本發(fā)明涉及配網(wǎng)自動化采樣控制領(lǐng)域，具體公開了一種配電設(shè)備用一二次融合三相電流互感器。

背景技術(shù)：

我國智能電網(wǎng)建設(shè)巨大的投資，為電力設(shè)備制造企業(yè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)改造原動力。國家電網(wǎng)提出2009～2020年分三個階段實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃：第一階段(2009年～2010年)預(yù)計投資5500億元，第二階段(2011年～2015年)預(yù)計投資2萬億元，第三階段(2016年～2020年)預(yù)計投資1.7萬億元。到2020年國家電網(wǎng)在智能電網(wǎng)建設(shè)方面總投資逾4萬億元。我國建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)就要構(gòu)筑堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，需要大量的變壓器、互感器等設(shè)備，據(jù)估計這方面設(shè)備約占電網(wǎng)總投資40%，這無疑是電力設(shè)備制造企業(yè)的福音。

隨著國家電網(wǎng)公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)計劃的實(shí)施，變電站將向智能變電站發(fā)展，一次設(shè)備要升級為智能電力設(shè)備，二次設(shè)備則成為智能控制單元，這是一個革命性的變化。國家電網(wǎng)發(fā)布了智能變電站的整體技術(shù)規(guī)劃要求對于變壓器、互感器等產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)加入了代表智能化的自診、保護(hù)功能。

另一方面，為適應(yīng)國家電網(wǎng)線損精細(xì)化管理的要求，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)分線線損計量，需要對一次設(shè)備電流傳感器提出新的計量精度要求。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，微機(jī)型繼電保護(hù)裝置逐步占據(jù)了主導(dǎo)地位，在繼電保護(hù)和測量中，控制部分的能量流和信息流分離，因而監(jiān)測設(shè)備不再需要高功率輸出的互感器采樣。同時由于電力工業(yè)的快速發(fā)展、電網(wǎng)情況也更加復(fù)雜，提高功率因數(shù)，改善電網(wǎng)質(zhì)量的智能電流互感器被廣泛應(yīng)用。因此，開發(fā)出一種具有采樣、測量、保護(hù)、零序功能的三相電流互感器迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種具有采樣、測量、保護(hù)、零序功能的配電設(shè)備用一二次融合三相電流互感器，其能夠?yàn)榕潆娊K端FTU/DTU提供電流采集信號。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種配電設(shè)備用一二次融合三相電流互感器，包括三個圓筒型空心骨架，空心骨架上分別繞制有二次繞組，形成 A 相線圈、B 相線圈、C 相線圈，所述的A 相線圈、B 相線圈、C 相線圈上方覆蓋有橢圓環(huán)形零序線圈，A 相線圈、B 相線圈、C 相線圈和零序線圈固封在環(huán)氧樹脂真空澆注成的橢圓形的絕緣體內(nèi)。

所述的二次繞組連接有二次接線端子，所述的二次接線端子通過航空插頭與外部聯(lián)接，輸出信號并接12米長屏蔽雙絞線電纜。

所述的A 相線圈、B 相線圈以及C 相線圈各自都由測量線圈和保護(hù)線圈采用回繞法繞組而成。

所述保護(hù)線圈由錳銅絲均勻繞制在空心骨架上，并串聯(lián)有調(diào)節(jié)輸出電壓的錳銅絲電阻。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明是將原本獨(dú)立結(jié)構(gòu)的單相零序電流互感器、單相電流互感器組合在一起。在保證采樣數(shù)據(jù)的精度和可靠的同時，完成測量、保護(hù)信號的在線監(jiān)測和自診斷。同時增加零序保護(hù)的作用，提供三相序（保護(hù)、測量、計量）電流信號和零序電流信號。

本發(fā)明是一種低壓、新型測量、保護(hù)用互感器，主要和戶外ZW20斷路器（FZW28負(fù)荷開關(guān)）配套。該互感器功能強(qiáng)大，小信號輸出無須二次轉(zhuǎn)換，可直接通過A/D轉(zhuǎn)換接入二次設(shè)備，符合“電網(wǎng)電氣設(shè)備的控制和保護(hù)及狀態(tài)檢修、電能計量、電能質(zhì)量測量”等電力工業(yè)各個領(lǐng)域“數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化”發(fā)展的需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1 的局部剖視圖；

圖中1、航空端子 2、屏蔽雙絞線電纜 3、環(huán)氧樹脂 4、無感電阻 5、測量線圈 6、保護(hù)線圈 7、零序線圈 8 、團(tuán)狀模塑料外殼 9、 A相線圈 10、B相線圈 11、C相線圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限制：

一種配電設(shè)備用一二次融合三相電流互感器，包括三個圓筒型空心骨架，空心骨架上分別繞制有二次繞組，形成 A 相線圈9、B 相線圈10、C 相線圈12，所述的A 相線圈9、B 相線圈10、C 相線圈11上方覆蓋有橢圓環(huán)形零序線圈7，A 相線圈9、B 相線圈10、C 相線圈11和零序線圈7固封在環(huán)氧樹脂3真空澆注成的橢圓形的絕緣體內(nèi)。

所述的二次繞組連接有二次接線端子，所述的二次接線端子通過航空插頭1與外部聯(lián)接，輸出信號并接12米長屏蔽雙絞線電纜2。

所述的A 相線圈9、B 相線圈10以及C 相線圈11各自都由測量線圈5和保護(hù)線圈6采用回繞法繞組而成。

所述保護(hù)線圈6由錳銅絲均勻繞制在空心骨架上，并串聯(lián)有調(diào)節(jié)輸出電壓的無感電阻4。

下面結(jié)合具體原理對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，電流取樣測量線圈采用能耗小鐵心線圈原理、電流取樣保護(hù)線圈采用羅柯夫斯基（Rogowski）線圈原理。零序電流取樣采用能耗小鐵心線圈原理。

小鐵芯線圈式低功率電流互感器是傳統(tǒng)電磁式電流互感器的一種發(fā)展，其原理圖如下：小鐵心線圈式低功率電流互感器包含一次繞組小鐵心和損耗極小的二次繞組。二次繞組上連接集成元件Ra，因此，其二次輸出為電壓信號。二次電流I₂在集成元件Ra上產(chǎn)生的電壓降Us，其幅值正比于一次流且同相位。而且，互感器的內(nèi)部損耗和負(fù)荷要求的二次功率越小，其測量范圍越寬、準(zhǔn)確度越高。

羅柯夫斯基（Rogowski）線圈是將導(dǎo)線均勻地繞在非鐵磁性環(huán)形骨架上，一次母線置于線圈中央，因此繞組線圈與母線之間的電位是隔離的。由于不存在鐵心所以不存在飽和現(xiàn)象。如果母線電流為I（t），

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，羅柯夫斯基（Rogowski）線圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e（t）：e（t）= -Mdi/dt

其中M——互感系數(shù)

Rogowski線圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e（t）經(jīng)過積分器處理后得到與母線電流成比例的電壓信號，然后經(jīng)過其它環(huán)節(jié)的處理、變換后，即可得到與一次電流成比例的模擬量輸出。

本發(fā)明采用低能耗小鐵心線圈原理和Rogowski線圈設(shè)計原理，其中Rogowski線圈采用獨(dú)家設(shè)計的錳銅絲均勻繞制在空心骨架上，然后采用錳銅絲電阻串聯(lián)調(diào)節(jié)輸出電壓，極大的提高了Rogowski線圈的性能穩(wěn)定性。其輸出在整個測量范圍內(nèi)呈線性。該裝置絕緣結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行降低能耗，安裝簡單，維護(hù)方便，安全性能高，對現(xiàn)有電氣設(shè)備的改造與提高具有現(xiàn)實(shí)意義。

本發(fā)明通過電磁感應(yīng)、高精度電阻采樣，可以做零序、測量和保護(hù)，環(huán)氧樹脂澆注，二次接線通過航空插頭與外部聯(lián)接，輸出信號可以并接12米長屏蔽電纜，末端精度不變的組合式結(jié)構(gòu)，便于安裝，減少現(xiàn)場接線，節(jié)省空間，維護(hù)方便。產(chǎn)品輸出為小電壓信號，不會傷害被控設(shè)備，可直接與儀表、繼電保護(hù)裝置等二次綜合自動化設(shè)備接口，從而實(shí)現(xiàn)控制、采樣、保護(hù)的功能。

本發(fā)明整體特征：功能多樣，安裝使用簡單方便，運(yùn)行降低能耗，無需設(shè)備維護(hù)。重量輕、體積小、安裝節(jié)省空間，減少現(xiàn)場接線，結(jié)構(gòu)簡潔，性能優(yōu)越。測量范圍寬，克服了傳統(tǒng)電磁式取樣裝置的頻帶窄、響應(yīng)慢等缺點(diǎn)。小電壓信號取樣從根本上消除了電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重大故障隱患，最大程度地保障了人員和設(shè)備的安全。

本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。