本發(fā)明涉及一種雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器，屬于電力監(jiān)測(cè)與計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

雙級(jí)電壓互感器見圖1，有一個(gè)勵(lì)磁繞組和一個(gè)一次繞組，可滿足一個(gè)以地電位為參照電位的二次電壓測(cè)量要求，如果同時(shí)還需要一個(gè)以一次電壓的高壓電位為參照電位的二次電壓測(cè)量要求時(shí)，普通雙級(jí)電壓互感器不能滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決問題是提供一種雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器，該雙級(jí)電壓互感器，具有一個(gè)勵(lì)磁繞組、一個(gè)一次繞組和二個(gè)二次繞組，其中，N_L為勵(lì)磁繞組，N₁為一次繞組，N₂為以地電位為參照電位的二次繞組，N₃為以一次電壓的高壓電位為參照電位的二次繞組，在滿足一個(gè)二次變換量以地電位為參照電位測(cè)量要求的同時(shí)滿足另一個(gè)二次變換量以一次電壓的高壓電位為參照電位測(cè)量要求。

本發(fā)明采用下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。一種雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器，包括第一級(jí)鐵芯、第二級(jí)鐵芯，勵(lì)磁繞組N_L繞制在第一級(jí)鐵芯上，一次繞組N₁和二次繞組N₂、二次繞組N₃繞制在第一級(jí)鐵芯和第二級(jí)鐵芯上。

更具體的，二次繞組N₂是以地電位為參照電位的二次繞組，二次繞組N₃為以一次電壓的高壓電位為參照電位的二次繞組。

更特別的是，勵(lì)磁繞組N_L的高電位端A_L與一次繞組N₁的高電位端A連接，勵(lì)磁繞組N_L的低電位端X_L與一次繞組N₁的低電位端X連接；二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，二次繞組N₃的非極性端2a設(shè)置在一次繞組N₁的高電位端A一側(cè)。

更特別的是，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的低電位端X的絕緣距離應(yīng)不小于一次繞組N₁的高電位端A與一次繞組N₁的低電位端X的距離。

更特別的是，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的高電位端A之間絕緣距離應(yīng)不小于2mm。

更特別的是，自一次繞組N₁的高電位端A引出A端子，自一次繞組N₁的低電位端X引出X端子，自二次繞組N₂的非極性端1a引出1a端子，自二次繞組N₂的極性端1n引出1n端子，自二次繞組N₃的非極性端2a引出2a端子。

本發(fā)明所述雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的二次繞組N₂和二次繞組N₃的二次負(fù)荷為空載。

本發(fā)明的有益效果是，在普通雙級(jí)電壓互感器基礎(chǔ)上，在外形上增加一個(gè)二次繞組N₃的2a端子，在繞制一次繞組N₁時(shí)，將二次繞組N₃與一次繞組N₁串聯(lián)繞制，二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，并引出至雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的A端子，該A端子即是一次繞組N₁的高電位端A，又是二次繞組N₃的極性端2n；即解決了二次繞組N₃以一次電壓的高壓電位為參照電位測(cè)量二次電壓的問題，又解決了兩個(gè)二次繞組之間的絕緣問題；可同時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)以地電位為參照電位、另一個(gè)以一次電壓的高壓電位為參照電位二次電壓測(cè)量，具有方法簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、實(shí)用、可操作性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是普通雙級(jí)電壓互感器原理圖；

圖2是普通雙級(jí)電壓互感器繞組接線圖；

圖3是普通雙級(jí)電壓互感器等效電路圖；

圖4是普通雙級(jí)電壓互感器外形主示意圖；

圖5是普通雙級(jí)電壓互感器外形俯視圖；

圖6是雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器原理圖；

圖7是雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器繞組接線圖；

圖8是雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器等效電路圖；

圖9是雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器外形主示意圖；

圖10是雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器外形俯視圖；

圖中符號(hào)：

1----第一線鐵芯、2----第二級(jí)鐵芯；

N_L----勵(lì)磁繞組；

N₁----一次繞組；

N₂、N₃----二次繞組；

A----一次繞組的高電位端、X----一次繞組的低電位端；

A_L----勵(lì)磁繞組的高電位端、X_L----勵(lì)磁繞組的低電位端；

1a----二次繞組N₂的非極性端、1n----二次繞組N₂的極性端；

2a----二次繞組N₃的非極性端、2n----二次繞組N₃的極性端；

----一次電壓矢量；

----二次繞組N₂電壓矢量；

----二次繞組N₃電壓矢量；

----勵(lì)磁繞組N_L電流矢量；

----一次繞組N₁電流矢量；

----第一級(jí)互感器的一次感應(yīng)電勢(shì)矢量；

----N₁繞組在兩鐵芯上的感應(yīng)電勢(shì)矢量；

Z_L----N_L繞組的內(nèi)阻抗；

Z₁----N₁繞組的內(nèi)阻抗；

Z′₂----折算到一次的N₂繞組的內(nèi)阻抗；

Z′₃----折算到一次的N₃繞組的內(nèi)阻抗；

Y_ml----第一級(jí)互感器的勵(lì)磁導(dǎo)納；

Y_m2----第二級(jí)互感器的勵(lì)磁導(dǎo)納；

----折算到一次的N₂繞組電壓矢量；

----折算到一次的N₃繞組電壓矢量。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施步驟作進(jìn)一步的描述。

雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器如圖6所示，所述雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器在常規(guī)雙級(jí)電壓互感器(見圖1-5)基本原理上，并考慮制造工藝和絕緣技術(shù)因素，在繞制原有的一次繞組N₁和二次繞組N₂的鐵芯上再加繞制另一個(gè)二次繞組N₃，二次繞組N₂的繞制位置、絕緣處理及輸出方式等均不變(見圖7)；一次繞組N₁的絕緣處理及輸出方式等均不變，本發(fā)明要求二次繞組N₃與一次繞組N₁串聯(lián)，先繞制二次繞組N₃再繞組一次繞組N₁，二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，解決二次繞組N₃以一次電壓的高壓電位為參照電位的問題；依據(jù)雙級(jí)電壓互感器基本原理，勵(lì)磁繞組N_L和一次繞組N₁的一次電壓相等，繞組的匝數(shù)相等，勵(lì)磁繞組N_L繞制在第一級(jí)鐵芯上，一次繞組N₁和二次繞組N₂、二次繞組N₃繞制在第一級(jí)鐵芯和第二級(jí)鐵芯上。

本發(fā)明中勵(lì)磁繞組N_L的高電位端A_L與一次繞組N₁的高電位端A連接，勵(lì)磁繞組N_L的低電位端X_L與一次繞組N₁的低電位端X連接；本發(fā)明要求二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，二次繞組N₃的非極性端2a設(shè)置在一次繞組N₁的高電位端A一側(cè)(見圖7)，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N的低電位端X的絕緣距離應(yīng)不小于一次繞組N₁的高電位端A與一次繞組N₁的低電位端X的距離；二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的高電位端A之間的電位差為二次電壓，依據(jù)JJG314-2010《測(cè)量用電壓互感器檢定規(guī)程》電壓互感器額定二次電壓的最大值為100V，因此，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的高電位端A之間絕緣距離應(yīng)不小于2mm。

本發(fā)明要求雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的二次繞組N₂和二次繞組N₃的二次負(fù)荷為空載。

增加一個(gè)二次比例繞組后對(duì)雙級(jí)電壓互感器誤差影響的評(píng)估，普通雙級(jí)電壓互感器等效電路圖見圖3，由電壓互感器基本原理可知，其空載誤差為：

推導(dǎo)參見《電壓比例標(biāo)準(zhǔn)》，山西科學(xué)技術(shù)出版社，趙修民；趙屹濤編著，P24～P25；

比較雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器等效電路圖見圖8，電壓互感器的誤差由空載誤差和負(fù)荷誤差疊加構(gòu)成，由于二次均為空載，因此，特殊雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的誤差僅為空載誤差，其誤差特性保持與普通雙級(jí)電壓互感器一致。

繞組匝數(shù)的計(jì)算：

$N=\frac{U_n}{e/T}\mathrm{...}\left(1\right)$

式中：

N為繞組匝數(shù)；U_n為額定一次電壓；e為繞組的匝電勢(shì)；T為1匝。

以額定一次電壓10kV為例：

實(shí)施例1

1、維持同等級(jí)普通雙級(jí)電壓互感器基本原理、制造工藝、設(shè)計(jì)技術(shù)方法：

2、使用同等級(jí)普通雙級(jí)電壓互感器相同的絕緣材料、鐵芯、導(dǎo)線；

3、勵(lì)磁繞組、原一次繞組、二次繞組的計(jì)算、繞組方法、繞組位置不變；

4、原一次繞組、二次繞組在雙級(jí)電壓互感器外部設(shè)置的位置不變；

5、原同等級(jí)普通雙級(jí)電壓互感器外形基本不變，在A端子旁增加一個(gè)2a端子(見圖7、圖9、圖10)，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的低電位端X的絕緣距離應(yīng)不小于一次繞組N₁的高電位端A與一次繞組N₁的低電位端X的距離，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的高電位端A之間絕緣距離應(yīng)不小于2mm。

6、勵(lì)磁繞組N_L和一次繞組N₁的一次電壓相等，繞組的匝數(shù)相等；

7、勵(lì)磁繞組N_L繞制在第一級(jí)鐵芯上，勵(lì)磁繞組N_L的高電位端A_L與一次繞組N₁的高電位端A連接，勵(lì)磁繞組N_L的低電位端X_L與一次繞組N₁的低電位端X連接；

8、在繞制一次繞組N₁時(shí)(見圖7、圖9、圖10)，將二次繞組N₃與一次繞組N₁串聯(lián)繞制在第一級(jí)鐵芯和第二級(jí)鐵芯上，二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，并引出至雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的A端子，該A端子即是一次繞組N₁的高電位端A，又是二次繞組N₃的極性端2n；

9、二次繞組N₃的2a端引出至雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的2a端子；

10、一次繞組N₁的X端引出至雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的X端子；

11、在原同等級(jí)普通雙級(jí)電壓互感器繞制二次繞組N₂的位置，繞制二次繞組N₂，二次繞組N₂的非極性端1a引出至雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的1a端子，二次繞組N₂的極性端1n引出雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器的的1n端子；

本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。采用雙二次繞組雙級(jí)電壓互感器替換普通雙級(jí)電壓互感器，在滿足一個(gè)以地電位為參照電位的二次電壓測(cè)量要求的同時(shí)，還滿足一個(gè)以一次電壓的高壓電位為參照電位的二次電壓測(cè)量要求。