CN104637663A - 集成一体化多变比互感器及其数据采集方法 - Google Patents

Abstract

一种集成一体化多变比互感器及其数据采集方法，包括第一测量电流互感器；第一测量电流互感器的二次侧绕组包括首端和末端，还包括至少一个抽头端；还包括与第一测量电流互感器结构相同的第一保护电流互感器、第二测量电流互感器和第二保护电流互感器；还包括第一电压互感器和第二电压互感器。所有互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。本发明实现了互感器的变比可调，满足了配电线路运行根据负荷情况可以调整互感器变比的要求；体积小，占用空间少，有利于安装，整体美观，简化接线方式，提升了配电工作的标准化程度，降低了现场施工的难度，缩短了施工周期，节约了综合成本，便于后期维护。

Description

集成一体化多变比互感器及其数据采集方法

技术领域

本发明涉及电力系统配电自动化技术领域，特别是一种集成一体化多变比互感器及其数据采集方法。

背景技术

配电网及其自动化系统中，配电智能馈线终端一般分为柱上终端FTU，站房终端DTU以及配电变压器终端TTU。这些智能终端都要实现采集电力线路电流、电压、功率因素、谐波信息、线路故障信息等功能，同时还需要从电力线路上获取支撑配电终端工作的后备电力（作为对配电终端后备电源的充电电源）供应，这些任务都需要通过在线路上安装相应的电压互感器和电流互感器来实现。

在公知的信息采集方法中，10kV及以下电压等级配电网及其自动化系统现场智能馈线终端采集配电网实时运行信息，是通过航插电缆或直接布线端子排方式对分立式的多只电压互感器和电流互感器分别进行中低压线路电流、电压、故障电流、谐波等数据采集。这种方法主要存在以下缺陷：

1.各自独立、多组的电压互感器和电流互感器在施工安装周期长，综合成本高，施工设计复杂、占用空间大，从而导致设备接线复杂，安装和后期维护难度大，尤其是当这些分离的互感器需要安装在电力杆塔上的横担上暴露的问题更是明显。

2.固定互感器变比下，长期低负荷下采用高变比互感器以及相反情况，都会造成量测精度的长期不准确，质量下降，降低配电自动化系统运行监测的时效性和准确性，实用化质量差。由于目前一些用电客户或地区用电负荷在一段时间很低或很高，起伏落差较大，有些企业随着市场的变化调整生产，以及农村地区随着季节的变化导致的用电负荷的变化，如果变比不匹配而使互感器长期超出测量范围的情况下，现有固定变比方法将使配网线路的运行监测的时效性和准确性下降，严重时，必须需要另一组电流互感器，重新确定相应的互感器变比。这种方法不仅费事费工，且需要停电实施，还额外增加了供电企业的成本投入，拆下的互感器不便于保存，废弃很可惜。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成一体化多变比互感器及其信息采集方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种集成一体化多变比互感器，包括第一测量电流互感器；所述第一测量电流互感器包括一次侧绕组和二次侧绕组；所述二次侧绕组包括首端和末端，还包括至少一个抽头端；所述一次侧绕组与二次侧绕组首端及末端之间的绕组构成第一变比，与二次侧绕组首端及抽头端之间的绕组构成第二变比，与二次侧绕组抽头端及末端之间的绕组构成第三变比，以此类推；还包括与第一测量电流互感器结构相同的第一保护电流互感器、第二测量电流互感器和第二保护电流互感器；所有互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。

进一步地，还包括第一电压互感器和第二电压互感器；所述电压互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端也分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。

更进一步地，还包括与第一测量电流互感器结构相同的第三测量电流互感器和第三保护电流互感器；所述第三测量电流互感器和第三保护电流互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端分别也连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。

更进一步地，还包括后备电源电压互感器；所述后备电源电压互感器的二次侧绕组的一端连接到接地端子，另一端连接到220V输出端子。

一种集成一体化多变比互感器的数据采集方法，包括：将集成一体化多变比互感器安装到三相配电线路，其中第一测量电流互感器和第一保护电流互感器的一次侧绕组连接到其中一相，第二测量电流互感器和第二保护电流互感器的的一次侧绕组连接到另一相；确定采集测量数据所需要的变比，将二次接线端子上第一测量电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的测量数据采集航插端子；以相同的变比，将二次接线端子上第二测量电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的测量数据采集航插端子；确定采集保护数据所需要的变比，将二次接线端子上第一保护电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的保护数据采集航插端子；将二次接线端子上第二保护电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的保护数据采集航插端子。

进一步的数据采集方法中，所述集成一体化多变比互感器还包括第一电压互感器和第二电压互感器；还包括：将第一电压互感器和第二电压互感器的一次侧绕组按照V/V接法连接到三相配电线路；将二次接线端子上第一电压互感器和第二电压互感器各自的二次侧绕组端子通过电压航插连接到馈线终端上各自的电压采集航插端子。

更进一步的数据采集方法中，所述集成一体化多变比互感器还包括与第一测量电流互感器结构相同的第三测量电流互感器和第三保护电流互感器；还包括：将第三测量电流互感器和第三保护电流互感器安装到三相配电线路，各自的一次侧绕组连接到最后一相；根据已确定的采集测量数据所需要的变比，将二次接线端子上第三测量电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的测量数据采集航插端子；根据已确定的采集保护数据所需要的变比，将二次接线端子上第三保护电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的保护数据采集航插端子。

上述方法中，所述三相配电线路为10kV及以下电压等级。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过接入电流互感器二次线圈的中间抽头，在不更换互感器并通过预先设计的互感器二次侧不同穿心匝数的情况下，实现了互感器的变比可调，满足了配电线路运行根据负荷情况实时调整互感器变比的要求。体积小，占用空间少，有利于安装，整体美观，简化接线方式。将互感器二次侧的电压、电流端子经过航插电缆连接到馈线终端的数据信息采集端子上，极大地提升了配电工作的标准化程度，有效降低了现场施工的难度，缩短了施工周期，节约了综合成本以及便于后期维护。一体化结构的组合式互感器具有方便快捷、安全可靠、成本节约、美观等优点，且互感器变比调整所需停电时间短，对于供电企业的综合效益具有显著提升。

附图说明

图1是集成一体化多变比互感器的原理与连接方式图。

具体实施方式

如图1所示，集成一体化多变比互感器6，包括第一测量电流互感器1；所述第一测量电流互感器包括一次侧绕组和二次侧绕组；所述二次侧绕组包括首端as1和末端as3，还包括至少一个抽头端as2；所述一次侧绕组与二次侧绕组首端as1及末端as3之间的绕组构成第一变比，与二次侧绕组首端as1及抽头端as2之间的绕组构成第二变比，与二次侧绕组抽头端as2及末端as3之间的绕组构成第三变比，以此类推；还包括与第一测量电流互感器1结构相同的第一保护电流互感器（保护电流互感器图中均未示出）、第二测量电流互感器2和第二保护电流互感器；所有互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。

使用时，首先将集成一体化多变比互感器安装到三相配电线路，其中第一测量电流互感器1和第一保护电流互感器的一次侧绕组连接到其中一相，第二测量电流互感器2和第二保护电流互感器的的一次侧绕组连接到另一相；再根据电压等级和采集需要的精度确定采集测量数据所需要的变比，将二次接线端子上第一测量电流互感器1对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的测量数据采集航插端子；然后以相同的变比，将二次接线端子上第二测量电流互感器2对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的测量数据采集航插端子；对保护数据的采集也是先确定采集保护数据所需要的变比，将二次接线端子上第一保护电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的保护数据采集航插端子；将二次接线端子上第二保护电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的保护数据采集航插端子。

为了能够同时采集电压数据，还设置了第一电压互感器4和第二电压互感器5；电压互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端也分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。使用时，将第一电压互感器4和第二电压互感器5的一次侧绕组按照V/V接法连接到三相配电线路；将二次接线端子上第一电压互感器4和第二电压互感器5各自的二次侧绕组端子通过电压航插连接到馈线终端上各自的电压采集航插端子。

有些应用需要同时采集三相的电流，因此还设置了与第一测量电流互感器1结构相同的第三测量电流互感器3和第三保护电流互感器；所述第三测量电流互感器3和第三保护电流互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端也分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中，其使用方法类似。

此外，为了给配电终端后备电源的提供充电电源，还设置了后备电源电压互感器0；后备电源电压互感器0的二次侧绕组的一端连接到接地端子，另一端连接到220V输出端子。

采集中使用到的电压、电流互感器为多互感器一体化集成，并采用环氧树脂浇注的绝缘全封闭结构封闭在外壳中，即将传统分立安装的电压互感器和电流互感器集成组合在一起，内部电压采集由两台单相全绝缘电压互感器组成“V/V”型接线实现，而电流采集由三台电流互感器分别串接在A、B、C三相上实现，在电流互感器的二次绕组上带有抽头可得到不同的电流变比，每个抽头上均装设牢固可靠的接线端子，端子上做防窃电处理。在数据采集过程中，只需要将引出的两路电压端子和三相电流端子通过航插电缆提供给馈线终端进行数据采集即可。

采集方法主要应用于10kV及以下电压等级配电线路，图1中标号1为一体化结构组合互感器的A相电流互感器；标号2为一体化结构组合互感器的B相电流互感器；标号3为一体化结构组合互感器的C相电流互感器，三相电流互感器分别串接在线路三相上；标号4、5为一体化结构组合互感器的电压互感器，两个电压互感器分别跨接在两相之间，构成“V/V”接法，a/b/c为电压互感器二次侧端子。标号6为一体化结构的组合式互感器本体，一体化互感器通过对外的电缆航插与馈线终端的电压采集端子和电流采集端子相连，进行信息数据采集。其中电流互感器二次侧绕组引出线as1/as2/as3为A相电流互感器二次侧绕组抽头，可通过选用不同抽头来调整互感器变比；互感器A相二次侧绕组首末抽头分别为as1、as3，中间抽头为as2。如用于最大变比为400/5的电流互感器，在首端引出抽头as1，在其后的中间引出抽头as2使其变比为400/5，通过首末端抽头as1和as3可实现变比为200/5。B相和C相同理，bs1/bs2/bs3 和cs1/cs2/cs3分别为其二次侧绕组抽头。因此，当需要调整互感器变比时，只要改变互感器接线端子即可，调整时间大为缩短，停电时间也大为降低，工作效率获得极大提升，从而直接降低了运维费用。

Claims (10)

1.一种集成一体化多变比互感器，其特征在于，包括第一测量电流互感器（1）；所述第一测量电流互感器包括一次侧绕组和二次侧绕组；所述二次侧绕组包括首端（as1）和末端（as3），还包括至少一个抽头端（as2）；所述一次侧绕组与二次侧绕组首端（as1）及末端（as3）之间的绕组构成第一变比，与二次侧绕组首端（as1）及抽头端（as2）之间的绕组构成第二变比，与二次侧绕组抽头端（as2）及末端（as3）之间的绕组构成第三变比，以此类推；还包括与第一测量电流互感器（1）结构相同的第一保护电流互感器、第二测量电流互感器（2）和第二保护电流互感器；所有互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。

2.如权利要求1所述的集成一体化多变比互感器，其特征在于，还包括第一电压互感器（4）和第二电压互感器（5）；所述电压互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端也分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。

3.如权利要求1或2所述的集成一体化多变比互感器，其特征在于，还包括与第一测量电流互感器（1）结构相同的第三测量电流互感器（3）和第三保护电流互感器；所述第三测量电流互感器（3）和第三保护电流互感器的二次侧绕组首端、末端和抽头端也分别连接到二次接线端子且集成封装在绝缘全封闭外壳中。

4.如权利要求1或2所述的集成一体化多变比互感器，其特征在于，还包括后备电源电压互感器（0）；所述后备电源电压互感器（0）的二次侧绕组的一端连接到接地端子，另一端连接到220V输出端子。

5.如权利要求3所述的集成一体化多变比互感器，其特征在于，还包括后备电源电压互感器（0）；所述后备电源电压互感器（0）的二次侧绕组的一端连接到接地端子，另一端连接到220V输出端子。

6.一种如权利要求1所述的集成一体化多变比互感器的数据采集方法，其特征在于，包括

将集成一体化多变比互感器安装到三相配电线路，其中第一测量电流互感器（1）和第一保护电流互感器的一次侧绕组连接到其中一相，第二测量电流互感器（2）和第二保护电流互感器的的一次侧绕组连接到另一相；

确定采集测量数据所需要的变比，将二次接线端子上第一测量电流互感器（1）对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的测量数据采集航插端子；以相同的变比，将二次接线端子上第二测量电流互感器（2）对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的测量数据采集航插端子；

确定采集保护数据所需要的变比，将二次接线端子上第一保护电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的保护数据采集航插端子；将二次接线端子上第二保护电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的保护数据采集航插端子。

7.如权利要求6所述的集成一体化多变比互感器的数据采集方法，其特征在于，所述集成一体化多变比互感器还包括第一电压互感器（4）和第二电压互感器（5）；

还包括

将第一电压互感器（4）和第二电压互感器（5）的一次侧绕组按照V/V接法连接到三相配电线路；

将二次接线端子上第一电压互感器（4）和第二电压互感器（5）各自的二次侧绕组端子通过电压航插连接到馈线终端上各自的电压采集航插端子。

8.如权利要求6或7所述的集成一体化多变比互感器的数据采集方法，其特征在于，所述集成一体化多变比互感器还包括与第一测量电流互感器（1）结构相同的第三测量电流互感器（3）和第三保护电流互感器；

还包括

将第三测量电流互感器（3）和第三保护电流互感器安装到三相配电线路，各自的一次侧绕组连接到最后一相；

根据已确定的采集测量数据所需要的变比，将二次接线端子上第三测量电流互感器（3）对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的测量数据采集航插端子；

根据已确定的采集保护数据所需要的变比，将二次接线端子上第三保护电流互感器对应该变比的二次侧绕组端子通过电流航插连接到馈线终端上对应的保护数据采集航插端子。

9.如权利要求6或7所述的集成一体化多变比互感器的数据采集方法，其特征在于，所述三相配电线路为10kV及以下电压等级。

10.如权利要求8所述的集成一体化多变比互感器的数据采集方法，其特征在于，所述三相配电线路为10kV及以下电压等级。