專利名稱：電流電壓互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及互感器領(lǐng)域，特別是指一種電流電壓互感器。
背景技術(shù)：
隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，如何對(duì)智能電網(wǎng)的電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，成為亟待解決的問題。在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)是基礎(chǔ)，而測(cè)量高壓線路的電流和電壓則是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，只有實(shí)現(xiàn)了電壓和電流的測(cè)量，才能進(jìn)一步計(jì)算出功率，諧波等其他參數(shù)。目前的測(cè)量方法主要是利用電磁式互感器，其缺陷是輸出信號(hào)很強(qiáng)，例如電流互感器輸出的是1安培或者5安培的電流信號(hào)，電壓互感器輸出的是100V的交流信號(hào)。 這些輸出信號(hào)不能直接傳遞給后端監(jiān)測(cè)設(shè)備儀表，而是需要進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換，把信號(hào)降低到電子設(shè)備可以測(cè)量的5V左右的電壓信號(hào)，才能進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(AD轉(zhuǎn)換)。這樣，由于增加了二次轉(zhuǎn)換，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度降低；也使得系統(tǒng)更加復(fù)雜，故障率提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電流電壓互感器，能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)的電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且輸出的信號(hào)比較小，能夠直接傳送給后續(xù)監(jiān)測(cè)設(shè)備。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供技術(shù)方案如下一方面，提供一種電流電壓互感器，包括第一電流互感器，包括繞在鐵芯上的第一線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第一線圈的兩端輸出測(cè)量用電流信號(hào)；第一電阻，連接在所述第一線圈的兩端；電壓互感器，包括高壓臂電阻，所述高壓臂電阻的第一端與所述高壓輸電線連接；低壓臂電阻，所述低壓臂電阻的第一端與所述地連接，所述低壓臂電阻的第二端與所述高壓臂電阻的第二端連接，所述低壓臂電阻的第一端和第二端之間輸出測(cè)量用電壓信號(hào)。所述第一線圈由并繞的多根導(dǎo)線、多根導(dǎo)線編織的軟電纜、空心銅管或空心鋁管制成。所述鐵芯由鐵基納米晶帶材料構(gòu)成。所述第一電阻的阻值在30-100歐姆之間。所述的電流電壓互感器，還包括第二電流互感器，包括繞在骨架上的第二線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第二線圈的兩端輸出第二保護(hù)用電流信號(hào)；所述第二線圈平行于所述第一線圈設(shè)置；所述骨架是非磁性材料；第二電阻，連接在所述第二線圈的兩端。所述高壓臂電阻和所述低壓臂電阻的阻值在5MΩ-100MΩ之間。另一方面，提供一種電流電壓互感器，包括第一電流互感器，包括繞在鐵芯上的第一線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第一線圈的兩端輸出測(cè)量用電流信號(hào)；第一電阻，連接在所述第一線圈的兩端；電壓互感器，包括高壓臂電阻，所述高壓臂電阻的第一端與所述高壓輸電線連接；低壓臂電阻，所述低壓臂電阻的第一端與所述地連接，所述低壓臂電阻的第二端與所述高壓臂電阻的第二端連接，所述低壓臂電阻的第一端和第二端之間輸出測(cè)量用電壓信號(hào)；兩個(gè)中空?qǐng)A柱體；第一中空?qǐng)A柱體設(shè)置在第二中空?qǐng)A柱體上，所述第一中空?qǐng)A柱體的軸線平行于地面；所述第二中空?qǐng)A柱體的軸線垂直于地面；所述第一線圈設(shè)置在所述第一中空?qǐng)A柱體的空腔內(nèi)，并且所述第一線圈平行于所述第一中空?qǐng)A柱體的底面，使得所述高壓輸電線穿過所述第一中空?qǐng)A柱體的空腔和所述第一線圈；所述第一電阻、所述高壓臂電阻以及所述低壓臂電阻設(shè)置在所述第二中空?qǐng)A柱體的空腔內(nèi)；所述兩個(gè)中空?qǐng)A柱體由絕緣材料組成。所述的電流電壓互感器，還包括第二電流互感器，包括繞在骨架上的第二線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第二線圈的兩端輸出第二保護(hù)用電流信號(hào)；所述第二線圈平行于所述第一線圈設(shè)置；所述骨架是非磁性材料；第二電阻，連接在所述第二線圈的兩端；所述第二線圈設(shè)置在所述第一中空?qǐng)A柱體的空腔內(nèi)；所述第二電阻設(shè)置在所述第二中空?qǐng)A柱體的空腔內(nèi)。本發(fā)明的實(shí)施例具有以下有益效果上述方案中，提供一種電流電壓互感器，能夠分別輸出電流信號(hào)和電壓信號(hào)，能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)的電力設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，相比與現(xiàn)有技術(shù)中使用電磁式互感器的方法，輸出的信號(hào)比較小，能夠直接傳送給后續(xù)監(jiān)測(cè)設(shè)備。


圖1為本發(fā)明為所述的電流電壓互感器的電路原理示意圖；圖2為本發(fā)明為所述的電流電壓互感器的主視圖；圖3為本發(fā)明所述的電流電壓互感器的側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明所述的電流電壓互感器的俯視圖；圖5為本發(fā)明所述的電流電壓互感器的立體圖；圖6為本發(fā)明所述的電流電壓互感器的應(yīng)用場(chǎng)景。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的實(shí)施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，為本發(fā)明所述的一種電流電壓互感器的電路原理示意圖，包括第一電流互感器，包括繞在鐵芯上的第一線圈4，用于供高壓輸電線1穿過，所述第一線圈4的兩端輸出測(cè)量用電流信號(hào)；第一電阻5，連接在所述第一線圈4的兩端；電壓互感器，包括高壓臂電阻10，所述高壓臂電阻10的第一端與所述高壓輸電線1連接；低壓臂電阻8，所述低壓臂電阻8的第一端與所述地連接，所述低壓臂電阻8的第二端與所述高壓臂電阻10的第二端連接，所述低壓臂電阻8的第一端和第二端之間輸出測(cè)量用電壓信號(hào)。
所述第一線圈7由并繞的多根導(dǎo)線、多根導(dǎo)線編織的軟電纜、空心銅管或空心鋁管制成。所述鐵芯由鐵基納米晶帶材料構(gòu)成。所述第一電阻8的阻值在30-100歐姆之間。所述的電流電壓互感器，還包括第二電流互感器，包括繞在骨架上的第二線圈2，用于供高壓輸電線1穿過，所述第二線圈2的兩端輸出第二保護(hù)用電流信號(hào)；所述第二線圈2平行于所述第一線圈4設(shè)置；所述骨架是非磁性材料；第二電阻7，連接在所述第二線圈的兩端。所述高壓臂電阻10和所述低壓臂電阻8的阻值在5MΩ-100ΜΩ之間。圖1中示出了兩組第一電流互感器和兩組電壓互感器。以下結(jié)合圖2至圖5描述本發(fā)明所述的電流電壓互感器的實(shí)物。圖2為本發(fā)明所述的電流電壓互感器的主視圖；圖3為本發(fā)明所述的電流電壓互感器的側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明所述的電流電壓互感器的俯視圖；圖5為本發(fā)明所述的電流電壓互感器的立體圖；電流電壓互感器包括兩個(gè)中空?qǐng)A柱體；第一中空?qǐng)A柱體20設(shè)置在第二中空?qǐng)A柱體30上，所述第一中空?qǐng)A柱體20的軸線平行于地面；所述第二中空?qǐng)A柱體30的軸線垂直于地面；所述第一線圈4設(shè)置在所述第一中空?qǐng)A柱體20的空腔內(nèi)，并且所述第一線圈4平行于所述第一中空?qǐng)A柱體20的底面，使得所述高壓輸電線1穿過所述第一中空?qǐng)A柱體20 的空腔和所述第一線圈4;所述第一電阻5、所述高壓臂電阻10以及所述低壓臂電阻8設(shè)置在所述第二中空?qǐng)A柱體30的空腔內(nèi)；所述兩個(gè)中空?qǐng)A柱體30、20由絕緣材料組成。所述第二線圈2設(shè)置在所述第一中空?qǐng)A柱體20的空腔內(nèi)；所述第二電阻7設(shè)置在所述第二中空?qǐng)A柱體30的空腔內(nèi)。所述電壓互感器還包括屏蔽電極(圖中未示出)，設(shè)置在高壓臂電阻10的外側(cè)。所述電壓互感器還包括過電壓保護(hù)裝置(圖中未示出)，所述過電壓保護(hù)裝置的第一端與所述低壓臂電阻8的第二端連接，所述過電壓保護(hù)裝置的第二端與所述低壓臂電阻8的第一端連接。所述過電壓保護(hù)裝置設(shè)置在所述第二中空?qǐng)A柱體30的空腔內(nèi)。本發(fā)明提供一種專用于架空配電線路的一體式電子式電流電壓互感器。其內(nèi)置3 組線圈和2套分壓器，具有以下有益效果(1)、可以直接替代電線桿上的支柱絕緣子O)、內(nèi)置電流互感器，輸出為電子式信號(hào)GV，無功率)(3)、電流互感器部分可以輸出兩組測(cè)量用電流信號(hào)(0 500Α，0.2%), 一組保護(hù)用電流信號(hào)(0 20kA，3% )0)、內(nèi)置電壓互感器，輸出為電子式信號(hào)OV，無功率)(5)、電壓互感器部分可以輸出兩組測(cè)量用電壓信號(hào)(0 45kV，0. 2% )(6)、可以做成開口式，安裝方便。以下描述電子式電流互感器的原理。
本發(fā)明中，電子式電流互感器采用的是羅柯夫斯基(Rogowski)線圈和輕載線圈 (LPCT)的原理。利用Rogowski線圈測(cè)量大電流信號(hào)，用于繼電保護(hù)，可測(cè)量的電流的線性范圍最高可達(dá)20kA。利用LPCT測(cè)量工作電流，用于計(jì)量和測(cè)量，線性范圍為O 630A。Rogowski線圈由于采用了非磁性的骨架，因此不存在磁飽和現(xiàn)象。當(dāng)一次電流通過Rogowski線圈時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生與一次電流Il的時(shí)間微分成比例的二次電壓E。將二次電壓E進(jìn)行時(shí)間積分處理，就可以獲得與一次電流成比例的電壓信號(hào)U。通過微處理器將信號(hào) U進(jìn)行變換、處理，即可將一次電流信息變成模擬量和數(shù)字量輸出。輕載線圈由一次繞阻、小鐵芯和損耗最小化的二次繞組組成。二次繞組上連接著取樣電阻R，二次電流12在取樣電組R兩端的電壓降U2與一次電流Il成比例。LPCT鐵心選用微晶非晶合金，具有高導(dǎo)磁、高靈敏度、無磁滯的特性。以下描述電子式電壓互感器的原理。電子式電壓互感器采用的是電阻分壓方式進(jìn)行工作。EVT (電壓互感器)由高壓臂電阻、低壓臂電阻、屏蔽電極、過電壓保護(hù)裝置組成。通過分壓器將一次電壓轉(zhuǎn)換成與一次電壓和相位成比例的小電壓信號(hào)。采用屏蔽電極改善電場(chǎng)分布狀況和雜散電容的影響。在二次輸出端并聯(lián)一個(gè)高靈敏過電壓保護(hù)裝置，防止二次輸出端開路時(shí)將二次側(cè)電壓提高。以下說明ECT(電流互感器)和EVT在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，如圖6所示，為EVT和 ECT在數(shù)字化變電站內(nèi)的應(yīng)用。在數(shù)字式變電站建設(shè)中，利用EVT測(cè)量的電壓信號(hào)和利用 ECT測(cè)量的電流信號(hào)可以直接送入到采集單元，在采集單元里，電流和電壓信號(hào)被直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。然后通過總線把數(shù)字信號(hào)送到合并器，最后被送到數(shù)字變電站的監(jiān)控軟件中， 進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)量、測(cè)量和保護(hù)。電子式互感器是數(shù)字化變電站建設(shè)的重要技術(shù)支持，同時(shí)在電力測(cè)量和保護(hù)等領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)電磁式互感器相比，電子式電流電壓互感器具有以下優(yōu)勢(shì)。(1)、測(cè)量范圍廣。電子式互感器的頻響范圍寬、測(cè)量線性范圍廣、線性度好，在有效量程內(nèi)，電流互感器準(zhǔn)確級(jí)達(dá)到0. 2S/5P級(jí)，電壓互感器測(cè)量準(zhǔn)確級(jí)可達(dá)到0. 2/3p級(jí)。O)、應(yīng)用方式靈活。電子式互感器輸出的都是小電壓信號(hào)，一般為1. 5V 4V，這個(gè)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，無需進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換，從而可以降低系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜度， 減少了測(cè)量誤差，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。(3)、安全可靠。電子式互感器均不含鐵芯(或含小鐵芯)，不會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。即便是電流互感器二次開路時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生高電壓，電壓互感器二次短路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大電流，無過電流擊穿的危險(xiǎn)，也不會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振，從而保證了人身及設(shè)備的安全。0)、體積小，功耗低。電子式互感器體積小、重量輕，能有效的節(jié)省空間，功耗極小，節(jié)電效果十分顯著， 具有環(huán)保產(chǎn)品的特征。(5)、多用途。電子式電流互感器集測(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)。電子式電壓互感器同時(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)、使用壽命長(zhǎng)。由于電子式互感器自身是低功耗的，自身線圈不會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱，保證了互感器的使用壽命。安裝使用簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行無需維護(hù)，使用壽命大于30年。以下表格為傳統(tǒng)電磁式互感器與電子式電流電壓互感器比較
權(quán)利要求
1.一種電流電壓互感器，其特征在于，包括第一電流互感器，包括繞在鐵芯上的第一線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第一線圈的兩端輸出測(cè)量用電流信號(hào)；第一電阻，連接在所述第一線圈的兩端；電壓互感器，包括高壓臂電阻，所述高壓臂電阻的第一端與所述高壓輸電線連接；低壓臂電阻，所述低壓臂電阻的第一端與所述地連接，所述低壓臂電阻的第二端與所述高壓臂電阻的第二端連接，所述低壓臂電阻的第一端和第二端之間輸出測(cè)量用電壓信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流電壓互感器，其特征在于，所述第一線圈由并繞的多根導(dǎo)線、多根導(dǎo)線編織的軟電纜、空心銅管或空心鋁管制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流電壓互感器，其特征在于，所述鐵芯由鐵基納米晶帶材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流電壓互感器，其特征在于，所述第一電阻的阻值在 30-100歐姆之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流電壓互感器，其特征在于，還包括第一第二電流互感器，包括繞在骨架上的第二線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第二線圈的兩端輸出第二保護(hù)用電流信號(hào)；所述第二線圈平行于所述第一線圈設(shè)置；所述骨架是非磁性材料；第二電阻，連接在所述第二線圈的兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流電壓互感器，其特征在于，所述高壓臂電阻和所述低壓臂電阻的阻值在5MΩ-100MΩ之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流電壓互感器，其特征在于，所述電壓互感器還包括屏蔽電極，設(shè)置在高壓臂電阻的外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的電流電壓互感器，其特征在于，所述電壓互感器還包括過電壓保護(hù)裝置，所述過電壓保護(hù)裝置的第一端與所述低壓臂電阻的第二端連接，所述過電壓保護(hù)裝置的第二端與所述低壓臂電阻的第一端連接。
9.一種電流電壓互感器，其特征在于，包括第一電流互感器，包括繞在鐵芯上的第一線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第一線圈的兩端輸出測(cè)量用電流信號(hào)；第一電阻，連接在所述第一線圈的兩端；電壓互感器，包括高壓臂電阻，所述高壓臂電阻的第一端與所述高壓輸電線連接；低壓臂電阻，所述低壓臂電阻的第一端與所述地連接，所述低壓臂電阻的第二端與所述高壓臂電阻的第二端連接，所述低壓臂電阻的第一端和第二端之間輸出測(cè)量用電壓信號(hào)；兩個(gè)中空?qǐng)A柱體；第一中空?qǐng)A柱體設(shè)置在第二中空?qǐng)A柱體上，所述第一中空?qǐng)A柱體的軸線平行于地面；所述第二中空?qǐng)A柱體的軸線垂直于地面；所述第一線圈設(shè)置在所述第一中空?qǐng)A柱體的空腔內(nèi)，并且所述第一線圈平行于所述第一中空?qǐng)A柱體的底面，使得所述高壓輸電線穿過所述第一中空?qǐng)A柱體的空腔和所述第一線圈；所述第一電阻、所述高壓臂電阻以及所述低壓臂電阻設(shè)置在所述第二中空?qǐng)A柱體的空腔內(nèi)；所述兩個(gè)中空?qǐng)A柱體由絕緣材料組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電流電壓互感器，其特征在于，還包括第二電流互感器，包括繞在骨架上的第二線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第二線圈的兩端輸出第二保護(hù)用電流信號(hào)；所述第二線圈平行于所述第一線圈設(shè)置；所述骨架是非磁性材料； 第二電阻，連接在所述第二線圈的兩端；所述第二線圈設(shè)置在所述第一中空?qǐng)A柱體的空腔內(nèi)；所述第二電阻設(shè)置在所述第二中空?qǐng)A柱體的空腔內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電流電壓互感器，涉及電網(wǎng)領(lǐng)域，為解決對(duì)智能電網(wǎng)的電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)的技術(shù)問題而發(fā)明。所述電流電壓互感器，包括第一電流互感器，包括繞在鐵芯上的第一線圈，用于供高壓輸電線穿過，所述第一線圈的兩端輸出測(cè)量用電流信號(hào)；第一電阻，連接在所述第一線圈的兩端；電壓互感器，包括高壓臂電阻，所述高壓臂電阻的第一端與所述高壓輸電線連接；低壓臂電阻，所述低壓臂電阻的第一端與所述地連接，所述低壓臂電阻的第二端與所述高壓臂電阻的第二端連接，所述低壓臂電阻的第一端和第二端之間輸出測(cè)量用電壓信號(hào)。本發(fā)明能夠用于智能電網(wǎng)的管理。
文檔編號(hào)H01F38/24GK102169754SQ20111002824
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者呂強(qiáng), 陳菊明 申請(qǐng)人:北京水木源華電氣有限公司