CN105659097B - 高压分压器 - Google Patents

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Abstract

一种用于逐步降低高压系统中的输入高压(VIN)的高压分压器，包括具有第一组件(A1)和第二组件(A2)的初级部分(P1)，第一和第二组件包括在绝缘装置(INS)内且针对输入具有相同输入端子，即分压器输入端子(ΤIN)；第一组件(A1)是包括第一高压电容器(C1H)和中压电容器(CM)的第一电容器堆；第二组件(A2)包括彼此并联地电连接的第二电容器堆和电阻器堆；第二电容器堆包括第二高压电容器(C2H)和低压电容器(CL)；电阻器堆包括高压电阻器(RH)和低压电阻器(RL)；其中次级部分(P2)包括电磁单元(UEM)，并且其中次级部分输出集(TOUT1，TOUT2)至少包括：源自于第一中间端子(TINT1)、通过电磁单元(UEM)被处理的第一输出端子子集(TOUT1)，被设置成提供要用于在标称频率范围处测量输入电压(VIN)的幅值的第一输出电压子集(VOUT1)；源自于第二中间端子(TINT2)的第二输出端子(TOUT2)，被设置成提供要用于测量输入高压(VIN)的波形的第二输出电压(VINT2)。

Description

高压分压器
本发明涉及用于在电气高压网络中获得低压信号的高压(HV)分压器。
在电气高压网络中，电容器式变压器(CVT)是如下电气设备，该电气设备被用于逐步降低高压信号以便为线路测量和/或保护装置提供低压输出信号，或者被用作高频通信信号的耦合电容器。
在图1中示意性地示出了传统CVT变压器——例如被称为TCVT的传奇集团(TrenchGroup)所设计的CVT变压器——的主要元件。
在其最基本的形式中，传统的CVT变压器包括：
-电容器堆，其包括两个电容器即高压电容器C1H和中压电容器CM，传输线路信号在高压电容器C1H和中压电容器CM上被划分；
-电感元件REACT，其用作补偿电抗器，旨在将设备调谐为线路频率；
-中间感应式中压变压器TIMV，用于进一步逐步降低电压。
图1所示的CVT变压器包括两个主要部件：包含在绝缘体INS内部的电容器式分压器A1、以及包含在基座箱BBCVT内部的电磁单元UEM。
电容器式分压器A1包括：电容器堆；以及将电容器C1H、CM之间的点PCC1连接至第一中间端子TINT1的链路，该第一中间端子TINT1是基座箱BBCVT的输入端子之一。电容器C1H、CM被设计为使输入初级电压VIN减小直到5KV与10KV之间的值，用以激励包含在电磁单元UEM中的感应式中压变压器TIMV。
由传奇集团开发的CVT产品的电容器式分压器A1的绝缘体INS通常具有外部绝缘和内部电容器绝缘，外部绝缘使用瓷体或复合绝缘体，内部电容器绝缘包含具有纸或不具有纸的聚丙烯和油。
电磁单元UEM通常包括过电涌放电器SA、感应式中压变压器TIMV、具有中性端端子N1的电感元件REACT、以及抗铁共振振荡的滤波电路FILT。板G表示基座箱BBCVT的接地端子。
在输入高压初级端子ΤIΝ处施加输入高压VIN，并且在位于基座箱水平的输出端子集TOUT1、TOUT3处测量输出电压集VOUT1、VOUT3。在(源自于另一中间端子TINT3)高频输出端子TOUT3处提供输出电压VOUT3，并且出于耦合电容器的目的将输出电压VOUT3用于高频通信信号。端子NHF是用于高频输出端子TOUT3的接地链路(其中，所示出的链路在需要将高频(HF)通信设备连接至该链路的情况下将被断开)。在输出端子子集TOUT1处所测量的输出电压子集VOUT1被用于在标称频率范围(例如50Hz或60Hz)处测量所施加的输入电压VIN的幅值，例如用...于进行电压测量和/或用于向线路保护设备提供电压。
输出端子子集TOUT1用术语“子集”来表示，这是因为可以根据客户要求方便地在多于一个端子上提供输出电压VIN，所述客户要求可能例如希望将两个端子连接至电压测量装置而将另外两个端子连接至保护装置。
CVT变压器通常用于被施加了在52kV至800kV范围内的输入初级电压VIN的高压系统。对于不同的初级电压范围，仅C1H需要被修改，使得在有利情况下可以针对大范围的初级电压值使用标准的感应式中压变压器TIMV。
如今，在大多数高压网络中，针对已经提到的目的(例如高压测量、保护继电器、高频通信)使用传统的CVT变压器作为传统的解决方案。
近年来，在电力系统中，电能质量评估已成为电力系统的现代管理的关键要求，电能质量是电力供应商和他们的客户主要关心的问题。按照用于确定系统中的谐波污染水平的行业规范来评价电能质量。电力系统谐波是基本电力系统频率的整数倍，并且电力系统谐波是通过连接至电力系统的大量非线性装置产生的。
谐波污染所牵涉的风险是引起若干电能质量扰动的电压失真，所述风险例如包括：
-在装备和导体中增加的热量；
-在变速驱动中熄火；
-在电机中转矩脉动；
-增大的损耗；
-对电气设备的损害；
-计量和控制装备的故障。
因此，通过影响电力装备性能，谐波污染往往是在负载损耗和收益损耗方面使客户不满意的原因。
为了保证满足电能质量标准，能量供应商需要确定电能质量扰动的由来。为了做到这一点，需要利用高压线路上的电压波形的可靠图像来识别和测量高压系统中的谐波水平。
遗憾的是，因为上述传统的CVT变压器提供了高压网络上的谐波的较差图像，所以上述传统的CVT变压器没有提供用于电压谐波测量的行业所需要的足够精度。事实上，CVT变压器被调谐为在标称系统频率(即50Hz或60Hz)处谐振，使得在窄频带上获得CVT精度。因为最低频率谐振出现在约数百Hz处，由此传统CVT不能被用于谐波测量。
为了能够通过传统的CVT至少监视谐波，在本领域中已经引入了作为传统CVT的改型的添加有额外设备的一些装备。
例如，第一类型的这种经修改的CVT是如由传奇集团开发的、包括谐波监视端子的传统CVT。第二已知类型的经修改的CVT是包括PQ-sensorTM的传统CVT。利用这种类型的经修改的CVT变压器，可以监视高压系统中的谐波，同时仍然能够执行CVT的传统任务(例如高压测量、保护继电器、高频通信)。
第一类型的经修改的CVT装备包含谐波监视端子(HMT)，该谐波监视端子除了其他元件之外还包括第三电容器。传奇集团设计了具有HMT端子的产品名称为TCVT的这种类型的经修改的CVT装备。这样的装备产品的谐波监视性能在约50Hz至3kHz的频率范围内为约±5％的精度。
第二类型的经修改的CVT装备包含PQ-sensorTM。可以在文献EP1295133B1(2001，Ghassemi Foroozan)的公开内容中找到PQ-传感器TM背后的技术，该文献公开了一种包括电流传感器装置和测量装置的CVT，该电流传感器装置被设置成感测在CVT的至少一个电容器中流动的电流，该测量装置被设置成根据所感测的电流值提供所施加的输入电压的谐波值的测量。
例如，传奇集团将这样的PQ-sensorTM添加到其传统CVT，以销售例如具有PQ-sensorTM的产品名称为TCVT的这种第二类型的经修改的CVT装备产品，这样的装备产品适于不同的应用，如谐波监视、收益计量、保护和PLC。这样的装备产品的谐波监视性能在约50Hz至6kHz的频率范围内为约±3％的精度。
在本领域中，为了以高精度测量电压谐波，迄今所用的最佳解决方案由精密高压电阻器电容器式分压器(RCD)、另一类型的高压仪器变压器构成。
精密高压RCD分压器是如下变压器：其提供与所施加的高压电压输入成比例的低压输出并且从直流(DC)直到大于10kHz几乎是线性的：典型地可以在该频率范围内以优于1％的精度和优于1°的相位偏差来测量谐波。
图2是RCD分压器的简化电路。RCD简化电路由组件A2和链路构成，该组件A2包括彼此并联地电连接的电容器堆和电阻器堆，该链路将点PCC2连接至PRR然后连接至第二输出端子TOUT2。电容器堆包括两个电容器C2H、CL，电阻器堆包括两个电阻器RH、RL。点PCC2和点PRR分别是两个电容器C2H、CL之间的点PCC以及两个电阻器RH、RL之间的点PRR。在输入端子ΤIΝ处施加输入初级电压VIN，在输出端子TOUT2处测量第二输出电压VOUT2(其中，中性端子N2接地)。使得能够精确测量电压波形的条件是要求RH*C2H＝RL*CL的传递函数VOUT2/VIN的频率独立性。
这样的RCD设备可以被设计为给出在高达至少1MHz的频率范围上的频率独立转化率和相位角，并且这样的RCD设备还适于直流测量。
传奇集团开发了针对从24kV直至765kV的电压水平可用的、产品名称为RCVT的精密高压RCD分压器的产品系列。这样的装备产品的性能在约0kHz至50kHz的频率内为高达约0.1％的精度。这样的RCVT产品范围覆盖所有的IEC和ANSI计量要求：0.2级或更低，并且根据IEC或ANSI行业规范还可以用于保护的目的。
这样的装备产品适于不同的应用，例如谐波计量、收益计量和保护(低功率)。
RCVT通常具有外部绝缘和内部绝缘，外部绝缘使用瓷体或复合绝缘体，内部绝缘使用具有纸-聚丙烯的油或具有聚丙烯的SF6。
RCVT不受捕获电荷现象的影响。
下面表1一目了然地概述上述三个高压装备类型的特征。
表1：装备特征的概述
如表1中所概述的，即使以上示出的两种类型的经修改的CVT装备使得能够实现谐波计量功能，明显的是，在需要高精度谐波测量和低功率时，RCD型装备代表最佳解决方案。另一方面，在需要电压测量、电压保护和高频通信功能时，代表期望的解决方案的CVT型装备来替代它。
因此，在需要最佳性能的高压网络中，通常情况是需要安装这两个装备类型的仪器变压器，即CVT和RCD。
此外，由于现代高压网络管理的严格电能质量要求，除了已经存在的传统CVT变压器或经修改的CVT变压器之外，能量供应商还越来越多地要求将RCD变压器安装在变电站中。遗憾的是，CVT和RCD变压器由于其物理特性是大尺寸的高压装备。这会成为具有刚性布局的且空间严格约束的变电站中的很大的问题。
因此，本发明的目的是通过提供一种高压分压器来克服上述缺点，该高压分压器提供CVT的至少一些功能，同时使得能够实现高精度谐波测量。
上述目的是通过用于逐步降低高压系统中的输入高压的高压分压器来实现的，其中，在分压器输入端子处施加输入高压，并且其中，在分压器输出端子集处提供输出电压集；
其中，所述分压器包括初级部分和次级部分，该初级部分和次级部分彼此电连接，使得初级部分的输出为次级部分的输入；其中，初级部分的输入端子是分压器输入端子，并且次级部分的输出是分压器输出集；
其中，初级部分包括第一组件和第二组件，第一组件和第二组件被包括在绝缘装置内并且针对输入具有相同的输入端子，即分压器输入端子；
第一组件是包括第一高压电容器和中压电容器的第一电容器堆；
第二组件包括第二电容器堆和电阻器堆，第二电容器堆和电阻器堆彼此并联地电连接；第二电容器堆包括第二高压电容器和低压电容器；电阻器堆包括高压电阻器和低压电阻器；
其中，初级部分的输出是中间端子集，该中间端子集至少包括：
-第一中间端子，该第一中间端子连接至第一电容器堆的两个电容器之间的点；
-第二中间端子，该第二中间端子连接至链路，该链路将第二电容器堆的两个电容器之间的点与电阻器堆的两个电阻器之间的点相连接；
其中，次级部分包括电磁单元，并且其中，次级部分输出集至少包括：
-源自于第一中间端子、通过电磁单元被处理的第一输出端子子集，该第一输出端子子集被设置成提供要用于在标称频率范围处测量输入电压的幅值的第一输出电压子集；
-源自于第二中间端子的第二输出端子，该第二输出端子被设置成提供要用于测量输入高压的波形的第二输出电压。
在本发明实施方式中，高压分压器可以有利地包括：
-第三中间端子，该第三中间端子连接至第一组件的输出端子；
-源自于第三中间端子的第三输出端子，该第三输出端子被设置成提供要用于高频通信的第三输出电压。
在本发明实施方式中，第一电容器堆和第二电容器堆可以方便地在物理上通过两个不同的列布置来实现，第一列布置包括以一个在另一个上面的方式物理地堆叠在一起并且电连接的第一堆电容器元件集，并且第二列布置包括以一个在另一个上面的方式物理地堆叠在一起并且电连接的第二堆电容器元件集。
在本发明实施方式中，第一电容器堆和第二电容器堆可以优选地在物理上通过一个单列布置来实现，单列布置包括属于这两个电容器堆的一些电容器元件；其中，这两个电容器堆的电容器元件以一个在另一个上面的方式物理地堆叠在一起，并且其中只有属于同一电容器堆的电容器元件被电连接。
在本发明实施方式中，优选地，电磁单元可以至少包括感应式中压变压器、补偿电抗器和滤波电路。本发明的实施方式使得能够使用仅一个高压仪器变压器装备而不是两个，同时具有所需的功能性。这为高压变电站处的能量供应商带来了空间和成本节省。在高压变电站所需的装备安装成本和土建工程方面也实现了节省。例如，这样的益处特别地与客户在严密空间约束下或在机械强度要求起到关键作用的具有不利环境条件的区域中进行操作相关。
本发明的实施方式使得能够通过允许采用预先存在的变电站布局来实现更大的灵活性。本发明的实施方式使得能够没有妥协地以最好技术性能选择要使用的一个或更多个功能。
本发明的实施方式使得能够通过采用传统仪器变压器产品组合的部件来实现简单且成本有效的制造。
现在将参照附图在优选的但非排他性的实施方式中描述本发明，在附图中：
图1是传统CVT变压器(现有技术，如前所述)的示意性电路图；
图2是RCD分压器(现有技术，如前所述)的示意性电路图；
图3是根据本发明的示例实施方式的高压分压器的示意性电路图；
图4是两个电容器堆的物理实现的两个不同示例实施方式的示意图。
在附图中，相似的附图标记指代相同或相似的要素。
图3是根据本发明的示例实施方式的高压分压器的示意性电路图。本发明的至少一些实施方式解决了上述问题，其中，用于测量高压系统中的输入高压VIN的高压分压器具有输入端子TIN，其中将输入高压VIN施加到该输入端子TIN，并且该高压分压器具有输出端子集TOUT1、TOUT2，在该输出端子集TOUT1、TOUT2处提供输出电压集VOUT1、VOUT2。
分压器包括初级部分P1和次级部分P2，初级部分P1和次级部分P2彼此电连接，使得初级部分P1的输出为次级部分P2的输入；其中，初级部分P1的输入端子是分压器输入端子ΤIΝ，并且次级部分P2的输出是分压器输出集TOUT1、TOUT2。
初级部分P1包括第一组件A1和第二组件A2，所述第一组件A1和第二组件A2被包括在绝缘装置INS内并且针对输入具有相同的输入端子，即分压器输入端子TIN。第一组件A1是第一电容器堆，该第一电容器堆包括第一高压电容器C1H和中压电容器CM。第二组件A2包括彼此并联地电连接的第二电容器堆和电阻器堆。第二电容器堆包括第二高压电容器C2H和低压电容器CL。电阻器堆包括高压电阻器RH和低压电阻器RL，二者优选为高精度或低电感电阻器。初级部分P1的输出是中间端子集TINT1、TINT2，所述中间端子集TINT1、TINT2至少包括：
-第一中间端子TINT1，该第一中间端子TINT1连接至第一电容器堆的两个电容器C1H、CM之间的点；
-第二中间端子TINT2，该第二中间端子TINT2连接至下述链路，该链路将第二电容器堆的两个电容器C2H、CL之间的点PCC与电阻器堆的两个电阻器RH、RL之间的点PRR相连接。
可以通过三个替选解决方案来实现在两个组件A1、A2周围的绝缘装置INS：
1)包含两个组件A1、A2的绝缘体；其中，该绝缘体处于环境空气中(空气绝缘变电站AIS)。
2)包含两个组件A1、A2的绝缘体；其中，该绝缘体处于包含在金属封装中的气体绝缘区域(例如具有SF6气体)的内部(气体绝缘变电站GIS)。
3)两个组件A1、A2处于包含在金属封装中的气体绝缘区域(例如具有SF6气体)的内部(气体绝缘变电站GIS)。
绝缘体可以是圆筒状瓷体(具有遮棚(shed)或不具有遮棚)或玻璃纤维管(具有有机硅遮棚或不具有有机硅遮棚)。遮棚通常用于位于AIS变电站中的绝缘体。两个组件A1、A2——当在绝缘体内部时——被浸没在绝缘材料中，所述绝缘材料可以是液体(例如油)、气体(例如SF6)、或固体(例如树脂)。应当注意的是，在后一种情况下，即当两个组件A1、A2被浸没在像树脂的固体绝缘材料中时，由于固体绝缘材料可以用作绝缘体，所以两个组件A1、A2可能不需要它们周围的绝缘体。
此外，应当注意的是，GIS的金属封装(也称为外壳)通常还包含其他类型的变电站装备。
每个电容器优选地可以通过使铝、纸和/或聚丙烯的薄片(foil)交替而制成。
初级部分P1的一侧连接至高压，另一侧通过套管被连接至包含电磁单元UEM的基座箱BB并且被连接至接线板，该接线板可以处于基座箱BB的内部或外部，在接线板处提供了第二输出端子TOUT2。
次级部分P2包括电磁单元UEM和输出端子集TOUT1、TOUT2，输出端子集TOUT1、TOUT2至少包括：
-源自于第一中间端子TINT1、通过电磁单元UEM被处理的第一输出端子子集TOUT1，该第一输出端子子集TOUT1被设置成提供要用于在标称频率范围处测量输入电压VIN的幅值的第一输出电压子集VOUT1；
-源自于第二中间端子TINT2的第二输出端子TOUT2，该第二输出端子TOUT2被设置成提供要用于测量输入高压VIN的波形的第二输出电压VOUT2。
在一个发明实施方式中，电磁单元UEM至少可以包括感应式中压变压器TIMV、补偿电抗器REACT和滤波电路FILT。
在一个发明实施方式中，高压分压器可以有利地包括：
-第三中间端子TINT3，该第三中间端子TINT3连接至第一组件A1的输出端子；
-源自于第三中间端子TINT3的第三输出端子TOUT3，该第三输出端子TOUT3被设置成提供要用于HF通信的第一输出电压VOUT3。
第一输出端子TOUT1和第三输出端子TOUT3是提供传统CVT的典型的功能的端子，第一端子子集TOUT1用于载频装备的连接(例如，用于测量和保护目的)，以及第三端子TOUT3用于HF通信。
第二输出端子TOUT2提供RCD典型的功能，例如谐波测量。它还可以有利地由客户用于低压电力装备的连接。
图4是两个电容器堆的物理实现的两个不同示例实施方式的示意图。
在第一实施方式中，如图4a所示，第一电容器堆和第二电容器堆在物理上通过两个不同的列布置COL1、COL2来实现。第一列布置COL1包括物理上以一个在另一个上面的方式堆叠在一起并且电连接的第一堆电容器元件集CE1。第二列布置COL2包括以一个在另一个上面的方式物理上堆叠在一起并且电连接的第二堆电容器元件集CE2。如由连接电容器元件标记TG的虚线所示的电连接优选地可以为串联连接。在其他实施方式中，电连接可以是并联连接或者是串联与并联的组合。
在第二实施方式中，如图4b所示，第一电容器堆和第二电容器堆在物理上以一个单列布置COL12来实现。这样的单列布置包括属于这两个电容器堆的一些电容器元件CE1、CE2。在单列布置COL12中，这两个电容器堆的电容器元件以一个在另一个上面的方式物理地堆叠在一起，并且只有属于同一电容器堆的电容器元件CE1、CE2电连接，如由连接电容器元件的虚线所示。如由连接电容器元件标记TG的虚线所示的电连接优选地可以为串联连接。在其他实施方式中，电连接可以是并联连接或者是串联与并联的组合。同一电容器堆的电容器元件的电连接是通过给定的混合规则来实现的。在一个示例实施方式中，如图4b所示的示例实施方式，混合规则可以是以交替的顺序连接电容器元件。如本领域技术人员容易理解，可实现其他类型的混合规则来使电容器元件CE1、CE2电连接：例如通过使电连接在一起的电容器元件CE1、CE2的元组(单、双、三元组等或它们的任意组合)交替以分别形成两个相应电容器堆中的一个电容器堆的混合规则。
第一实施方式的优点是：容易实现电容器元件之间的电连接的简单设计以获得制造成本节省。
第二实施方式的优点是：能够减小初级部分P1的尺寸和重量。
事实上，当还需要绝缘体时，因为需要用于电容器元件的仅一个硬件固定系统而不是两个并且还因为绝缘体的典型圆筒状，所以具有一个单列布置COL12来替代两列布置COL1、COL2使得体积节省。作为结果，当需要绝缘体时，也减小了两个组件A1、A2周围的要用绝缘材料填充的间隙空间。于是具有较少绝缘材料可以有利地导致(例如在液体或固体填充的情况下)初级部分P1的减少的重量和/或(例如在油填充或SF6填充的情况下)较小的环境影响。
应当注意的是，装备的减小的环境影响成为如下国家和地区中的重要客户要求：其中规定对装备中油的使用量(大地污染)和/或SF6气体的使用量(由京都协定书限定的排放)强加限制。
此外，初级部分P1的减小的重量还引起在所需的土建工程和安装成本方面，尤其是在AIS变电站中是有利的。实际上，较不重的高压分压器需要更简单且更经济的用于地面固定的金属底座方案，以满足相同机械强度要求。AIS变电站中的机械强度要求是关于客户在具有不利气候和地质条件(例如强风、飓风、地震等)的区域中进行操作的敏感问题。
尽管已经具体参照某些优选的实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员明显的是，本发明不限于此，而是可以在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下应用另外的变化和修改。
所用术语的缩写
AIS 空气绝缘变电站
ANSI 美国国家标准学会
CVT 电容器式变压器
DC 直流
GIS 气体绝缘变电站
HF 高频
HV 高压
IEC 国际电工委员会
LV 低压
MV 中压
PLC 可编程逻辑控制器
RCD 电阻器电容器式分压器

Claims (7)

1.一种用于逐步降低高压系统中的输入高压(VIN)的高压分压器，其中，在分压器输入端子(TIN)处施加所述输入高压(VIN)，并且其中，在分压器输出端子集(TOUT1，TOUT2)处提供输出电压集(VOUT1，VOUT2)；
其中，所述分压器包括初级部分(P1)和次级部分(P2)，所述初级部分(P1)和所述次级部分(P2)彼此电连接，使得所述初级部分(P1)的输出为所述次级部分(P2)的输入；其中，所述初级部分(P1)的输入端子是所述分压器输入端子(TIN)，并且所述次级部分(P2)的输出是所述分压器输出端子集(TOUT1，TOUT2)；
其中，所述初级部分(P1)包括第一组件(A1)和第二组件(A2)，所述第一组件(A1)和所述第二组件(A2)被包括在绝缘装置(INS)内并且针对输入具有相同的输入端子，即所述分压器输入端子(TIN)；
所述第一组件(A1)是包括第一高压电容器(C1H)和中压电容器(CM)的第一电容器堆；
所述第二组件(A2)包括第二电容器堆和电阻器堆，所述第二电容器堆和所述电阻器堆彼此并联地电连接；所述第二电容器堆包括第二高压电容器(C2H)和低压电容器(CL)；所述电阻器堆包括高压电阻器(RH)和低压电阻器(RL)；
其中，所述初级部分(P1)的输出是中间端子集(TINT1，TINT2)，所述中间端子集(TINT1，TINT2)至少包括：
-第一中间端子(TINT1)，所述第一中间端子(TINT1)连接至所述第一电容器堆的所述第一高压电容器和所述中压电容器(C1H，CM)之间的点(PCC1)；
-第二中间端子(TINT2)，所述第二中间端子(TINT2)连接至链路，该链路将所述第二电容器堆的所述第二高压电容器和所述低压电容器(C2H，CL)之间的点(PCC2)与所述电阻器堆的所述高压电阻器和所述低压电阻器(RH，RL)之间的点(PRR)相连接；
其中，所述次级部分(P2)包括电磁单元(UEM)，并且其中，所述次级部分输出集(TOUT1，TOUT2)至少包括：
-源自于所述第一中间端子(TINT1)、通过所述电磁单元(UEM)被处理的第一输出端子(TOUT1)，所述第一输出端子(TOUT1)被设置成提供要用于在标称频率范围处测量所述输入高压(VIN)的幅值的第一输出电压(VOUT1)；
-源自于所述第二中间端子(TINT2)的第二输出端子(TOUT2)，所述第二输出端子(TOUT2)被设置成提供要用于测量所述输入高压(VIN )的波形的第二输出电压(VOUT2)。
2.根据权利要求1所述的高压分压器，还包括：
-第三中间端子(TINT3)，所述第三中间端子(TINT3)连接至所述第一组件(A1)的输出端子；
-源自于所述第三中间端子(TINT3)的第三输出端子(TOUT3)，所述第三输出端子(TOUT3)被设置成提供要用于高频通信的第三输出电压(VOUT3)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的高压分压器，其中，所述第一电容器堆和所述第二电容器堆在物理上通过两个不同的列布置(COL1，COL2)来实现，第一列布置(COL1)包括以一个在另一个上面的方式物理地堆叠在一起并且电连接的第一堆电容器元件集(CE1)，并且第二列布置(COL2)包括以一个在另一个上面的方式物理地堆叠在一起并且电连接的第二堆电容器元件集(CE2)。
4.根据权利要求1或2所述的高压分压器，其中，所述第一电容器堆和所述第二电容器堆在物理上通过一个单列布置(COL12)来实现，所述单列布置(COL12)包括属于这两个电容器堆的一些电容器元件(CE1，CE2)；其中，这两个电容器堆的所述电容器元件以一个在另一个上面的方式物理地堆叠在一起，并且其中只有属于同一电容器堆的电容器元件(CE1，CE2)被电连接。
5.根据权利要求1或2所述的高压分压器，其中，所述电磁单元(UEM)至少包括感应式中压变压器(TIMV)、补偿电抗器(REACT)和滤波电路(FILT)。
6.根据权利要求3所述的高压分压器，其中，所述电磁单元(UEM)至少包括感应式中压变压器(TIMV)、补偿电抗器(REACT)和滤波电路(FILT)。
7.根据权利要求4所述的高压分压器，其中，所述电磁单元(UEM)至少包括感应式中压变压器(TIMV)、补偿电抗器(REACT)和滤波电路(FILT)。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2998376B1 (fr) * 2012-11-16 2015-07-31 Alstom Technology Ltd Capteur de tension de ligne a tres haute tension a courant continu
US10802054B2 (en) 2017-09-22 2020-10-13 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. High-fidelity voltage measurement using a capacitance-coupled voltage transformer
US11038342B2 (en) 2017-09-22 2021-06-15 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Traveling wave identification using distortions for electric power system protection
WO2019060841A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. HIGH RELIABILITY VOLTAGE MEASUREMENT USING A RESISTIVE DIVIDER IN A CAPACITIVE COUPLING VOLTAGE TRANSFORMER
EP3750176B1 (en) * 2018-02-07 2022-03-30 Hitachi Energy Switzerland AG High-frequency filter assembly
CA3036680A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-23 General Electric Technology Gmbh Power supply device and an associated method thereof
EP3780040B1 (en) * 2018-05-31 2022-10-19 Global Energy Interconnection Research Institute Co., Ltd Wideband voltage transformer
CN110850139B (zh) * 2018-08-21 2022-02-01 西安西电高压开关有限责任公司 电压测量装置
WO2020097933A1 (en) * 2018-11-16 2020-05-22 Abb Schweiz Ag Voltage sensor and apparatus
US11476705B2 (en) * 2018-12-13 2022-10-18 Abb Schweiz Ag Capacitive power harvesting
EP3671227B1 (en) * 2018-12-18 2023-04-19 3M Innovative Properties Company Insulator for overhead power line conductors
US11187727B2 (en) 2019-04-29 2021-11-30 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Capacitance-coupled voltage transformer monitoring
CN111640554B (zh) * 2020-06-10 2021-11-26 苏州电器科学研究院股份有限公司 一种电容式电压互感器
EP4205147A1 (en) * 2020-08-25 2023-07-05 Hitachi Energy Switzerland AG A gas insulated surge arrester and a gas insulated surge arrester monitoring system
CN112448483A (zh) * 2020-10-16 2021-03-05 江苏思源赫兹互感器有限公司 一种高压交流限流器用cvt取能装置
CN116802505A (zh) * 2020-12-07 2023-09-22 格鲁帕康派尼特尔有限责任公司 电压传感器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1295133B1 (en) * 2000-05-03 2004-07-28 Foroozan Ghassemi Capacitor coupled voltage transformers
CN202383182U (zh) * 2011-12-30 2012-08-15 北京许继电力光学技术有限公司 一种光学电压互感器用高压电容分压器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4089645B2 (ja) * 2004-03-19 2008-05-28 株式会社村田製作所 高圧用可変抵抗器
US7129693B2 (en) * 2004-07-19 2006-10-31 Fieldmetrics, Inc. Modular voltage sensor
US7577235B2 (en) * 2008-01-09 2009-08-18 General Electric Company Voltage generator of a radiation generator
US8063649B2 (en) * 2009-04-03 2011-11-22 Ut-Battelle, Llc Broadband high impedance pickoff circuit
PL222066B1 (pl) 2011-08-19 2016-06-30 Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie Adaptacyjny dzielnik napięcia o skorygowanej charakterystyce częstotliwościowej do pomiaru wysokich napięć

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1295133B1 (en) * 2000-05-03 2004-07-28 Foroozan Ghassemi Capacitor coupled voltage transformers
CN202383182U (zh) * 2011-12-30 2012-08-15 北京许继电力光学技术有限公司 一种光学电压互感器用高压电容分压器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Harmonic Voltage Measurement Using CVTs;Foroozan Ghassemi 等;《IEEE TRANSACTION ON POWER DELIVERY》;20050101;第20卷(第1期);全文 *

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