專利名稱：電子式電壓互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)中的電壓測量和繼電保護裝置，特 別是涉及一種電子式電壓互感器。
技術(shù)背景電力系統(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)的計量、測量儀表及繼電保護、自動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 繞組分別與測量儀表、保護裝置等互相連接。電壓互感器與測量儀表和計量裝置配合，可以測量一次系統(tǒng)的電壓和電能；與繼電保護和自 動化控制裝置配合，可以構(gòu)成對電網(wǎng)各種故障的電氣保護和自動控 制。電壓互感器性能的好壞，直接影響到電力系統(tǒng)測量、計量的準(zhǔn)確 性和繼電保護裝置動作的可靠性。目前在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是電 磁式電壓互感器，但是隨著計算機技術(shù)和電力設(shè)備二次系統(tǒng)測量、保 護調(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)字化對測量、保護、控制和數(shù)據(jù)傳輸智能 化、自動化及電網(wǎng)安全、可靠和高質(zhì)量運行的要求越來越高，具有測 量、保護、監(jiān)控、傳輸?shù)冉M合功能的智能化、小型化、模塊化、機電 一體化電力設(shè)備，對電網(wǎng)安全、可靠和高質(zhì)量運行具有重要意義。傳 統(tǒng)的電磁式電壓互感器難以完成計算機技術(shù)對電壓完整信息進行數(shù)字化處理的要求，難以實現(xiàn)電網(wǎng)對電壓參數(shù)變化的在線檢測，阻礙了 電力系統(tǒng)自動化向更高水平發(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)特點和存在 的不足已不能滿足這種要求，最為突出的表現(xiàn)在以下幾個方面①一、 二次靠油、SFe絕緣隔離，靠油絕緣的要檢測其含水量、雜質(zhì)、介電 常數(shù)；靠SF6氣體絕緣的需要檢測其氣體的密度、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高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。②設(shè)備體積大，笨重，維護難。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，其輸出端為開路保護。 鐵芯的磁滯和磁飽和現(xiàn)象限制測量、同頻帶變窄、磁振蕩，不適應(yīng)大 容量電網(wǎng)的計量保護要求，特別是特高壓條件下不能使用。④模擬輸 出接線復(fù)雜、需開路保護，抗干擾能力差，不利于電網(wǎng)計量、保護及 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，必然危及周圍設(shè)備，也包括對人身安全的威脅， 后果是非常嚴(yán)重的。因此，提高互感器運行可靠性，減少事故發(fā)生機 率是非常必要的。 實用新型內(nèi)容本實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題和隱患，提供一種確保高壓電壓互感器的安全正常運行的 電子式電壓互感器。本實用新型的目的是以下述方式實現(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)有填充層和信號采集電 器，低壓分壓電容的引線和信號采集電器連接，信號采集電器的下端 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，互感器本體與法蘭盤由螺母固定連接，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、控制、計量、保護系統(tǒng)、工礦企業(yè)、高層 建筑、配、變電等場所，能有效降低變電站(配電所)的建設(shè)成本和 運行維護成本，提高電網(wǎng)運行質(zhì)量、安全可靠性和自動化水平，因其 幾乎不消耗能量、無鐵心、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)點表現(xiàn)在①集測量和保護于一身， 能快速、完整、準(zhǔn)確地將一次信息傳送給計算機進行數(shù)據(jù)處理或與數(shù) 字化儀表等測量、保護裝置相連接，實現(xiàn)計量、測量、保護、控制、 狀態(tài)監(jiān)測，便于數(shù)字化變電站的建設(shè)，進一步可以替代數(shù)字化變電站 無人化。②不含鐵芯，不會飽和，電壓互感器二次短路時不會產(chǎn)生大 電流，也不會產(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，可方便地與數(shù)字式儀表、微機測控保護設(shè)備接口，無需進行二次轉(zhuǎn)換(將ioov轉(zhuǎn)換為小電壓)，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了誤差源，提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。④頻響范 圍寬、測量范圍大、線性度好，在有效量程內(nèi)，電壓互感器測量準(zhǔn)確級可達到0. 2/3p級。⑤電壓互感器可同時作為帶電顯示裝置實現(xiàn)一 次電壓數(shù)字化在線監(jiān)測，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，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，降低了造價成本，使產(chǎn)品在運行過程中完全變成干式固體絕緣， 完全免維護，無需各種測試手段，出廠前做一次檢測即可。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，具有很強的抗干 擾能力和穩(wěn)定性,適用于戶外獨立式或敞開式組合電器使用。本實用 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題和隱 患，確保高壓電壓互感器的安全正常運行。本實用新型與傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器相比較具有如下優(yōu)點① 干式絕緣封裝外絕緣采用了硅橡膠復(fù)合有機絕緣，增強了設(shè)備的抗 環(huán)境變化的能力。采用了無油化、無氣化的設(shè)計方案，設(shè)備絕緣強度高，無漏油、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(報文格式)輸出(或微功率小電壓輸出)，依靠光纖實現(xiàn) 一二次之間的信息傳輸，簡單有效的解決了復(fù)雜的絕緣問題，節(jié)省了 大量的電纜。不再有開路危險，合并總線傳輸，自然實現(xiàn)了 '間隔級' 或'站級'網(wǎng)絡(luò)化連接，數(shù)據(jù)、資源共享。電壓等級越高，相對造價 越低，優(yōu)勢越明顯。增強了設(shè)備的電磁抗干擾能力，數(shù)據(jù)可靠性大大 提高。③測量精度高傳感器無鐵芯結(jié)構(gòu)，本身擺脫了絕緣隔離、輸 出功率的負(fù)擔(dān)，精度達0.2級，動態(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，因收不到校驗碼正確的數(shù)據(jù)而發(fā)出互感器故障 報警信號。⑥安裝使用簡單方便，運行無需維護，分壓機構(gòu)使用壽命 大于30年。

附圖為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型結(jié)合附圖所示 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l，高 壓接線端子1的下端與高壓電極2由一個內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)形式相連接。螺母4用來連接高壓電極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io，填充空間時，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 信號采集電器11，低壓分壓電容8上的引線9和信號采集電器11相 連接，信號采集電器11的作用是將高壓分壓過來的信號進行數(shù)據(jù)采 集和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的電路單元，將測量的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng) DSP進行數(shù)據(jù)補償處理，再以一定協(xié)議的光信號形式送出。信號采集 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電壓互感器的安裝法蘭盤14， 它也是電壓互感器本體的低壓電極。整個互感器本體的內(nèi)腔由法蘭盤 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內(nèi)腔中間是環(huán)氧 玻璃絲布纏繞層5，用來滿足絕緣，使電壓互感器本體在整個系統(tǒng)的 運行過程中完全免于維護。電壓互感器本體在正常運行的過程中所有器件免于維護。
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(10)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)和信號采集電器(11)，低壓分壓電容(8)的引線(9)和信號采集電器(11)連接，信號采集電器(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(14)，互感器本體與法蘭盤(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)。
專利摘要本實用新型提供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)有填充層和信號采集電器，低壓分壓電容的引線和信號采集電器連接，信號采集電器的下端設(shè)有光電混裝插頭，在電壓互感器的本體下端設(shè)有法蘭盤。本實用新型具有如下優(yōu)點干式絕緣封裝，絕緣強度高，可靠性高。測量精度高，精度達0.2級，動態(tài)范圍增大、頻帶展寬。結(jié)構(gòu)緊湊體積小、重量輕，功耗極小，節(jié)電效果十分顯著。安裝使用簡單方便，運行無需維護。
文檔編號H01F38/24GK201117420SQ20072012611
公開日2008年9月17日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者張東波, 李丹超, 薛向毅 申請人:西安華偉光電技術(shù)有限公司