專利名稱：三相集成電子式互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三相集成電子式互感器。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)普遍應(yīng)用的電流電壓測量裝置中，電壓、電流傳感器作為電網(wǎng)參數(shù)的主要參數(shù)測量方式被廣泛應(yīng)用，隨著保護功能不斷豐富，可靠性要求不斷提高，電力系統(tǒng)中已經(jīng)不再單獨依靠電流互感器來提供測量和保護信號，測量和保護裝置需要采集三相電流、三相電壓、零序電流、零序電壓等多個測量信號，目前常見的解決方案是分別采用電壓互感器、電流互感器、零序電壓互感器、零序電流互感器測量各自的電量信號，使得開關(guān)設(shè)備體積龐大、接線復(fù)雜，成本高昂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種集成三相電流、電壓和零序電流、電壓測量功能、相位誤差小、無磁飽和，測量范圍大、響應(yīng)頻帶寬的三相集成電子式互感器。本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器采用的主要技術(shù)方案為:包括本體以及與所述本體相連接的信號轉(zhuǎn)換盒，所述本體內(nèi)澆注有三相測量組件，所述三相測量組件均包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用電容式電壓傳感器，所述電流傳感器采用羅氏線圈，所述信號轉(zhuǎn)換盒內(nèi)安裝有信號轉(zhuǎn)換模塊，所述三相測量組件與所述信號轉(zhuǎn)換模塊相連接。本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器還可具有如下附屬技術(shù)特征:所述信號轉(zhuǎn)換模 塊包括相連接的信號放大單元、信號合成單元、信號積分單元以及信號轉(zhuǎn)換單元。所述信號合成單元將三相電壓和三相電流分別進行相序信號矢量相加合成零序電壓信號和零序電流信號，所述信號轉(zhuǎn)換單元將所有測量信號轉(zhuǎn)換為電流型信號輸出。所述電壓傳感器和電流傳感器采用同軸安裝，所述電壓傳感器位于所述電流傳感器內(nèi)部，在所述本體上對應(yīng)所述電壓傳感器的軸心處開設(shè)有預(yù)留孔，被測一次導體由所述預(yù)留孔穿過所述電壓傳感器的軸心。所述電壓傳感器包括采用同心安裝的接地電極、低壓電極以及高壓電極，所述接地電極、低壓電極以及高壓電極之間采用環(huán)氧樹脂進行絕緣。所述信號放大單元包括一運算放大器Al以及連接在所述運算放大器Al上的電阻R1、R2和可變電阻R3、過壓保護二極管D1，可變電阻R3校正所述三相測量組件輸出的信號。所述信號合成單元包括運算放大器A2以及連接在所述運算放大器A2上的電阻R4、R5、R6、R7、R8。所述信號積分單元包括運算放大器A3以及連接在所述運算放大器A3上的電阻R9、R10、R11、電容 Cl。
所述信號轉(zhuǎn)換單元包括運算放大器A4以及連接在所述運算放大器A4上的電阻R12、電容C2、保護二極管D2、互感器CTl，所述R12將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。采用本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器帶來的有益效果為集成三相電流、電壓和零序電流、電壓測量功能，分別采用羅氏線圈和電容分壓形式分別測量系統(tǒng)電流和電壓，沒有采用傳統(tǒng)電磁式的工頻變壓器形式，沒有傳統(tǒng)電磁式互感器的磁滯效應(yīng)，相位誤差小、無磁飽和，測量范圍大、響應(yīng)頻帶寬。采用三相共體時結(jié)構(gòu)，大大降低安裝尺寸，方便使用和維護。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的三相測量組件中的其中一相的剖視圖。圖3為本發(fā)明的工作原理框圖。圖4為本發(fā)明中羅氏線圈的結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明中電容電壓傳感器工作原理圖。圖6為本發(fā)明中信號放大單元的原理圖。圖7為本發(fā)明中信號合成單元的原理圖。圖8為本發(fā)明中信號積分單元的原理圖。圖9為本發(fā)明中信號轉(zhuǎn)換單元的原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步的詳述如圖1至圖2所示，按照本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器的實施例，包括本體I以及與所述本體I相連接的信號轉(zhuǎn)換盒2，所述本體內(nèi)澆注有三相測量組件3，所述三相測量組件3均包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用電容式電壓傳感器，所述電流傳感器采用羅氏線圈31，所述信號轉(zhuǎn)換盒2內(nèi)安裝有信號轉(zhuǎn)換模塊21，所述三相測量組件3與所述信號轉(zhuǎn)換模塊21相連接。參見圖1至圖2，按照本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器的實施例，所述電壓傳感器和電流傳感器采用同軸安裝，所述電壓傳感器位于所述電流傳感器內(nèi)部，在所述本體I上對應(yīng)所述電壓傳感器的軸心處開設(shè)有預(yù)留孔22，被測一次導體由所述預(yù)留孔22穿過所述電壓傳感器的軸心。參見圖1至圖2，按照本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器的實施例，所述電壓傳感器包括采用同心安裝的接地電極32、低壓電極33以及高壓電極34，所述接地電極32、低壓電極33以及高壓電極34之間采用環(huán)氧樹脂進行絕緣，所述接地電極32與所述低壓電極33形成低壓電容Cb，所述高壓電極34與所述低壓電極33形成高壓電容Ca，所述的電壓傳感器為電容式電壓傳感器，本互感器采用三相共體式結(jié)構(gòu)，采用環(huán)氧絕緣材料將三相電壓、電流測量組件澆注為一個整體，被測高壓導體從互感器的三個預(yù)留孔22中穿過，互感器測量部件輸出信號線經(jīng)過傘裙進入信號轉(zhuǎn)換模塊21。如圖4所示，羅氏線圈31是均勻繞在非磁性骨架上的線圈，羅氏線圈31測量電流的理論依據(jù)是法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律，當被測電流沿軸線通過羅氏線圈中心時，線圈上產(chǎn)生出的電壓正比于所穿過電流的變化率，即
權(quán)利要求
1.一種三相集成電子式互感器，包括本體以及與所述本體相連接的信號轉(zhuǎn)換盒，其特征在于:所述本體內(nèi)澆注有三相測量組件，所述三相測量組件均包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用電容式電壓傳感器，所述電流傳感器采用羅氏線圈，所述信號轉(zhuǎn)換盒內(nèi)安裝有信號轉(zhuǎn)換模塊，所述三相測量組件與所述信號轉(zhuǎn)換模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相集成電子式互感器，其特征在于:所述信號轉(zhuǎn)換模塊包括相連接的信號放大單元、信號合成單元、信號積分單元以及信號轉(zhuǎn)換單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號合成單元將三相電壓和三相電流分別進行相序信號矢量相加合成零序電壓信號和零序電流信號，所述信號轉(zhuǎn)換單元將所有測量信號轉(zhuǎn)換為電流型信號輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相集成電子式互感器，其特征在于:所述電壓傳感器和電流傳感器采用同軸安裝，所述電壓傳感器位于所述電流傳感器內(nèi)部，在所述本體上對應(yīng)所述電壓傳感器的軸心處開設(shè)有預(yù)留孔，被測一次導體由所述預(yù)留孔穿過所述電壓傳感器的軸心。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相集成電子式互感器，其特征在于:所述電壓傳感器包括采用同心安裝的接地電極、低壓電極以及高壓電極，所述接地電極、低壓電極以及高壓電極之間采用環(huán)氧樹脂進行絕緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號放大單元包括一運算放大器Al以及連接在所述運算放大器Al上的電阻R1、R2和可變電阻R3、過壓保護二極管Dl，可變電阻R3校正所述三相測量組件輸出的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號合成單元包括運算放大器A2以及連接在所述運算放大器A2上的電阻R4、R5、R6、R7、R8。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號積分單元包括運算放大器A3以及連接在所述運算放大器A3上的電阻R9、RIO、R11、電容Cl。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號轉(zhuǎn)換單元包括運算放大器A4以及連接在所述運算放大器A4上的電阻R12、電容C2、保護二極管D2、互感器CTl，所述R12將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三相集成電子式互感器，包括本體以及與所述本體相連接的信號轉(zhuǎn)換盒，所述本體內(nèi)澆注有三相測量組件，所述三相測量組件均包括電壓傳感器和電流傳感器，所述信號轉(zhuǎn)換盒內(nèi)安裝有信號轉(zhuǎn)換模塊。本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器采用共體式結(jié)構(gòu)，集成三相電流、三相電壓和零序電流、零序電壓測量功能，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、維護簡單；信號輸出采用小信號電流環(huán)方式，抗干擾能力強；電壓傳感器和電流傳感器分別采用羅氏線圈和電容式電壓傳感器，沒有傳統(tǒng)電磁式互感器的磁滯效應(yīng)和飽和現(xiàn)象，可滿足高精度的測量要求。
文檔編號G01R15/18GK103076481SQ20121057451
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者韓玉璽, 韓志剛, 顧翼南, 顏睿, 葉祖標, 陳明潔, 汪大杰 申請人:北京科銳配電自動化股份有限公司