cè)量一次系統(tǒng)的電壓和電能；與繼電保護(hù)和自動(dòng)化控制裝置配 合，可以構(gòu)成對(duì)電網(wǎng)各種故障的電氣保護(hù)和自動(dòng)控制。電壓互感器性能的好壞，直接影響 到電力系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)量的準(zhǔn)確性和繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。目前在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng) 用的是電磁式電壓互感器，但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力設(shè)備二次系統(tǒng)測(cè)量、保護(hù)調(diào)度和控 制裝置的數(shù)字化發(fā)展，電力系統(tǒng)向大容量、高電壓的發(fā)展方向，將廠、站、和系統(tǒng)數(shù)字化對(duì)測(cè) 量、保護(hù)、控制和數(shù)據(jù)傳輸智能化、自動(dòng)化及電網(wǎng)安全、可靠和高質(zhì)量運(yùn)行的要求越來(lái)越高， 具有測(cè)量、保護(hù)、監(jiān)控、傳輸?shù)冉M合功能的智能化、小型化、模塊化、機(jī)電一體化電力設(shè)備，對(duì) 電網(wǎng)安全、可靠和高質(zhì)量運(yùn)行具有重要意義。傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器難以完成計(jì)算機(jī)技 術(shù)對(duì)電壓完整信息進(jìn)行數(shù)字化處理的要求，難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)對(duì)電壓參數(shù)變化的在線檢測(cè)，阻 礙了電力系統(tǒng)自動(dòng)化向更高水平發(fā)展，因此尋求一種能與數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)配套的新型電壓互感 器成為電網(wǎng)安全高效運(yùn)行的迫切要求。而現(xiàn)有的這種基于電磁感應(yīng)原理工作的電磁式電壓 互感器，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和存在地不足已不能滿足這種要求，最為突出的表現(xiàn)在以下幾個(gè) 方面①一、二次靠油、SF6絕緣隔離，靠油絕緣的要檢測(cè)其含水量、雜質(zhì)、介電常數(shù)；靠SF6 氣體絕緣的需要檢測(cè)其氣體的密度、微水以及其它微量分解物質(zhì)的含量，有泄、漏、燃、爆等 不安全隱患。使用大量銅線，大量鐵芯，復(fù)雜的高低壓隔離使其造價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。②設(shè)備 體積大，笨重，維護(hù)難。110KV的電壓互感器大約600公斤左右，其自身功耗大。③傳統(tǒng)的電 壓互感器利用電磁感應(yīng)原理，其輸出端為開(kāi)路保護(hù)。鐵芯的磁滯和磁飽和現(xiàn)象限制測(cè)量、同 頻帶變窄、磁振蕩，不適應(yīng)大容量電網(wǎng)的計(jì)量保護(hù)要求，特別是特高壓條件下不能使用。④ 模擬輸出接線復(fù)雜、需開(kāi)路保護(hù)，抗干擾能力差，不利于電網(wǎng)計(jì)量、保護(hù)及監(jiān)控的數(shù)字化、網(wǎng) 絡(luò)化，更不利于信息、資源的共享。高壓電壓互感器是電網(wǎng)中的重要電氣設(shè)備，在發(fā)電廠和 變電所中，互感器是接在母線上的電器，一旦發(fā)生事故，往往會(huì)造成大面積停電，甚至釀成 系統(tǒng)事故；互感器爆炸，必然危及周?chē)O(shè)備，也包括對(duì)人身安全的威脅，后果是非常嚴(yán)重的。 因此，提高互感器運(yùn)行可靠性，減少事故發(fā)生機(jī)率是非常必要的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器所存在的一系列問(wèn)題和隱 患，提供一種確保高壓電壓互感器的安全正常運(yùn)行的電子式電壓互感器。本實(shí)用新型的目 的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的一種電子式電壓互感器包括電壓互感器本體、環(huán)氧玻璃絲布纏繞層和硅橡膠復(fù)合傘群，電壓互感器本體由下述部分構(gòu)成高壓接線端子與一次母線相連接， 高壓接線端子下端與高壓電極連接，高壓電極、高壓分壓電容、低壓分壓電容依次連接，低 壓分壓電容的下端依次設(shè)有填充層和信號(hào)采集電器，低壓分壓電容的引線和信號(hào)采集電器 連接，信號(hào)采集電器的下端設(shè)有電壓互感器與二次端連接的光電混裝插頭，在電壓互感器 的本體下端設(shè)有法蘭盤(pán)，互感器本體與法蘭盤(pán)由螺母固定連接，互感器本體外設(shè)有環(huán)氧玻 璃絲布纏繞層和硅橡膠復(fù)合傘群。作為傳統(tǒng)電磁式電壓互感器理想的換代產(chǎn)品，電子式互感器可廣泛用于中壓領(lǐng)域 電力監(jiān)測(cè)、控制、計(jì)量、保護(hù)系統(tǒng)、工礦企業(yè)、高層建筑、配、變電等場(chǎng)所，能有效降低變電站 (配電所)的建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本，提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量、安全可靠性和自動(dòng)化水平，因 其幾乎不消耗能量、無(wú)鐵心、且減少了許多有害物質(zhì)的使用而使其成為節(jié)能和環(huán)保產(chǎn)品。最 為突出的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在①集測(cè)量和保護(hù)于一身，能快速、完整、準(zhǔn)確地將一次信息傳送給計(jì) 算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或與數(shù)字化儀表等測(cè)量、保護(hù)裝置相連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)、控制、 狀態(tài)監(jiān)測(cè)，便于數(shù)字化變電站的建設(shè)，進(jìn)一步可以替代數(shù)字化變電站無(wú)人化。②不含鐵芯， 不會(huì)飽和，電壓互感器二次短路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大電流，也不會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振，保證了人身及設(shè) 備的安全。③二次輸出為光數(shù)字信號(hào)，可方便地與數(shù)字式儀表、微機(jī)測(cè)控保護(hù)設(shè)備接口，無(wú) 需進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換(將100V轉(zhuǎn)換為小電壓)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了誤差源，提高了整個(gè)系 統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。④頻響范圍寬、測(cè)量范圍大、線性度好，在有效量程內(nèi)，電壓互感器測(cè) 量準(zhǔn)確級(jí)可達(dá)到ο. 2/3p級(jí)。⑤電壓互感器可同時(shí)作為帶電顯示裝置實(shí)現(xiàn)一次電壓數(shù)字化 在線監(jiān)測(cè)，并可作為支持絕緣子使用。⑥環(huán)氧玻璃絲布纏繞結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)的油、氣絕緣系 統(tǒng)，使高電壓不再成為難點(diǎn)，徹底克服了傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器存在的泄、漏、燃、爆等不 安全因素，降低了造價(jià)成本，使產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中完全變成干式固體絕緣，完全免維護(hù)，無(wú) 需各種測(cè)試手段，出廠前做一次檢測(cè)即可。⑦設(shè)備體積小、重量輕、抗干擾性好、全固態(tài)封 裝，110KV的電壓互感器大約60公斤左右，大大減小功耗和成本。⑧首次將精密高頻陶瓷電 容使用于高壓電壓互感器電容分壓機(jī)構(gòu)，應(yīng)用小電容分壓技術(shù)，其電容值在幾F 幾百F之 間利用雜散電容屏蔽機(jī)構(gòu)用于滿足高精度電容分壓。電子式電壓互感器是一種新型高壓電 壓互感器，具有很強(qiáng)的抗干擾能力和穩(wěn)定性，適用于戶外獨(dú)立式或敞開(kāi)式組合電器使用。本 實(shí)用新型徹底解決了傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器所存在的一系列問(wèn)題和隱患，確保高壓電壓 互感器的安全正常運(yùn)行。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)①干式絕緣封裝 外絕緣采用了硅橡膠復(fù)合有機(jī)絕緣，增強(qiáng)了設(shè)備的抗環(huán)境變化的能力。采用了無(wú)油化、無(wú)氣 化的設(shè)計(jì)方案，設(shè)備絕緣強(qiáng)度高，無(wú)漏油、漏氣的隱患，可靠性高。②光纖數(shù)字遠(yuǎn)傳二次端 標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字(報(bào)文格式)輸出(或微功率小電壓輸出)，依靠光纖實(shí)現(xiàn)一二次之間的信 息傳輸，簡(jiǎn)單有效的解決了復(fù)雜的絕緣問(wèn)題，節(jié)省了大量的電纜。不再有開(kāi)路危險(xiǎn)，合并總 線傳輸，自然實(shí)現(xiàn)了 ‘間隔級(jí)’或‘站級(jí)’網(wǎng)絡(luò)化連接，數(shù)據(jù)、資源共享。電壓等級(jí)越高，相對(duì) 造價(jià)越低，優(yōu)勢(shì)越明顯。增強(qiáng)了設(shè)備的電磁抗干擾能力，數(shù)據(jù)可靠性大大提高。③測(cè)量精度 高傳感器無(wú)鐵芯結(jié)構(gòu)，本身擺脫了絕緣隔離、輸出功率的負(fù)擔(dān)，精度達(dá)0.2級(jí)，動(dòng)態(tài)范圍增 大、頻帶展寬。④結(jié)構(gòu)緊湊體積小、重量輕，能減小變電站的占地面積，功耗極小，節(jié)電效果 十分顯著，且具有環(huán)保產(chǎn)品的特征。⑤具有自檢功能在通訊故障或互感器其它故障時(shí)，因 收不到校驗(yàn)碼正確的數(shù)據(jù)而發(fā)出互感器故障報(bào)警信號(hào)。⑥安裝使用簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行無(wú)需維護(hù)，分壓機(jī)構(gòu)使用壽命大于30年。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型結(jié)合圖1所示一種新型電子式電壓互感器，包括電壓互感器本體、環(huán) 氧玻璃絲布纏繞層5和硅橡膠復(fù)合傘群3，電壓互感器本體由下述部分構(gòu)成與一次母線相 連接的高壓接線端子1，高壓接線端子1的下端與高壓電極2由一個(gè)內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)形式相連 接。螺母4用來(lái)連接高壓電極2與高壓分壓電容6。高壓分壓電容6和低壓分壓電容8之 間由一螺母7相連接，高壓分壓電容6和低壓分壓電容8是將高壓電壓經(jīng)精密高頻陶瓷電 容和精密高頻陶瓷低壓電容的分壓比，分壓成低電壓供信號(hào)采集電器11采集。在低壓分壓 電容8的下端是電壓互感器本體的填充層10，填充空間時(shí)，選擇比重小的絕緣填充物質(zhì)填 充，可使電壓互感器的重量減輕。在填充層10的下端是信號(hào)采集電器11，低壓分壓電容8 上的引線9和信號(hào)采集電器11相連接，信號(hào)采集電器11的作用是將高壓分壓過(guò)來(lái)的信號(hào) 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的電路單元，將測(cè)量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)DSP進(jìn)行數(shù) 據(jù)補(bǔ)償處理，再以一定協(xié)議的光信號(hào)形式送出。信號(hào)采集電器11的下端是電壓互感器與二 次端連接的接插件用光電混裝插頭12。在電壓互感器的本體下端是一個(gè)電壓互感器的安裝 法蘭盤(pán)14，它也是電壓互感器本體的低壓電極。整個(gè)互感器本體的內(nèi)腔由法蘭盤(pán)14上的螺 母13、15固定連接。具有卓越的防水、防污染和耐電蝕性能的硅橡膠復(fù)合傘群3，其與電壓 互感器本體的整個(gè)內(nèi)腔中間是環(huán)氧玻璃絲布纏繞層5，用來(lái)滿足絕緣，使電壓互感器本體在 整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中完全免于維護(hù)。電壓互感器本體在正常運(yùn)行的過(guò)程中所有器件免于 維護(hù)。
權(quán)利要求1. 一種電子式電壓互感器，包括電壓互感器本體、環(huán)氧玻璃絲布纏繞層(5)和硅橡膠 復(fù)合傘群(3)，其特征在于電壓互感器本體由下述部分構(gòu)成高壓接線端子(1)與一次母 線相連接，高壓接線端子(1)下端與高壓電極(2)連接，高壓電極(2)、高壓分壓電容(6)、 低壓分壓電容(8)依次連接，低壓分壓電容(8)的下端依次設(shè)有填充層(10)和信號(hào)采集電 器(11)，低壓分壓電容⑶的引線(9)和信號(hào)采集電器(11)連接，信號(hào)采集電器(11)的下 端設(shè)有電壓互感器與二次端連接的光電混裝插頭(12)，在電壓互感器的本體下端設(shè)有法蘭 盤(pán)(14)，互感器本體與法蘭盤(pán)(14)由螺母(13、15)固定連接，互感器本體外設(shè)有環(huán)氧玻璃 絲布纏繞層(5)和硅橡膠復(fù)合傘群(3)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)中的電壓測(cè)量和繼電保護(hù)裝置，特別是涉及一種電子式電壓互感器。它包括電壓互感器本體、環(huán)氧玻璃絲布纏繞層和硅橡膠復(fù)合傘群，電壓互感器本體。它可廣泛用于中壓領(lǐng)域電力監(jiān)測(cè)、控制、計(jì)量、保護(hù)系統(tǒng)、工礦企業(yè)、高層建筑、配、變電等場(chǎng)所，能有效降低變電站(配電所)的建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本，提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量、安全可靠性和自動(dòng)化水平，因其幾乎不消耗能量、無(wú)鐵心、且減少了許多有害物質(zhì)的使用而使其成為節(jié)能和環(huán)保產(chǎn)品。
文檔編號(hào)G01R15/18GK201852874SQ201020194820
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者姜億林 申請(qǐng)人:姜億林