技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電子式互感器，特別涉及一種基于鏈?zhǔn)诫娙萜髯枞莘謮旱碾娮邮交ジ衅鳌?/p>

背景技術(shù)

隨著國(guó)家對(duì)電網(wǎng)的智能化、數(shù)值化、自動(dòng)化的發(fā)展，電子式電壓互感器成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。在中壓電子式電壓互感器領(lǐng)域主要是電阻分壓和電容分壓兩種，電阻分壓式電壓傳感器的準(zhǔn)確度取決于電阻的準(zhǔn)確度，或更準(zhǔn)確地說，取決于分壓比的準(zhǔn)確度，其轉(zhuǎn)換誤差主要源自電阻溫度系數(shù)、電阻電壓系數(shù)、電阻器因電壓、溫度引起的漂移、雜散電容及相鄰相線之間的串?dāng)_影響，所以使用起來有很大的限制性。電容分壓式電子式互感器的傳感原理基于電容分壓的原理，一般采用高壓電容和低壓電容串接的結(jié)構(gòu)，被測(cè)高壓直接加在高壓臂的電容上，在低壓臂的電容上分出與一次側(cè)高壓成正比的小電壓信號(hào)，這種類型的電子式電壓互感器的缺陷是誤差完全取決于高壓臂電容和低壓臂電容的精度，但是高精度的電容器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體大質(zhì)重，造價(jià)比較高；電容器低壓側(cè)電容直接與高壓側(cè)的電容直接串聯(lián)耦合，中間沒有任何電氣隔離，易受溫度的影響，穩(wěn)定性、可靠性不高，存在著較大的安全隱患。

多年的實(shí)際應(yīng)用表明此類電容的互感器還存在一個(gè)重大缺陷，故障狀態(tài)下的暫態(tài)響應(yīng)過程問題。在高壓側(cè)出現(xiàn)短路或斷路故障時(shí)，儲(chǔ)存在電容中的能量沒有一個(gè)合適的通路供其快速釋放，也就是通常所指的“電荷俘獲現(xiàn)象”。鑒于電容式分壓器存在著系統(tǒng)短路后，分壓電容的等效接地電容上積聚的電荷在重合閘時(shí)不能完全釋放，在系統(tǒng)工作電壓上疊加一個(gè)誤差分量，影響到測(cè)量結(jié)果的正確性以及繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作，且長(zhǎng)期工作時(shí)等效接地電容也會(huì)因溫度等因素的影響而變得不夠穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中造價(jià)高，易受環(huán)境影響，穩(wěn)定性、可靠性低，存在較大誤差，以及“電荷俘獲現(xiàn)象”?等不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高的新型卷繞電容器鏈?zhǔn)酱拥碾娮邮诫妷夯ジ衅鳎陔娏ο到y(tǒng)中廣泛應(yīng)用于數(shù)字化變電站中電壓測(cè)量以及繼電保護(hù)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于鏈?zhǔn)诫娙萜髯枞莘謮旱碾娮邮交ジ衅鳎ㄝ斎敫邏弘姌O、電容器、電阻和信號(hào)處理模塊，其特征在于：所述輸入高壓電極輸入連接電容器，電容器由多個(gè)電容依次串聯(lián)組成，電阻并聯(lián)于任一電容，上述任一電容連接信號(hào)處理模塊。

所述多個(gè)電容由內(nèi)而外沿輸入高壓電極軸向方向卷繞，內(nèi)層的第一電容的極板卷繞在圓筒狀輸入高壓電極上與輸入高壓電極相連，第一電容極板外圍卷繞絕緣介質(zhì)，在第一電容極板外圍絕緣介質(zhì)上卷繞上第二層電容的極板，第二電容極板外圍卷繞絕緣介質(zhì)，多個(gè)電容按上述卷繞后由環(huán)氧樹脂封裝形成一個(gè)鏈?zhǔn)诫娙萜鳌?/p>

所述信號(hào)處理模塊包括依次串接的電壓放大移相單元、電壓阻抗匹配電路和合并單元，電壓放大移相單元將電容器輸出的電壓信號(hào)放大移相至與電壓放大移相單元連接的電壓阻抗匹配單元，電壓阻抗匹配單元將與正比于一次側(cè)電壓的小電壓信號(hào)經(jīng)合并單元輸出電壓信號(hào)。

所述多只電容的極板徑向中心線處于同一水平面，多只電容的極板高度由內(nèi)而外呈軸向依次遞減，每只電容的電容量大小相等。

所述絕緣介質(zhì)為復(fù)合聚酯薄膜。

所述多個(gè)電容中最外層一個(gè)電容極板作為地電位引出，外層的倒數(shù)第二個(gè)電容的極板經(jīng)電阻并聯(lián)后連接信號(hào)處理單元輸出信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）??????????????由于分壓器采用鏈?zhǔn)诫娙荽?lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，絕緣介質(zhì)采用性能優(yōu)良的聚乙酰胺薄膜，穩(wěn)定性很好，充分保證了本產(chǎn)品大范圍溫度變化不會(huì)影響精度，可靠性高；可同時(shí)滿足電壓測(cè)量和保護(hù)的要求，測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)0.2級(jí)，保護(hù)級(jí)可達(dá)3P級(jí)，滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；

2）??????????????電容采用卷繞結(jié)構(gòu)，制作工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，成本低，自身功耗較小，節(jié)電效果顯著，適應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排、環(huán)保的要求；同時(shí)采用環(huán)氧樹脂封裝，增加了設(shè)備的應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的能力；電容器無油化、無氣化的結(jié)構(gòu)方案，設(shè)備的絕緣、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，無漏油、泄氣的安全隱患，可靠性高。

3）??????????????在任一電容并聯(lián)一個(gè)電阻，使線路出現(xiàn)短路或斷路故障時(shí)，存儲(chǔ)在分壓電容中的能量可以通過該電阻來快速釋放，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路上的電壓變化快速響應(yīng)跟蹤測(cè)量，徹底解決“電荷俘獲現(xiàn)象”，進(jìn)一步提高電壓互感器的精度和可靠性。

本發(fā)明采用同軸卷繞的多個(gè)電容串接成電容器，由任一電容器經(jīng)信號(hào)處理模塊輸出電壓信號(hào)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、制造成本低，采樣精度高、誤差小、響應(yīng)時(shí)間短、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，適用于數(shù)字化變電站中電壓測(cè)量以及繼電保護(hù)。

附圖說明