专利名称：一种电子式电流电压组合互感器的制作方法
技术领域：
一种电子式电流电压组合互感器技术领域[0001 ] 本实用新型属于输变电设备高压电器领域，涉及一种高压电子式电流电压组合 互感器，具体地说涉及一种可用于66kV 750kVGIS (或HGIS)的电子式电流电压组合 互感器，其适用于66kV、llOkV、220kV、330kV、500kV及750kV电压等级电网的GIS 或HGIS变电站中的电能计量、继电保护和电量监测。
背景技术：
[0002]GIS (Gas Insulated Switchgear,气体绝缘开关)是将断路器、隔离/接地开关、电流/电压互感器及母线等输变电所需元件密封在气体绝缘金属外壳内的高压组合电器， HGIS (Hybrid Gas Insulated Switchgear)是一种介于 GIS 和 AIS 之间的高压开关设备，GIS 及HGIS具有结构紧凑、占地面积小、安装方便、运行可靠、免维护等特点。目前，GIS 及HGIS中使用的电流互感器和电压互感器均是电磁式互感器，随着电压等级的提高，电 磁式电流互感器和电压互感器因其固有缺陷已不能适应电力系统的发展，具体体现在[0003](1)电磁式互感器的制作难度、工艺、成本、体积及重量会随着电压等级的提高 而成倍增加，且绝缘特性不好，耐受雷电冲击电压和操作冲击电压的能力差；[0004](2)铁心磁化曲线的非线性导致电流互感器的动态范围小，在大电流特别是含衰 减直流分量的故障电流作用下电流互感器易饱和；[0005](3)电压互感器易发生铁磁谐振；[0006](4)电流互感器二次开路及电压互感器二次短路均会对设备及人员带来危害；[0007](5)互感器的误差与负载有关，负载变化可能会导致互感器的误差超差；[0008](6)电流互感器和电压互感器不能组合为一体，应用不灵活；[0009](7)电磁式互感器的输出不能直接与数字化二次设备接口，不能适应数字化变电 站发展的需求。[0010]目前基于空芯线圈及LPCT的GIS电子式电流互感器已有工程应用，但GIS电子 式电压互感器还是采用常规电压互感器加就地数据采集的方式实现，此种方式一方面不 能解决常规电压互感器易发生铁磁谐振等缺点，而且不能实现电流电压组合式互感器， 不能适应数字化变电站的发展需求。[0011]基于前述分析，本设计人致力于研制一种电流电压组合式互感器结构，本案由 此产生。实用新型内容[0012]本实用新型的主要目的，在于提供一种电子式电流电压组合互感器，可同时具 有电流互感器和电压互感器的功能，且工作可靠性高。[0013]为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是[0014]一种电子式电流电压组合互感器，包括一罐体、二空芯线圈、二 LPCT、二电容 分压环、一密封端子板、一远端模块、一箱体、二转接法兰、一一次导体和二盆式绝缘子；其中，罐体具有一开口，用于传感保护用电流信号的空芯线圈分别固定于罐体的两 侧，用于传感测量用电流信号的LPCT也分别固定于罐体的两侧；两个电容分压环分别 设于罐体内侧的上下两端；箱体固定于罐体顶部，并对应罐体的开口形成上下贯通的通 道，而密封端子板设于箱体内的通道位置，并将罐体的开口阻塞，远端模块也设于箱体 内，且位于密封端子板的外侧；两个转接法兰分别设于罐体的两侧，且各转接法兰的端 部还分别固定一个盆式绝缘子，一次导体的两端分别与两个盆式绝缘子固定，且所述一 次导体位于两个电容分压环之间。[0015]上述罐体的左右两侧分别形成矩形槽，空芯线圈和LPCT均固定于该矩形槽内。[0016]采用上述方案后，本实用新型具有以下特点[0017](1)本实用新型利用空芯线圈及LPCT传感一次电流，利用同轴电容分压器传感 一次电压，利用远端模块就近采集电流/电压传感器的输出信号，利用光纤传输信号， 结构及工艺简单，造价低，体积和重量只有常规电流/电压互感器的1/4;[0018]( 主绝缘为SF6气体介质，绝缘性能稳定并可恢复，绝缘裕度大，极大地提高 了电网的安全可靠性；[0019](3)远端模块置于罐体上的屏蔽箱体内，电流/电压传感器的输出信号通过带 玻璃烧结航空插头的金属密封端子板引至远端模块，电磁干扰及VFTO的影响被有效抑 制；[0020](4)采用LPCT传感测量用电流信号，采用空芯线圈加硬件积分的技术实现对 保护用电流信号的检测，电流互感器的精度高(满足0.2S级要求)、温度稳定性好(可 在-40°C +75°C温度范围正常工作)且具有很好的暂态特性(暂态误差小于2% )；[0021](5)采用阻容微分电压传感器及软硬件积分相结合的技术实现对一次高电压的测 量，电压测量精度高(满足0.2级要求)、温度稳定性好(可在-40°C +75°C温度范围正 常工作)，且具有很好的暂态特性；[0022](6)电流/电压传感器双重化冗余配置，并且对每个传感器输出的模拟信号均采 用双重化采样比较技术，避免了采样异常引起保护误动的问题，可靠性高。
[0023]
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步详细说明。[0024]图1是本实用新型的组合剖视图；[0025]图2是本实用新型的侧视图。
具体实施方式
[0026]以下将结合附图及具体实施例，对本实用新型的结构及工作原理进行详细说 明。[0027]配合图1所示，本实用新型提供一种电子式电流电压组合互感器，包括一个罐 体1、两个空芯线圈2、两个LPCT (低功率电流互感器)3、两个电容分压环4、密封端子 板5、远端模块6、箱体7、两个转接法兰8、一个一次导体9和两个盆式绝缘子10，下面 分别介绍。[0028]罐体1的内部具有一气室11，而顶部具有一连通气室11与外部的开口 12，并在4左右两侧各设有一个矩形槽13。[0029]两个空芯线圈2分别固定于罐体1的两个矩形槽13内，所述的空芯线圈2用于 传感保护用电流信号，该空芯线圈2的输出信号是被测电流的微分，采用硬件积分技术 对空芯线圈2输出的微分信号进行积分变换，这样可使LPCT 3的保护电流信号具有较大 的动态范围及较好的暂态特性，满足继电保护的需求。[0030]两个LPCT 3分别固定于罐体1的两个矩形槽13内，所述的LPCT 3用于传感测量用电流信号，这样可使其测量电流信号具有较高的测量准确度，满足电能计量的需 求。[0031]两个电容分压环4利用绝缘介质分别固定于罐体1内侧，且在本实施例中，将两 个电容分压环4分别设于罐体1的上下两端。[0032]罐体1的顶部开口 12处固定有一箱体7，配合图2所示，该箱体7可用于屏蔽外 部干扰信号，且对应罐体1的开口 12具有上下贯通的通道。[0033]密封端子板5为金属材质，并具有玻璃烧结航空插头，所述的密封端子板5固定 于箱体7内的通道上，并对应罐体1的开口 12位置，一方面将空芯线圈2、LPCT3及电 容分压环4的输出信号引至气室11外，另一方面用于密封气室11内的气体；由于GIS断 路器或隔离开关操作时会产生瞬态过电压(VFTO)，因此采用密封端子板5可有效地防止 VFTO对远端模块6的干扰。[0034]罐体1的两侧分别设有一个转接法兰8，且两个转接法兰8的端部还分别固定 有一个盆式绝缘子10，呈圆柱形的一次导体9的两端分别与两个盆式绝缘子10固定， 并使得一次导体9位于两个电容分压环4之间，这样，两个电容分压环4均位于一次导 体9和罐体1之间，电容分压环4与一次导体9构成高压电容Cl，该高压电容的介质为 SF6气体，而电容分压环4与罐体1构成低压电容C2，该低压电容的容值易受输出信号 线分布电容的影响；为了提高电压测量的稳定性及暂态性能，在前述低压电容的两端并 接一个温度系数为5ppm的小阻值精密电阻R(该电阻设于远端模块6内)，所述电阻的阻值远小于低压电容的容抗(Λ<< A ),由电阻两端获取的信号是被测一次电压的微分(U2(t) ^ RC )，利用远端模块6对其进行积分变换便可获知一次电压的信息。[0035]远端模块6也设于箱体7内，并固定于密封端子板5的外侧。[0036]工作时，空芯线圈2和LPCT 3用于传感被测的一次电流信息，其中，空芯线 圈2传感保护用电流信号，LPCT 3传感测量用电流信号；而各电容分压环4与两侧的罐 体1、一次导体9构成一个同轴电容分压器，且两个电容分压环4分别是这两个同轴电容 分压器的中间电极，该同轴电容分压器用于传感被测一次电压信息，远端模块6就地采 集并处理空芯线圈2、LPCT 3及同轴电容分压器的输出信号，对每个模拟输入信号远端 模块均设计两路独立采样回路，完成双重化采样，实时比较、校验两路采样值，实现采 样回路硬件自检功能，避免采样异常引起保护误动；而远端模块6的输出信号为数字信 号，该输出信号利用光纤传输。[0037]需要说明的是，本实用新型共配置两套空芯线圈2、LPCT 3、同轴电容分压器 及远端模块6，两套测量元件互为备用，其中一套测量元件的故障不会影响另一套测量元 件的正常工作，从而具有更高的可靠性。[0038] 以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护 范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落 入本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种电子式电流电压组合互感器，其特征在于包括一个罐体(1)、两个空芯线圈 (2),两个LPCT (3)、两个电容分压环G)、一个密封端子板(5)、两个远端模块(6)、一 个箱体(7)、两个转接法兰(8)、一个一次导体(9)和两个盆式绝缘子(10)；其中，罐体 ⑴具有一开口(12)，用于传感保护用电流信号的空芯线圈(2)分别固定于罐体⑴的两 侧，用于传感测量用电流信号的LPCT (3)也分别固定于罐体⑴的两侧；两个电容分压 环(4)分别设于罐体(1)内侧的上下两端；箱体(7)固定于罐体(1)顶部，并对应罐体 (1)的开口形成上下贯通的通道，而密封端子板(5)设于箱体(7)内的通道位置，并将罐 体(1)的开口(12)阻塞，远端模块(6)也设于箱体(7)内，且位于密封端子板(5)的外 侧；两个转接法兰(8)分别设于罐体(1)的两侧，且各转接法兰(8)的端部还分别固定一 个盆式绝缘子(10)，一次导体(9)的两端分别与两个盆式绝缘子(10)固定，且所述一次 导体(9)位于两个电容分压环⑷之间。
2.如权利要求1所述的一种电子式电流电压组合互感器，其特征在于所述罐体(1) 的左右两侧分别形成矩形槽(13)，空芯线圈(2)和LPCT(3)均固定于该矩形槽(13)内。
专利摘要本实用新型公开一种电子式电流电压组合互感器，包括罐体、二空芯线圈、二LPCT、二电容分压环、密封端子板、远端模块、箱体、二转接法兰、一次导体和二盆式绝缘子；罐体具有一开口，空芯线圈分别固定于罐体的两侧，LPCT也分别固定于罐体的两侧；两个电容分压环分别设于罐体内侧的上下两端；箱体固定于罐体顶部，并对应罐体的开口形成通道，而密封端子板设于箱体内，并将罐体的开口阻塞，远端模块也设于箱体内密封端子板的外侧；转接法兰分别设于罐体的两侧，且端部分别固定一个盆式绝缘子，一次导体的两端分别与两个盆式绝缘子固定，且位于两个电容分压环之间。此种组合互感器可同时具有电流互感器和电压互感器的功能，且工作可靠性高。
文档编号H01F38/36GK201812667SQ20102053514
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者张广泰, 曹冬明, 李九虎, 石亲民, 罗苏南, 陈松林, 须雷 申请人:南京南瑞继保电气有限公司, 常州博瑞电力自动化设备有限公司