CN108630420A - 一种三相三元件组合互感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三相三元件组合互感器，包括被浇注密封在绝缘层内腔中的三相电流互感器、三相电压互感器，所述三相电流互感器位于三相电压互感器的正上方，所述三相电流互感器以及三相电压互感器的环形绕组的中心点连线均为等边三角形，且该等边三角形所形成的面为水平面；所述三相电压互感器的每个环形绕组的中心轴线与三相电流互感器环形绕组的中心轴线相互垂直。本发明可使得各个三相三元件组合互感器之间的磁路长度一致，具有良好的对称性，达到提高精度的目的；且耗费的人力财力成本更低，更为稳定便捷，相比现有技术取得了实质性和显著的进步。

Description

一种三相三元件组合互感器
技术领域
本发明涉及配电网互感器技术领域，具体涉及一种三相三元件组合互感器。
背景技术
配电网电能计量装置由配电网互感器、电能表及二次回路组成，其中配电网互感器是影响电能计量装置准确性的关键部分，三相三元件组合互感器是配电网互感器的一种类型，在电力系统中广泛采用，它包括两种结构形式，即独立矩形铁芯结构和三柱矩形铁芯结构，相对于独立矩形铁芯结构，三柱矩形铁芯结构形式的三相三元件组合互感器具有结构紧凑、体积小、成本低等优点。
目前的三柱矩形铁芯结构形式的三相三元件组合互感器其电压互感器和电流互感器的位置布局如图7所示，下面是三柱矩形铁芯结构的电压互感器(依次为A、B、C相)，上面是三相电流互感器(依次为A、B、C相)，可见，其位置仅关于B相对称，不具有完全对称性，使得A、C相电流互感器与各相电压互感器间的距离与B相电流互感器与各相电压互感器间的距离不相等，导致电流互感器与电压互感器各相间的电磁耦合参数不一致。可以看出，各相的磁路长度不一致。
各相间的电磁耦合参数不一致和各相的磁路长度不一致将使三相三元件组合互感器运行时各相的误差特性差异较大，从而影响三相三元件组合互感器的计量性能，提高三相三元件组合互感器的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三相三元件组合互感器，克服上述技术问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种三相三元件组合互感器，包括被浇注密封在绝缘层内腔中的三相电流互感器、三相电压互感器，所述三相电流互感器位于三相电压互感器的正上方，所述三相电流互感器以及三相电压互感器的环形绕组的中心点连线均为等边三角形，且该等边三角形所形成的面为水平面；所述三相电压互感器的每个环形绕组的中心轴线与三相电流互感器环形绕组的中心轴线相互垂直。
优选的，所述三相电压互感器为三星体电压铁芯结构或三棱柱电压铁芯结构。本发明的三相电压互感器自身的铁芯排列具有两种方式。这里的三棱柱电压铁芯结构与现有的立体对称磁路变压器铁芯结构相似，三个矩形铁芯的同一侧边依次连接，围成等边三角形，一个环形绕组同时套住两个矩形铁芯，形成三棱柱结构。
具体的，所述三星体电压铁芯结构包括三个矩形铁芯、三个环形绕组，三个矩形铁芯的一侧斜边相互贴合，中间形成芯柱，三个环形绕组分别缠绕在所对应的矩形铁芯的远端外周，每个环形绕组的中心轴线与芯柱的中心线相互平行。
优选的，所述三相电流互感器为三星体电流铁芯结构或三棱柱电流铁芯结构。
具体的，所述三星体电流铁芯结构包括三个矩形铁芯、三个环形绕组，三个矩形铁芯的一侧边相邻围成三角形、另一相对侧边分别套有一个环形绕组，上述每个矩形铁芯的中心轴线与水平面相互垂直。
具体的，所述三棱柱电流铁芯结构包括三个矩形铁芯、三个环形绕组，三个矩形铁芯的一侧边相邻围成三角形、另一相对侧边分别套有一个环形绕组，上述每个矩形铁芯的中心轴线与水平面相互平行。
所述三相电流互感器在三相电压互感器上的投影面积大于三相电压互感器的横截面面积。以上结构相当于三相电流互感器的投影相对三相电压互感器外散，可提高整个三相三元件组合互感器的绝缘度，满足绝缘要求。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明一种三相三元件组合互感器，通过简单的改变一个三相电流互感器、一个三相电压互感器其对应排列结构，就可实现发明目的，使得各个三相三元件组合互感器之间的磁路长度一致，具有良好的对称性，达到提高精度的目的；同时相比现有的结构改进方式，其耗费的人力财力成本更低，相比现有的参数补偿方式，其减少了人工量，计量精度更高，更为稳定便捷，取得了实质性和显著的进步。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明三相电流互感器、三相电压互感器均为三棱柱铁芯结构的结构示意图；
图2为本发明三棱柱电压铁芯结构的俯视示意图；
图3为本发明三星体电压铁芯结构的俯视示意图；
图4为本发明三棱柱电流铁芯结构的俯视示意图；
图5为本发明三星体电流铁芯结构的俯视示意图；
图6为本发明图1的俯视示意图；
图7为现有三相三元件组合互感器的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-三相电流互感器，2-三相电压互感器，3-环形绕组，4-矩形铁芯。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
现有的三相三元件组合互感器一般为线性排列，即三相电压互感器的三个电压互感器排列成一排，三相电流互感器的三个电流互感器也与电压互感器的位置一一对应排列成一排，这使得A、C相电流互感器与各相电压互感器间的距离与B相电流互感器与各相电压互感器间的距离不相等，导致电流互感器与电压互感器各相间的电磁耦合参数不一致，最终导致三相三元件组合互感器运行时各相的误差特性差异较大，影响其工作时的计量性能。由于三相电压互感器的每个环形绕组的中心轴线与三相电流互感器环形绕组的中心轴线相互平行，若要从结构上提高整个三相三元件的测量精度，本领域技术人员一般采用在现有的三相三元件组合互感器外围增加一些结构，即将三相三元件组合互感器围成立体的等边三角形中心对称结构，以使得各个三相三元件组合互感器之间的磁路长度一致，具有良好的对称性，达到提高精度的目的。但是这种方式需要耗费大量的人力物力成本，不适应所有企业的要求，应用范围较窄。所以目前人们一般采用外部环境控制、增加补偿电路实现参数补偿等方式来提高整个三相三元件组合互感器的精度，但这种方式需要人们每次根据电路实际运行情况进行调试补偿，计算量大，调试效率低，耗费人力，且增加补偿电路将降低三相三元件组合互感器的可靠性。
针对以上技术问题，发明人创新性的设计了一种三相三元件组合互感器，直接将现有的每个三相电流互感器、三相电压互感器进行改进，将其设计为环形绕组的中心点连线为等边三角形的结构，这样可使得每个三相电流互感器或三相电压互感器的内部之间的磁路长度一致；同时将三相电压互感器的每个环形绕组的中心轴线与三相电流互感器环形绕组的中心轴线相互垂直，这样既可保证流经各相铁芯的磁通互不干扰，同时改变了电流互感器的磁通回路，也降低了上下设置的三相电流互感器、三相电压互感器之间的磁通干扰，可进一步提高三相三元件组合互感器的误差性能。而且，以上结构并没有更改三相三元件组合互感器的数量，只是简单的改变一个三相电流互感器、一个三相电压互感器其对应排列结构，其结构更加紧凑，占用空间更小，可实现发明目的，使得各个三相三元件组合互感器之间的磁路长度一致，具有良好的对称性，达到提高精度的目的；同时相比现有的结构改进方式，其耗费的人力财力成本更低，相比现有的参数补偿方式，其减少了人工量，计量精度更高，更为稳定便捷，取得了实质性和显著的进步。
本发明的三相电流互感器自身的铁芯排列具有两种方式。三相电流互感器的两种铁芯结构与三相电压互感器的两种铁芯结构进行排列浇注，可有四种排列方式，形成四种结构的三相三元件组合互感器：第一种，三相电流互感器为三星体电流铁芯结构，三相电压互感器为三星体电压铁芯结构；第二种，三相电流互感器为三棱柱电流铁芯结构，三相电压互感器为三棱柱电压铁芯结构；第三种，三相电流互感器为三星体电流铁芯结构，三相电压互感器为三棱柱电压铁芯结构；第四种，三相电流互感器为三棱柱电流铁芯结构，三相电压互感器为三星体电压铁芯结构。
实施例1
如图1、2、4所示，本发明一种三相三元件组合互感器，包括被浇注密封在绝缘层内腔中的三相电流互感器1、三相电压互感器2，所述三相电流互感器1位于三相电压互感器2的正上方，所述三相电流互感器1以及三相电压互感器2的环形绕组3的中心点连线均为等边三角形，且该等边三角形所形成的面为水平面；所述三相电压互感器2的每个环形绕组3的中心轴线与三相电流互感器1环形绕组3的中心轴线相互垂直。所述三相电压互感器2为三棱柱电压铁芯结构。所述三相电流互感器1为三棱柱电流铁芯结构。所述三棱柱电流铁芯结构包括三个矩形铁芯4、三个环形绕组3，三个矩形铁芯4的一侧边相邻围成三角形、另一相对侧边分别套有一个环形绕组3，上述每个矩形铁芯4的中心轴线与水平面相互平行。
实施例2
如图3、5所示，本发明一种三相三元件组合互感器，包括被浇注密封在绝缘层内腔中的三相电流互感器1、三相电压互感器2，所述三相电流互感器1位于三相电压互感器2的正上方，所述三相电流互感器1以及三相电压互感器2的环形绕组3的中心点连线均为等边三角形，且该等边三角形所形成的面为水平面；所述三相电压互感器2的每个环形绕组3的中心轴线与三相电流互感器1环形绕组3的中心轴线相互垂直。所述三相电压互感器2为三星体电压铁芯结构。所述三星体电压铁芯结构包括三个矩形铁芯4、三个环形绕组3，三个矩形铁芯4的一侧斜边相互贴合，中间形成芯柱，三个环形绕组3分别缠绕在所对应的矩形铁芯4的远端外周，每个环形绕组3的中心轴线与芯柱的中心线相互平行。所述三相电流互感器1为三星体电流铁芯结构。所述三星体电流铁芯结构包括三个矩形铁芯4、三个环形绕组3，三个矩形铁芯4的一侧边相邻围成三角形、另一相对侧边分别套有一个环形绕组3，上述每个矩形铁芯4的中心轴线与水平面相互垂直。
实施例3
如图3、4所示，本发明一种三相三元件组合互感器，包括被浇注密封在绝缘层内腔中的三相电流互感器1、三相电压互感器2，所述三相电流互感器1位于三相电压互感器2的正上方，所述三相电流互感器1以及三相电压互感器2的环形绕组3的中心点连线均为等边三角形，且该等边三角形所形成的面为水平面；所述三相电压互感器2的每个环形绕组3的中心轴线与三相电流互感器1环形绕组3的中心轴线相互垂直。所述三相电压互感器2为三星体电压铁芯结构。所述三星体电压铁芯结构包括三个矩形铁芯4、三个环形绕组3，三个矩形铁芯4的一侧斜边相互贴合，中间形成芯柱，三个环形绕组3分别缠绕在所对应的矩形铁芯4的远端外周，每个环形绕组3的中心轴线与芯柱的中心线相互平行。所述三相电流互感器1为三棱柱电流铁芯结构。所述三棱柱电流铁芯结构包括三个矩形铁芯4、三个环形绕组3，三个矩形铁芯4的一侧边相邻围成三角形、另一相对侧边分别套有一个环形绕组3，上述每个矩形铁芯4的中心轴线与水平面相互平行。图2为本发明三棱柱电压铁芯结构的俯视示意图；
实施例4
如图2、5所示，本发明一种三相三元件组合互感器，包括被浇注密封在绝缘层内腔中的三相电流互感器1、三相电压互感器2，所述三相电流互感器1位于三相电压互感器2的正上方，所述三相电流互感器1以及三相电压互感器2的环形绕组3的中心点连线均为等边三角形，且该等边三角形所形成的面为水平面；所述三相电压互感器2的每个环形绕组3的中心轴线与三相电流互感器1环形绕组3的中心轴线相互垂直。所述三相电压互感器2为三棱柱电压铁芯结构。所述三相电流互感器1为三星体电流铁芯结构。所述三星体电流铁芯结构包括三个矩形铁芯4、三个环形绕组3，三个矩形铁芯4的一侧边相邻围成三角形、另一相对侧边分别套有一个环形绕组3，上述每个矩形铁芯4的中心轴线与水平面相互垂直。
实施例5
如图6所示，本发明一种三相三元件组合互感器，在实施例1～4的基础上，所述三相电流互感器1在三相电压互感器2上的投影面积大于三相电压互感器2的横截面面积。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三相三元件组合互感器，包括被浇注密封在绝缘层内腔中的三相电流互感器(1)、三相电压互感器(2)，所述三相电流互感器(1)位于三相电压互感器(2)的正上方，其特征在于，所述三相电流互感器(1)以及三相电压互感器(2)的环形绕组(3)的中心点连线均为等边三角形，且该等边三角形所形成的面为水平面；所述三相电压互感器(2)的每个环形绕组(3)的中心轴线与三相电流互感器(1)环形绕组(3)的中心轴线相互垂直。
2.根据权利要求1所述的一种三相三元件组合互感器，其特征在于，所述三相电压互感器(2)为三星体电压铁芯结构或三棱柱电压铁芯结构。
3.根据权利要求2所述的一种三相三元件组合互感器，其特征在于，所述三星体电压铁芯结构包括三个矩形铁芯(4)、三个环形绕组(3)，三个矩形铁芯(4)的一侧斜边相互贴合，中间形成芯柱，三个环形绕组(3)分别缠绕在所对应的矩形铁芯(4)的远端外周，每个环形绕组(3)的中心轴线与芯柱的中心线相互平行。
4.根据权利要求1所述的一种三相三元件组合互感器，其特征在于，所述三相电流互感器(1)为三星体电流铁芯结构或三棱柱电流铁芯结构。
5.根据权利要求4所述的一种三相三元件组合互感器，其特征在于，所述三星体电流铁芯结构包括三个矩形铁芯(4)、三个环形绕组(3)，三个矩形铁芯(4)的一侧边相邻围成三角形、另一相对侧边分别套有一个环形绕组(3)，上述每个矩形铁芯(4)的中心轴线与水平面相互垂直。
6.根据权利要求4所述的一种三相三元件组合互感器，其特征在于，所述三棱柱电流铁芯结构包括三个矩形铁芯(4)、三个环形绕组(3)，三个矩形铁芯(4)的一侧边相邻围成三角形、另一相对侧边分别套有一个环形绕组(3)，上述每个矩形铁芯(4)的中心轴线与水平面相互平行。
7.根据权利要求1所述的一种三相三元件组合互感器，其特征在于，所述三相电流互感器(1)在三相电压互感器(2)上的投影面积大于三相电压互感器(2)的横截面面积。
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