專利名稱：0﹒2Ss級特種高壓計量電流互感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種特種高壓計量電流互感器。
背景技術：
變電站很多線路常常運行在弱小電流一弱磁場工況下，而現(xiàn)用高壓互感器在此工況下測量不出來，造成各類貿易計量表計、監(jiān)測儀表、監(jiān)控微機無法正常工作。這種弱小電流一般在互感器額定電流的千分段，從而主要形成下列三方面問題a)傳統(tǒng)高壓互感器在額定電流的百分段才有測量性能，雖然誤差較大，例如O. 2S級互感器在十分之二以上才能達到±0. 2%，而百分段為±0. 3 ±0. 8% ；b)靠改變變比無濟于事，如600/5A的互感器即使變?yōu)?00/5A, I. 2A的弱小電流只能由原來的2%。In變成I. 2% In,以此來改變弱磁場測量性能根本不可能，靠此改變測量準確度更是杯水車薪；c)作為運行 在高壓線路上的一次設備，將高壓互感器由600/5A降為100/5A，從保護角度出發(fā)，根本不可能被允許。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種O. 2Ss級特種高壓計量電流互感器，以解決變電站很多線路常常運行在弱小電流一弱磁場工況下，而現(xiàn)用高壓互感器在此工況下測量不出來，造成各類貿易計量表計、監(jiān)測儀表、監(jiān)控微機無法正常工作問題。本發(fā)明采取的技術方案是鐵芯由兩種同樣尺寸的“L”形狀芯片組合而成的，該“L”形狀芯片的長邊與短邊比例為3:2 ;其中一種“L”形狀芯片是坡莫合金材質芯片，另一種“L”形狀芯片是冷軋硅鋼材質芯片，具體組合結構是將一片坡莫合金片和一片冷軋硅鋼片拼裝成“ □”形狀作為鐵芯每一層的基礎層，然后將奇數(shù)基礎層和偶數(shù)基礎層進行間隔式疊裝，所述間隔式疊裝方式是各奇數(shù)基礎層都相同，各偶數(shù)基礎層都相同，所述偶數(shù)基礎層是把奇數(shù)基礎層繞水平中心橫向軸線翻轉180度后得到的；在坡莫合金片鐵芯長邊上纏繞電能計量繞組和監(jiān)測繞組，最后I圈都從比鄰的鐵芯邊繞出來；在冷軋硅鋼片鐵芯長邊上纏繞5P級的繼電保護繞組一和5P級的繼電保護繞組-* ;在鐵芯的兩個短邊分別纏繞3P級或5P級的繼電保護繞組三和3P級或5P級的繼電保護繞組四。本發(fā)明一種實施方式是所述坡莫合金為含鎳量70% 81%的鐵鎳合金。本發(fā)明的優(yōu)點是結構新穎，鐵芯的部分芯片采用導磁材質材料一一含鎳70% 81%的坡莫合金擴展了鐵芯的新性能、實現(xiàn)了特種目的；設計出巧妙的鐵芯疊裝結構，充分考慮結構韌性、擴展性能、繞組用途、技術指標，形成獨特的鐵芯設計工藝理念；設計出獨特的線圈繞制方式，充分利用鐵芯結構形成的特點，形成不同繞組的“鐵芯+線圈”誤差補償方法，即巧妙地利用不同材質鐵芯形成的結構特點，形成線圈的分數(shù)匝數(shù)補償，從而達到精確計量的目的。 本專利的主要技術指標a) 一次電壓:220/110/66/35 kV ；b)額定電流比:600/300/150/5 A; 2000/1000/1A ；c)級次組合0. 2Ss，0. 2Ss (O. 5Ss),3 (5) P，3 (5)P，5P，5P;d)產品特點在額定電流的千分段就有準確的測量性能、誤差可以達到±0. 2%，即自額定電流的千分段開始，就能準確地貿易計量、正常地監(jiān)測、可靠地保護控制。



圖I是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是本發(fā)明“L”形坡莫合金材質芯片的結構示意圖；圖3是本發(fā)明“L”形冷軋硅鋼材質芯片的結構示意圖；圖4是本發(fā)明一片坡莫合金片和一片冷軋硅鋼片拼裝成“□”形狀，作為鐵芯每一層的基礎層的結構示意圖；圖5是本發(fā)明鐵芯的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明所涉及的名詞解釋“0. 2Ss級”的含義“0. 2S”的含義表明其測量準確度達到了 O. 2S級高壓互感器的規(guī)程要求，而第二個“s”說明此高壓互感器可以準確地測量到額定電流的千分段。本發(fā)明以下的實施例是以五片基礎層為例來舉例說明的，但本發(fā)明基礎層不僅限于五片。本發(fā)明所述3P級的繼電保護繞組和5P級的繼電保護繞組為本領域公識技術。實施例I鐵芯由兩種同樣尺寸的“L”形狀芯片組合而成的，該“L”形狀芯片的長邊與短邊比例為3:2 ;其中一種“L”形狀芯片是坡莫合金材質芯片1，另一種“L”形狀芯片是冷軋硅鋼材質芯片2，具體組合結構是將一片坡莫合金片和一片冷軋硅鋼片拼裝成“ □”形狀作為鐵芯每一層的基礎層，然后將奇數(shù)基礎層和偶數(shù)基礎層進行間隔式疊裝，所述間隔式疊裝方法是各奇數(shù)基礎層都相同，各偶數(shù)基礎層都相同，所述偶數(shù)基礎層是把奇數(shù)基礎層繞水平中心橫向軸線翻轉180度后得到的；在坡莫合金片鐵芯長邊上纏繞電能計量繞組3和監(jiān)測繞組4，最后I圈都從比鄰的鐵芯邊繞出來；在冷軋硅鋼片鐵芯長邊上纏繞5P級的繼電保護繞組一 5和5P級的繼電保護繞組二6 ;在鐵芯的兩個短邊分別纏繞3P或5 P級的繼電保護繞組三7和3P級或5P級的繼電保護繞組四8。本實施例中所述坡莫合金為含鎳量70%的鐵鎳合金。實施例2本實施例中所述坡莫合金為含鎳量75%的鐵鎳合金，其余結構同實施例I。
實施例3本實施例中所述坡莫合金為含鎳量81%的鐵鎳合金，其余結構同實施例I。下面結合附圖對發(fā)明作進一步說明。圖2和圖3說明兩種材質芯片的性能及其簡單工藝高壓互感器的鐵芯一直采用冷軋硅鋼片疊裝，但它在額定電流千分段幾乎沒有導磁性能；為了實現(xiàn)弱小電流一一弱磁場工況下高壓電流互感器的測量性能，需要采用坡莫合金制作鐵芯，但坡莫合金不僅非常昂貴，而且以其制作鐵芯的繞組抗飽和性能也非常不好。所以，制作高壓互感器的鐵芯不能都采用昂貴的坡莫合金，同時為了繼電保護繞組的抗飽和性能也不該都采用坡莫合金。故此，本發(fā)明采用坡莫合金片和冷軋硅鋼片進行巧妙地疊裝，使高壓互感器的同 一個完整鐵芯的不同區(qū)段為不同材質、發(fā)揮不同的導磁性能和測量性能。兩種材質芯片制作成一樣尺寸，有利于統(tǒng)一制作工藝，也有利于疊裝、使空隙很小。兩種“L”形狀芯片的長邊與短邊比例為3:2，這樣疊裝成鐵芯后高度比寬度略大一些，符合制作鐵芯的一般理念，可以使線圈導線最省。圖4和圖5說明不同材質芯片的疊裝方式及鐵芯結構特點將一片坡莫合金片和一片冷軋硅鋼片拼裝成如圖4所示的結構，作為鐵芯的第一、三、五層芯片(奇數(shù)層)，第二、四……層(偶數(shù)層)都是將像第一層的芯片繞水平軸翻轉180度，然后進行奇數(shù)層和偶數(shù)層的間隔式疊裝；這樣，就形成了圖5所示的疊裝鐵芯結構。如此疊裝形成的鐵芯結構，巧妙地解決了如下問題(1)4個直角采用兩種材質芯片的間隔疊裝，一層是同一材質芯片構筑的整體直角、一層是不同材質芯片拼裝的構筑直角，互相疊壓，從而使不同材質芯片疊裝成統(tǒng)一的I個高壓互感器鐵芯，在絕緣紙和線圈的纏繞下不會“散架”。(2)形成I個通長都是坡莫合金的鐵芯邊供電能計量繞組和監(jiān)測儀表繞組使用，在直角處不會被“不同材質結構”而削弱導磁性能；也形成了另I個通長都是冷軋硅鋼片的鐵芯邊供一對繼電保護5P繞組使用(一般都是雙保護)，在直角處也不會被“不同材質結構”而增強導磁性能、從而也就保證了其很高的抗飽和性能；(3)其它2個鐵芯邊均為間隔的坡莫合金片和冷軋娃鋼片疊裝而成，其弱磁場的導磁性能介于坡莫合金鐵芯邊和冷軋硅鋼片鐵芯邊之間，可以制作成一對3P或5P的繼電保護繞組，這樣的一對可以用于雙保護的繞組，還可以提高測量準確度，又可以使測量性能從額定電流百分段調寬到千分段。圖I說明本發(fā)明結構及繞組纏繞方式及其補償方法疊裝成的鐵芯有兩個稍長的邊，分別純由坡莫合金片或冷軋硅鋼片疊加而成，即使在拐角處沿著鐵芯截面軸方向也是由坡莫合金片或冷軋硅鋼片疊裝而成，這樣可以使其導磁率一致、而且最大化。坡莫合金片鐵芯邊上纏繞“電能計量繞組”和“監(jiān)測繞組”，最后I圈都從比鄰的鐵芯邊繞出來，借用這兩個比鄰鐵芯邊導磁率降低一半左右，因為它們由不同材質芯片間隔疊裝而成，相當于相同材質鐵芯中間打孔穿線效果的特點，巧妙地利用“鐵芯+線圈”的誤差補償方法完成了分數(shù)匝數(shù)補償工作。兩個繞組的等級分別為“O. 2Ss級”、“O. 2Ss級或O. 5Ss級”，電能計量繞組完全滿足了弱磁場工況下的高準確度(O. 2S級)計量的要求；監(jiān)測繞組可以根據用戶需要，制成O. 2Ss級或O. 5Ss級的，該繞組完全能夠滿足弱磁場工況下的遠動模數(shù)轉換測量模塊、運行監(jiān)控微機、交流采樣測量裝置的測量輸入準確度要求，使新能源用戶在弱磁場工況下也能夠準確地測量到運行電流的大小，利于運行監(jiān)控。
冷軋硅鋼片鐵芯邊上纏繞一對5P級的繼電保護繞組，和傳統(tǒng)高壓互感器中的5P級繼電保護繞組沒有什么不同，主要用于主變雙保護或母線雙保護等。其它兩個鐵芯邊都是用坡莫合金片和冷軋硅鋼片間隔疊裝而成的，其弱磁場工況下的導磁性能介于純坡莫合金鐵芯邊和純冷軋硅鋼片鐵芯邊的導磁性能之間，可以各繞制一組3P或5P的繼電保護繞組，這樣的一對可以用于雙保護的繞組，即可以提高測量準確度，又可以使測量性能從額定電流百分段調寬到千分段。在短邊由坡莫合金和冷軋硅鋼片間隔疊裝成的鐵芯上繞制繼電保護繞組的效果是使擴展了繼電保護的測控范圍，由原來的(Pm1Tin)擴展到(o. Pm1Tin)。 同樣在長邊由純坡莫合金片疊裝成的鐵芯上繞制電能計量繞組的效果是使擴展了計量電流的測量范圍，由原來的(ι%ιΝ ιΝ)擴展到(ο·ι%ιΝ ιΝ)。而從短邊繞制一圈(相當于傳統(tǒng)的半匝補償)的目的就是把測量準確度由原來的3%或5%(都在坡莫合金上纏繞)提高到O. 2%。相比原來在冷軋硅鋼鐵芯上繞線圈，一是額定電流的千分段它根本就不測量，二是測量準確 度只能是5%，靠多纏細線并增粗鐵芯的辦法測量準確度也只能到3%。在右長邊(由純冷軋硅鋼片疊裝)或上下短邊上都可繞制繼電保護繞組，由鐵芯粗細和線圈的多少共同決定了右邊上繼保繞組對電流的測控準確度(靈敏度)是3%或5%;同樣地，由短邊上混合材質的粗細加上線圈的多少共同決定了上下邊上繼電保護繞組對電流的測控準確度是3%或5%。但需重申上下邊上繼電保護繞組的測控范圍比右邊的寬，能測控到額定電流的千分段。
權利要求
1.一種0. 2Ss級特種高壓計量電流互感器，其特征在于鐵芯由兩種同樣尺寸的“L”形狀芯片組合而成的，該“L”形狀芯片的長邊與短邊比例為3:2 ;其中一種“L”形狀芯片是坡莫合金材質芯片，另一種“L”形狀芯片是冷軋硅鋼材質芯片，具體組合結構是將一片坡莫合金片和一片冷軋硅鋼片拼裝成“ □”形狀作為鐵芯每一層的基礎層，然后將奇數(shù)基礎層和偶數(shù)基礎層進行間隔式疊裝，所述間隔式疊裝方式是各奇數(shù)基礎層都相同，各偶數(shù)基礎層都相同，所述偶數(shù)基礎層是把奇數(shù)基礎層繞水平中心橫向軸線翻轉180度后得到的； 在坡莫合金片鐵芯長邊上纏繞電能計量繞組和監(jiān)測繞組，最后I圈都從比鄰的鐵芯邊繞出來； 在冷軋硅鋼片鐵芯長邊上纏繞5P級的繼電保護繞組一和5P級的繼電保護繞組二 ； 在鐵芯的兩個短邊分別纏繞3P級或5P級的繼電保護繞組三和3P級或5P級的繼電保護繞組四。
2.根據權利要求I所述的一種0.2Ss級特種高壓計量電流互感器，其特征在于所述坡莫合金為含鎳量70% 81%的鐵鎳合金。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種0.2Ss級特種高壓計量電流互感器，屬于電流互感器。鐵芯由兩種同樣尺寸的“L”形狀芯片組合而成的，該“L”形狀芯片的長邊與短邊比例為3:2；其中一種“L”形狀芯片是坡莫合金材質芯片，另一種“L”形狀芯片是冷軋硅鋼材質芯片，在鐵芯的各邊上纏繞所需繞組。優(yōu)點是結構新穎，鐵芯的部分芯片采用坡莫合金巧妙地利用不同材質鐵芯形成的結構特點，形成線圈的分數(shù)匝數(shù)補償，從而達到精確計量的目的。
文檔編號H01F38/30GK102969138SQ20121053306
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權日2012年12月11日
發(fā)明者趙世祥, 敖明, 周力威, 楊建榮, 才文戰(zhàn), 馮忠寶, 任萍, 趙俊新, 夏志 申請人:吉林省電力有限公司電力科學研究院, 吉林省電力科學研究院有限公司, 國家電網公司