具备输出电容电流信号功能的电容式电压互感器制造技术

本发明专利技术公开了一种具备电容电流输出功能的电容式电压互感器，该互感器主要包括电容分压器、电磁单元、二次接线箱、内置电流传感器、载波附件、防干扰传输线以及监测装置；其连接结构为：电容式电压互感器的低压端子和载波端子与电磁单元相应的端子相连；电磁单元的输出端子由二次接线箱引出；内置电流传感器的输入端子为二次接线箱中的三个输出端子；载波附件串联接在电容分压器的低压端与接地端之间；防干扰传输线与内置电流传感器的四个输出端子和监测装置的电流采集输入口相连，将电容电流信号送入监测装置中。本发明专利技术主要解决了利用CVT测量谐波电压的各种方法存在诸如无法离线测量、运行成本高、忽略电磁单元及等值电阻影响等问题。响等问题。响等问题。

【技术实现步骤摘要】
具备输出电容电流信号功能的电容式电压互感器


[0001]本专利技术属于互感器领域，具体涉及一种具备电容电流输出功能的电容式电压互感器。

技术介绍

[0002]目前在110kV及以上高电压等级电网中，用于国网谐波监测分析模块的电容式电压互感器(CVT)和电磁式电压互感器(IVT)数量分别为2710和1155台，由此可见CVT在电能质量监测的数据源提供方面占据了绝对地位。因此如何利用CVT准确测量谐波成为电能质量测量领域的一个关键问题，并且实现高质量、低成本、高效率在线运行的目标，能够对自身的运行情况进行监测。
[0003]针对以上问题，目前常用的解决方式有三种：频率特性修正法、新增C3法以及电容电流法。频率特性修正法是根据频率特性曲线对二次电压进行修正，该方法能够得到较为准确的一次侧电压，但缺点是该方法不能实现在线监测，且受CVT本身型号影响，实验数据量大，实验周期长；新增C3电容法是在电容分压器低压端子增加电容C3，根据分压原理求得C3电容两端电压，继而推导求得一次侧电压，该方法可实现在线监测，但忽略了电磁单元对测量结果的影响，且需对目前已有的CVT进行改造，成本较高；电容电流法是通过采取流过电容分压器中的电容电流并结合电容本身容值进行计算得到电压，该方法不需对CVT本身内部结构进行改造，并且可进行挂网在线监测，但目前的计算电压方法中电容均视为理想电容，而电容分压器中的电容在实际运行时并不满足理想电容条件，其实际模型为电容与电阻的串并联模式，因此需要考虑电容等值电阻的影响，为此必须获取实时可靠的电容电流信号，通过对其进行分析，可计算得到更为准确的一次侧电压。
[0004]综上所述，目前常用的电容电流法存在忽视电容等值电阻存在的问题，解决该问题的关键是如何获取实时可靠的电容电流信号，通过对其进行分析，可对计算公式进行修正，得到更为准确的一次侧电压。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决目前利用CVT测量谐波电压的各种方法存在诸如无法离线测量、运行成本高、忽略电磁单元及等值电阻影响的问题，测量得到的准确的电容电流信号。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所述一种具备电容电流输出功能的电容式电压互感器，包括电容分压器、电磁单元、二次接线箱和内置电流传感器，所述内置电流传感器设置在二次接线箱中，所述电容分压器包括电连接的高压电容C1和低压电容C2，所述低压电容C2和高压电容C1连接的一端为低压端子A
′
，另一端连接至载波通讯端子N，所述低压端子A
′
引至二次接线箱与电磁单元的端子A
′
连接，所述电磁单元的低压端子XL、载波通讯端子N和接地端分别与内置电流传感器的输入端口的端子X、端子NI和端子G连接，内置电流传感器的端子NI和端子X形成的原边输入端口NI
‑
X对应副边输出端口P3
‑
P4，原边的端子X和端子G形成的输入端口X
‑
G对应副边输出端口P1
‑
P2。
[0007]进一步的，二次接线箱内设置有载波附件。
[0008]进一步的，内置电流传感器的输出端口通过传输线与监测装置连接，所述监测装置用于接收所述内置电流传感器的输出端口输出的电流信号，并根据接收到的电流信号计算低压电容电流和CVT一次侧总电压。
[0009]进一步的，传输线为防干扰传输线。
[0010]进一步的，高压电容C1和低压电容C2的介质为聚丙烯薄膜与电容器纸复合材料。
[0011]进一步的，电磁单元包括中压变压器T、补偿电抗器L、保护器件P和阻尼装置D，补偿电抗器L与保护器件P并联，并与中间变压器T一次侧绕组串联，阻尼装置D并联接在中间变压器T的二次绕组中，所述中压变压器T采用外轭内铁式三柱铁心。
[0012]进一步的，补偿电抗器L采用C形铁心。
[0013]进一步的，补偿电抗器L两端并有保护器件氧化锌阀片避雷器。
[0014]进一步的，阻尼装置D为速饱和型阻尼器。
[0015]进一步的，内置电流传感器采用穿心式结构。
[0016]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0017](1)用内置电流传感器的输入端子替换CVT二次接线箱的接线端子，在不对CVT本身结构进行改造的基础上方便获取电容电流信号，节约改造成本，实现CVT电容电流信号的在线采集与处理，直接在CVT二次接线箱的端子处直接安装电流传感器，不受电磁干扰的影响，运行环境较为稳定，减小采集过程中产生的误差，并且适用于现场运行和测量。
[0018](2)考虑实际运行中电容等值电阻的影响，通过对采集的电流信号进行分析，得到对应电容的介损角，进一步计算得到电容等值电阻的阻值，并对电容电流法还原一次侧电压的计算公式进行修正，计算得到的一次侧电压更为准确。
[0019](3)本专利技术通过设计一种可内置于二次接线箱内的微电流传感器，CVT的输出端子可直接与其输入端口对接，使得CVT本身具有电容电流信号输出能力，且通过防干扰传输线进行输送，可以避免电磁干扰产生的影响，获得的准确电容电流信号可对电容器单元运行状态进行监测，并对一次侧还原电压结果进行修正。
[0020]进一步的，内置电流传感器采用穿心式结构，该结构可以不改变被测设备原有接线方式，在测量上安全性更高，且抗干扰能力强。
附图说明
[0021]图1是本专利技术具备电容电流输出功能的电容式电压互感器工作原理图；
[0022]图2是本专利技术具备电容电流输出功能的电容式电压互感器结构示意图；
[0023]图3是本专利技术中二次接线箱内的结构接线图；
[0024]图4是本专利技术中内置电流传感器原理图。
[0025]附图中：1
‑
电容分压器；2
‑
电磁单元；3
‑
二次接线箱；4
‑
内置电流传感器；5
‑
载波附件；6
‑
防干扰传输线；7
‑
监测装置。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并非用于
限定本专利技术。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具备电容电流输出功能的电容式电压互感器，其特征在于，包括电容分压器(1)、电磁单元(2)、二次接线箱(3)和内置电流传感器(4)，所述内置电流传感器(4)设置在二次接线箱(3)中，所述电容分压器(1)包括电连接的高压电容C1和低压电容C2，所述低压电容C2和高压电容C1连接的一端为低压端子A
′
，另一端连接至载波通讯端子N，所述低压端子A
′
引至二次接线箱(3)与电磁单元(2)的端子A
′
连接，所述电磁单元(2)的低压端子XL、载波通讯端子N和接地端分别与内置电流传感器(4)的输入端口的端子X、端子NI和端子G连接，内置电流传感器(4)的端子NI和端子X形成的原边输入端口NI
‑
X对应副边输出端口P3
‑
P4，原边的端子X和端子G形成的输入端口X
‑
G对应副边输出端口P1
‑
P2。2.根据权利要求1所述的具备电容电流输出功能的电容式电压互感器，其特征在于，所述二次接线箱(3)内设置有载波附件(5)。3.根据权利要求1所述的具备电容电流输出功能的电容式电压互感器，其特征在于，所述内置电流传感器(4)的输出端口通过传输线与监测装置(7)连接，所述监...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小庆，王冲，刘坤雄，段建东，李丰仪，赵铭，
申请(专利权)人：国网陕西省电力公司西安理工大学，
类型：发明
国别省市：