CN107275064A - 500kV标准电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种500kV标准电压互感器，涉及超高压电压互感器误差校准设备领域。该标准电压互感器包括壳体、底座、均压环和均压装置，所述均压环、均压装置均与壳体的顶部连接，所述均压装置上设置有高压出线点，所述底座与壳体的底部连接，所述壳体内设置有线包和导电杆，所述导电杆的一端与线包连接，所述导电杆的另一端穿过均压装置与高压出线点连接，所述壳体采用绝缘材质并兼作出线套管。本发明的壳体采用绝缘材质并兼作出线套管，省去了套管，解决了传统的电压互感器高度过高，而导致校准效率低和运输不方便的问题。
Description
技术领域
本发明涉及超高压电压互感器误差校准设备领域，具体是涉及一种500kV标准电压互感器。
背景技术
输电电网的电压等级包括220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV和1000kV，其中，500kV超高压输电电网是我国主要的输电电网。在500kV超高压输电电网中，大型发电站的输电电压多为550kV、535kV和525kV，为了将不同的超高压变换为可供测量仪表和继电保护装置使用的低电压，在大型发电站的输电线路与测量仪表和继电保护装置之间需要安装电压互感器，并且根据输电电压的不同，安装的电压互感器变换电压的变比也不同。
为了保证电压互感器变换电压的准确度能够达到测量仪表和继电保护装置的使用要求，电压互感器在出厂前、使用中以及维修后，均需要使用电压互感器误差校验系统对电压互感器的变比进行现场误差校准。在电压互感器误差校验系统中，标准电压互感器是核心设备，同时，标准电压互感器的变比需与被校准电压互感器的变比相同。传统的500kV标准电压互感器的器身包括均压环、出线套管、壳体和底座，其中，底座、壳体、套管及均压环依次从下向上安装组合。传统的标准电压互感器的壳体和套管均由金属材料制成，不仅重量和体积较大，而且其整体高度超过3米，而一般运输车辆的高度均大于1米，虽然将均压环拆下后高度有所降低，但是将这种标准电压互感器直立装车运输后，车辆高度加标准电压互感器的高度仍大于4米，从而超过了道路交通运输的限高高度。因此，通常将标准电压互感器平放在车辆上运输。
但是，一台传统的500kV标准电压互感器只有一个变比，对变比不同的电压互感器进行误差校准时，需要更换标准电压互感器或增加感应分压器调节标准电压互感器的变比以确保标准电压互感器与待校准电压互感器的变比一致，所需误差校准的设备较多，设备安装耗时，导致校准效率低，还增加了有标准设备带来的不确定度分量，降低校准的准确度。此外，标准电压互感器属于精密仪器，平放在车辆上运输会因车辆颠簸而导致标准电压互感器内部的部件受损，进而导致其准确度下降。然而，若通过单纯的降低套管和壳体的高度来降低标准电压互感器整体的高度，则会降低套管和壳体的最大电压爬距，从而使标准电压互感器的外绝缘和内绝缘性能降低，进而影响标准电压互感器的稳定性和准确性。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种500kV标准电压互感器。本发明的壳体采用绝缘材质并兼作出线套管，省去了套管，解决了传统的电压互感器高度过高而导致校准效率低和运输不方便的问题。
本发明提供一种500kV标准电压互感器，包括壳体、底座、均压环和均压装置，所述均压环、均压装置均与壳体的顶部连接，所述均压装置上设置有高压出线点，所述底座与壳体的底部连接，所述壳体内设置有线包和导电杆，所述导电杆的一端与线包连接，所述导电杆的另一端穿过均压装置与高压出线点连接，所述壳体采用绝缘材质并兼作出线套管。
在上述技术方案的基础上，所述均压装置包括倒锥体和顶盖，所述倒锥体的大端向壳体的顶部延伸，所述倒锥体的小端向壳体内延伸，所述顶盖向壳体的外侧拱起并盖合在倒锥体上。
在上述技术方案的基础上，所述顶盖上设置有连接法兰，所述高压出线点设置在连接法兰上，所述倒锥体上设置有倒锥锥口，导电杆穿过倒锥锥口与连接法兰连接。
在上述技术方案的基础上，所述线包包括R型铁芯、绕线骨架、一次线圈和二次线圈，所述绕线骨架套装在R型铁芯上，所述二次线圈绕置于绕线骨架上，所述一次线圈绕置于二次线圈上，所述二次线圈上设置有多个抽头。
在上述技术方案的基础上，所述线包还包括电屏蔽板和电屏蔽罩，所述电屏蔽板为圆角矩形结构，多个电屏蔽板对称且竖直布置在线包的两侧，所述电屏蔽罩为环形结构，所述电屏蔽罩套装在一次线圈的外表面上。
在上述技术方案的基础上，所述线包的外侧套有磁屏蔽罩，所述磁屏蔽罩为两端开口的中空圆筒结构。
在上述技术方案的基础上，所述一次线圈为中间向两边逐级递减的阶梯状结构。
在上述技术方案的基础上，所述一次线圈和二次线圈的层间均设置有多层聚酯隔膜，所述一次线圈的最后一匝采用与线包最后一层等宽的铜箔绕制。
在上述技术方案的基础上，所述均压环上均匀设置有多个带有连接孔的连接片，均压环通过连接片与壳体可拆卸地连接。
在上述技术方案的基础上，所述壳体采用环氧树脂材质制成。
在上述技术方案的基础上，所述壳体内采用六氟化硫气体作为绝缘介质，所述壳体内的气体压力值设置为0.45MPa。
在上述技术方案的基础上，所述底座上设置有充气阀和气压表。
在上述技术方案的基础上，所述壳体的高度为1700mm-1900mm，所述底座的高度为250mm-450mm。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1、壳体兼作出线套管，降低500kV标准电压互感器的整体高度。
2、将壳体设置为绝缘材质，在保证强度的前提下，有效解决因单纯降低壳体的高度使标准电压互感器的外绝缘和内绝缘性能降低的问题，同时，也能够减小标准电压互感器整体的重量和体积。
3、线包中的一次线圈绕制在二次线圈上，相比于传统的矩形线包，本发明的线包体积更小，结构更加稳定。此外，二次线圈设置多个抽头，具有多变比结构，能够满足500kV变电站所有变比电压互感器误差校准要求，无需更换标准电压互感器或增加感应分压器，有效提高校准效率，增加试验准确度。
4、均压装置包括倒锥体和顶盖，倒锥体表面光滑，无尖角，用于平衡壳体内的电场，顶盖向上拱起，表面光滑且无尖角，壳体内充有绝缘气体六氟化硫，均压装置还能够使壳体内的气室场强分布均匀，增强六氟化硫的绝缘特性，使得本发明提供的500kV标准电压互感器的直径和高度可以设计的更小。
附图说明
图1是本发明实施例500kV标准电压互感器的结构示意图。
图2是本发明实施例均压装置的结构示意图。
图3是本发明实施例线包的结构示意图。
图4是本发明实施例壳体的结构示意图。
图5是本发明实施例均压环的结构示意图。
图6是本发明实施例磁屏蔽罩的结构示意图。
附图标记：1-壳体，2-线包，3-导电杆，4-均压装置，5-均压环，6-底座，7-磁屏蔽罩，201-R型铁芯，202-绕线骨架，203-一次线圈，204-二次线圈，205-电屏蔽板，206-电屏蔽罩，401-连接法兰，402-倒锥锥口，403-顶盖，404-倒锥体。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供一种500kV标准电压互感器，包括壳体1、底座6、均压环5和均压装置4，均压环5、均压装置4均与壳体1的顶部连接，均压装置4上设置有高压出线点，底座6与壳体1的底部连接，壳体1内设置有线包2和导电杆3，导电杆3的一端与线包2连接，导电杆3的另一端穿过均压装置4与高压出线点连接，壳体1采用绝缘材质并兼作出线套管。相比于传统500kV标准电压互感器壳体外加套管的结构，本发明实施例采用壳体兼作套管的结构，壳体1设置为圆柱体，根据绝缘材质的不同，可选择设置壳体高度。
在本实施例中，壳体1的高度为1700mm-1900mm，底座6的高度为250mm-450mm，壳体1采用环氧树脂材质制成。环氧树脂材质的最大电压爬距相比于传统的金属壳体的最大电压爬距大。在实际应用中，可将壳体1的高度设置为1800mm，底座6的高度设置为350mm，则整体高度为2150mm，一般货运汽车高1.1m。本发明实施例提供的500kV标准电压互感器直立装车后，车与设备的整体高度不超过4m，低于道路交通运输的限高高度，无需倒置运输，能够避免因倒置运输而倒置设备损坏。此外，本发明实施例由于采用环氧树脂作为壳体，在保证强度的前提下，有效解决因单纯降低壳体1的高度使标准电压互感器的外绝缘和内绝缘性能降低的问题，不仅能够降低500kV标准电压互感器的整体高度，还能够减轻500kV标准电压互感器整体的重量。
参见图2所示，均压装置4包括倒锥体404和顶盖403，倒锥体404的大端靠近壳体1的顶部，倒锥体404的小端延伸至壳体1内，顶盖403向壳体1的外侧拱起并盖合在倒锥体404上。倒锥体404表面光滑，无尖角，用于平衡壳体1内的电场。顶盖403上设置有连接法兰401，高压出线点设置在连接法兰401上，倒锥体404上设置有倒锥锥口402，导电杆3穿过倒锥锥口402与连接法兰401连接。
参见图3所示，线包2包括R型铁芯201、绕线骨架202、一次线圈203和二次线圈204，线包2靠近壳体1的底部。绕线骨架202套装在R型铁芯201上，二次线圈204绕置于绕线骨架202上，一次线圈203绕置于二次线圈204上，二次线圈204上设置有多个抽头，可覆盖500kV变电站电压互感器的所有变比，并且每个变比的精度等级能够达到0.02级，无需更换标准电压互感器或增加感应分压器，有效提高校准效率，增加试验准确度。底座6上设置有接线板，多个抽头与接线板电连接。在实际应用中，一次线圈203可设计为中间向两边呈逐级递减的阶梯状结构，相比于传统的矩形线包，该线包2体积更小，结构更加稳定，可在保证绝缘距离的条件下减少一次线圈203的漏抗。
其中，一次线圈203和二次线圈204的层间均设置有多层聚酯隔膜，具有层间绝缘和固定的作用。一次线圈203的最后一匝采用与线包2最后一层等宽的铜箔绕制，具有电屏蔽和紧固线包2的作用。参见图3所示，线包2还包括电屏蔽板205和电屏蔽罩206。电屏蔽板205为圆角矩形结构，表面光滑，无尖角，多个电屏蔽板205对称且竖直布置在线包2的两侧，具有电屏蔽的作用。电屏蔽罩206为环形结构，电屏蔽罩206套装在一次线圈203的外表面上，也具有电屏蔽和紧固线包2的作用。电屏蔽板205和电屏蔽罩206可进一步均匀线包2表面及两侧的电场，进而降低线包2尖端放电的可能性。在线包2上设置电屏蔽板205和电屏蔽罩206，该屏蔽措施能减小电场对标准电压互感器的干扰，均匀电场。
参见图4所示，壳体1的顶部设有连接孔，参见图2所示，倒锥体404上设置有向外凸出的支撑部，顶盖403上设置有向外凸出的连接部，倒锥体404通过支撑部与壳体1连接，顶盖403通过连接部与壳体1连接。支撑部和连接部均设置有与壳体1的顶部相对应的固定孔，通过固定螺栓与壳体1的顶部连接，壳体1的底部也设有连接孔，用于与底座6连接。均压装置4在壳体1内形成密闭空间。壳体1内采用六氟化硫气体作为绝缘介质，壳体1内的气体压力值设置为0.45MPa。底座6上设置有充气阀和气压表，均压装置4还能够使壳体1内的气室场强分布均匀，增强六氟化硫的绝缘特性，使得本发明提供的500kV标准电压互感器的直径和高度可以设计的更小。
参见图5所示，均压环5上设置有多个带有连接孔的连接片，均压环5通过连接片与壳体1可拆卸地连接，运输时可取下均压环5，降低设备整体的高度，校准试验时再安装。
参见图6所示，本发明实施例中，线包2的外侧套有磁屏蔽罩7，磁屏蔽罩7为两端开口的中空圆筒结构，用于屏蔽磁场。在试验室环境中，将一台带有磁屏蔽的0.05级500kV的标准电压互感器作为被试电压互感器，编号为PD10001，使用不同的升压电源和标准电压互感器对其误差进行测量，测量结果如下：
1)使用独立的带磁屏蔽的标准电压互感器(P10002)以及试验变压器进行升压校验，试验变压器与标准电压互感器间距大于2.5米，试验变压器一次侧外接10000pF负载电容，PD10001误差数据如下。表1：
2)使用带磁屏蔽标准电压互感器与带磁屏蔽试验变压器共体设计的自升压标准电压互感器(编号为PD10003)进行升压校验，试验变压器一次侧外接10000pF负载电容，PD10001误差数据如下。
表2：
3)使用将PD10003中标准电压互感器与试验变压器的电磁屏蔽措施拆除后设备进行升压校验，试验变压器一次侧外接10000pF负载电容，PD10001误差数据如下。
表3：
通过比较表1和表2的数据可知，在试验变压器一次侧外接10000pF的情况下，使用带磁屏蔽标准电压互感器与带磁屏蔽试验变压器共体设计的自升压标准电压互感器作为误差测量系统的标准电压互感器与升压电源与采用分离式标准电压互感器与升压电源作为误差测量系统的标准电压互感器与升压电源相比，比值变化不超过0.0042％、相位变化不超过0.13′，小于一个修约间隔。
通过比较表1和表3的数据可知，在试验变压器一次侧外接10000pF的情况下，使用带磁屏蔽标准电压互感器与带磁屏蔽试验变压器共体设计的自升压标准电压互感器作为误差测量系统的标准电压互感器与升压电源与使用不带磁屏蔽标准电压互感器与不带磁屏蔽试验变压器共体设计的自升压标准电压互感器作为误差测量系统的标准电压互感器与升压电源相比，比值变化超过0.04％、相位变化超过0.57′。
通过上述试验说明，磁屏蔽措施能有效减小电磁场对标准电压互感器的干扰。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (13)
1.一种500kV标准电压互感器，其特征在于：包括壳体(1)、底座(6)、均压环(5)和均压装置(4)，所述均压环(5)、均压装置(4)均与壳体(1)的顶部连接，所述均压装置(4)上设置有高压出线点，所述底座(6)与壳体(1)的底部连接，所述壳体(1)内设置有线包(2)和导电杆(3)，所述导电杆(3)的一端与线包(2)连接，所述导电杆(3)的另一端穿过均压装置(4)与高压出线点连接，所述壳体(1)采用绝缘材质并兼作出线套管。
2.如权利要求1所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述均压装置(4)包括倒锥体(404)和顶盖(403)，所述倒锥体(404)的大端向壳体(1)的顶部延伸，所述倒锥体(404)的小端向壳体(1)内延伸，所述顶盖(403)向壳体(1)的外侧拱起并盖合在倒锥体(404)上。
3.如权利要求2所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述顶盖(403)上设置有连接法兰(401)，所述高压出线点设置在连接法兰(401)上，所述倒锥体(404)上设置有倒锥锥口(402)，导电杆(3)穿过倒锥锥口(402)与连接法兰(401)连接。
4.如权利要求1所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述线包(2)包括R型铁芯(201)、绕线骨架(202)、一次线圈(203)和二次线圈(204)，所述绕线骨架(202)套装在R型铁芯(201)上，所述二次线圈(204)绕置于绕线骨架(202)上，所述一次线圈(203)绕置于二次线圈(204)上，所述二次线圈(204)上设置有多个抽头。
5.如权利要求4所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述线包(2)还包括电屏蔽板(205)和电屏蔽罩(206)，所述电屏蔽板(205)为圆角矩形结构，多个电屏蔽板(205)对称且竖直布置在线包(2)的两侧，所述电屏蔽罩(206)为环形结构，所述电屏蔽罩(206)套装在一次线圈(203)的外表面上。
6.如权利要求5所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述线包(2)的外侧套有磁屏蔽罩(7)，所述磁屏蔽罩(7)为两端开口的中空圆筒结构。
7.如权利要求4所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述一次线圈(203)为中间向两边逐级递减的阶梯状结构。
8.如权利要求4所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述一次线圈(203)和二次线圈(204)的层间均设置有多层聚酯隔膜，所述一次线圈(203)的最后一匝采用与线包(2)最后一层等宽的铜箔绕制。
9.如权利要求1所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述均压环(5)上均匀设置有多个带有连接孔的连接片，均压环(5)通过连接片与壳体(1)可拆卸地连接。
10.如权利要求1所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述壳体(1)采用环氧树脂材质制成。
11.如权利要求1所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述壳体(1)内采用六氟化硫气体作为绝缘介质，所述壳体(1)内的气体压力值设置为0.45MPa。
12.如权利要求11所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述底座(6)上设置有充气阀和气压表。
13.如权利要求1所述的500kV标准电压互感器，其特征在于：所述壳体(1)的高度为1700mm-1900mm，所述底座(6)的高度为250mm-450mm。
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Denomination of invention: 500kV standard voltage transformer Effective date of registration: 20231008 Granted publication date: 20190503 Pledgee: Wuhan Caidian Branch of Hubei Bank Co.,Ltd. Pledgor: WUHAN PANDIAN SCI-TECH CO.,LTD. Registration number: Y2023980060257 |