CN110542777B - 一种三相一体gis的独立式母线电压测量装置 - Google Patents

一种三相一体gis的独立式母线电压测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，涉及电力系统技术领域，包括二次测量模块以及与二次测量模块连接的测量装置本体和电压显示模块，电压显示模块用于计算显示高压导体的母线电压；测量装置本体包括测量罐体、连接法兰、母线连接器、金属屏蔽罩及三个高压导体；测量罐体包括开口端和封闭端；连接法兰为安装在开口端的金属连接零件，连接法兰用于连接测量罐体和GIS罐体，使母线电压测量装置与GIS罐体相互独立；在高压导体上安装有母线连接器，在正常工作时母线连接器连接高压导体与GIS罐体母线，在校准时母线连接器连接高压导体与三相电压源，达到在投入使用前能够进行检测和校准目的，保证电压测量准确性。

Description

一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置。
背景技术
随着用电需求量的急剧增加，电网的规模不断壮大，电力系统的电压等级不断升高，电网的结构也更加错综复杂，给实时监测电力系统的运行状态和电力设备的检修增加了难度。然而，目前所采用的高电压测量方法和高电压测量设备，多为以变压器为实质的电压互感器，在实际应用中存在许多问题，例如电磁式电压互感器在较高电压下会出现铁磁饱和，输出电压呈非线性，暂态响应差等问题，且存在易燃易爆炸的风险；电容式电压互感器元件多，结构复杂，必须与小容量电磁式电压互感器配合使用，且受温度和频率影响较大，准确性较差。现有公开的一种建立在三相一体GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，克服了以上两种传统电压互感器的缺点，它通过简单的电压测量装置，获取气体绝缘组合电器内高压导体对外罐体的电压值，进而精确地确定高压输电线路运行时的电压值，实现了实时监测高压输电线路的运行状态的目的，解决了传统的电压互感器体型大、造价昂贵、维护与检修费用高、测量不灵活、绝缘要求高等问题。然而，此电压测量装置在投入使用前检测和校准不方便，不能保证电压测量准确性，因此需要对该测量装置的结构进行改进，以便于实际应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，在投入使用前能够进行独立检测和校准，保证电压测量准确性，满足实际应用。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，包括测量装置本体、二次测量模块以及电压显示模块；
所述二次测量模块的一端与所述测量装置本体连接，所述二次测量模块的另一端与所述电压显示模块连接，所述电压显示模块用于计算显示所述测量装置本体内高压导体的母线电压；
所述测量装置本体包括测量罐体、连接法兰、母线连接器以及三个高压导体；所述测量罐体包括开口端和封闭端；所述连接法兰为安装在所述测量罐体开口端的金属连接零件，所述连接法兰用于连接所述测量罐体和外界的GIS罐体；三个所述高压导体位于所述测量罐体的内部空间；在每个所述高压导体上均安装有所述母线连接器，所述母线连接器用于在正常工作时连接所述高压导体和外界的GIS罐体的母线，在校准时连接所述高压导体和外界的三相电压源。
可选的，所述独立式母线电压测量装置包括三个相同的二次测量模块，一个所述二次测量模块对应一个所述高压导体，不同的所述二次测量模块对应不同的所述高压导体。
可选的，所述二次测量模块包括圆形金属传感片、电阻、电容、电缆以及测压器；所述圆形金属传感片是从所述测量罐体封闭端上切割下来的一部分，并且在测量电压之前，将所述圆形金属传感片用绝缘材料黏贴在所述测量罐体封闭端的切口处；其中，一个所述高压导体在所述测量罐体封闭端的投影位置为一个所述测量罐体封闭端的切口处，且不同所述高压导体在所述测量罐体封闭端的投影位置为不同所述测量罐体封闭端的切口处；
所述电阻与所述电容并联，所述电阻和所述电容的第一端连接所述圆形金属传感片，所述电阻和所述电容的第二端连接所述测量罐体封闭端，所述电阻和所述电容的两端连接所述电缆的一端，所述电缆的另一端连接测压器；所述测压器用于获取电阻和电容两端的电压，并将所述电阻和电容两端的电压发送给所述电压显示模块；所述电压显示模块用于根据所述电阻和电容两端的电压，以及电阻电压、电容电压与高压导体电压的比例关系，计算高压导体的母线电压并显示。
可选的，所述电阻的阻值范围是0.1MΩ～200MΩ；所述电容的大小范围是1nF～10uF。
可选的，所述独立式母线电压测量装置还包括金属屏蔽罩；所述金属屏蔽罩安装在所述测量罐体封闭端上，使所述二次测量模块内的电阻、电容和圆形金属传感片位于所述金属屏蔽罩与所述测量罐体封闭端之间；所述金属屏蔽罩为用于屏蔽电磁干扰的金属盒，防止外界电磁波对测量结果和精度产生影响。
可选的，所述独立式母线电压测量装置还包括盆式绝缘子；所述盆式绝缘子为三个所述高压导体在内部空间上的支撑物。
可选的，三个所述高压导体均为圆柱结构。
可选的，三个所述高压导体在所述测量罐体内部空间内对称分布。
可选的，所述连接法兰为使用螺栓固定的法兰。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的母线电压测量装置为独立式，可以方便地通过连接法兰，进行安装拆卸，便于在投入使用前进行检修或校准核验，保证电压测量准确性。
本发明提供的母线电压测量装置，相比于现有的气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中的电压互感器，可以直接在现有气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的结构的基础上加以改造，基本不改变原有气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的体积，具有体积小、成本低等优点。
本发明提供的母线电压测量装置可以排除三相电压之间的相互干扰，能够准确地获取高压输电线路运行时的三相母线电压值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例三相一体GIS的独立式母线电压测量装置整体结构示意图；
图2为本发明实施例测量装置本体结构图；
图3为本发明实施例二次测量模块及电压显示模块结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，在投入使用前能够进行检测和校准，保证电压测量准确性，并且维修方便，满足实际应用。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
气体绝缘金属封闭开关设备是至少有一部分采用高于大气压的气体作为绝缘介质的金属封闭开关设备和控制设备。GIS(GAS INSULATED SWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。在本发明中，均用GIS罐体表征/表示气体绝缘金属封闭开关设备。
如图1所示，本发明提供的一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置包括测量装置本体1、二次测量模块2以及电压显示模块3。
所述二次测量模块2的一端与所述测量装置本体1连接，所述二次测量模块2的另一端与所述电压显示模块3连接，所述电压显示模块3用于计算显示所述测量装置本体1内高压导体的母线电压。
如图2所示，所述测量装置本体1包括测量罐体11、连接法兰12、盆式绝缘子13、三个具有圆柱结构的高压导体14、母线连接器15以及金属屏蔽罩16。所述测量罐体11包括开口端和封闭端，所述测量罐体11经接地线接地；所述连接法兰12为位于所述测量罐体11开口端的金属连接零件，所述连接法兰12用于连接测量罐体11和外界的GIS罐体，便于进行安装和拆卸，保证了GIS罐体的气密性，同时可以使本发明的母线电压测量装置与GIS罐体相互独立；三个所述高压导体14在所述测量罐体11内部空间内对称分布，所述盆式绝缘子13为三个所述高压导体14在内部空间上的支撑物，以固定支撑三个所述高压导体14；在每个所述高压导体14上均安装有所述母线连接器15；正常工作时，通过所述母线连接器15使高压导体14与外界的GIS罐体的母线连接，校准时，通过所述母线连接器15使高压导体14与外界的三相电压源连接，使高压导体14获得高电位，达到在投入使用前能够进行检测和校准的目的，保证电压测量准确性。所述金属屏蔽罩16位于所述测量罐体11的封闭端，使二次测量模块2内的电阻、电容和圆形金属传感片位于所述金属屏蔽罩16与所述测量罐体11封闭端之间；所述金属屏蔽罩16为用于屏蔽电磁干扰的金属盒，防止外界电磁信号对测量产生影响。
优选地，所述独立式母线电压测量装置包括三个相同的二次测量模块2，一个所述二次测量模块2对应一个所述高压导体14，不同的所述二次测量模块2对应不同的所述高压导体14。
如图3所示，所述二次测量模块2包括圆形金属传感片21、电阻22、电容23、电缆24以及测压器25，所述圆形金属传感片21是从所述测量罐体1封闭端上切割下来的一部分，并且在测量电压之前，将所述圆形金属传感片21通过绝缘材料26黏贴在所述测量罐体1封闭端的切口处；其中，对应于三个高压导体14在封闭端的投影位置，应设置在三个上述圆形金属传感片21处，即一个所述高压导体14在所述测量罐体1封闭端的投影位置为一个所述测量罐体1封闭端的切口处，且不同所述高压导体14在所述测量罐体1封闭端的投影位置为不同所述测量罐体1封闭端的切口处。
所述电阻22和所述电容23并联，所述电阻22和所述电容23的第一端连接所述圆形金属传感片21，所述电阻22和所述电容23的第二端连接所述测量罐体1封闭端，所述电阻22和所述电容23的两端连接所述电缆24的一端，所述电缆24的另一端连接测压器25；所述测压器25用于获取电阻和电容两端的电压，并将所述电阻和电容两端的电压发送给所述电压显示模块3。
所述电压显示模块3用于根据所述电阻和电容两端的电压，以及电阻电压、电容电压与高压导体电压的比例关系，计算高压导体14的母线电压并显示。
优选地，所述连接法兰12为使用螺栓固定的法兰。
所述电阻22的阻值范围是0.1MΩ～200MΩ。
所述电容23的大小范围是1nF～10uF。
所述圆形金属传感片21通过绝缘材料26与所述测量罐体1封闭端连接，实现所述圆形金属传感片21与所述测量罐体1封闭端的绝缘。所述绝缘材料25为聚酰亚胺薄膜或其他绝缘材料。
所述电压显示模块3为电压显示器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，其特征在于，包括测量装置本体、二次测量模块以及电压显示模块；
所述二次测量模块的一端与所述测量装置本体连接，所述二次测量模块的另一端与所述电压显示模块连接，所述电压显示模块用于计算显示所述测量装置本体内高压导体的母线电压；
所述测量装置本体包括测量罐体、连接法兰、母线连接器以及三个高压导体；所述测量罐体包括开口端和封闭端；所述连接法兰为安装在所述测量罐体开口端的金属连接零件，所述连接法兰用于连接所述测量罐体和外界的GIS罐体；三个所述高压导体位于所述测量罐体的内部空间；在每个所述高压导体上均安装有所述母线连接器，所述母线连接器用于在正常工作时连接所述高压导体和外界的GIS罐体的母线，在校准时连接所述高压导体和外界的三相电压源；
所述二次测量模块包括圆形金属传感片、电阻、电容、电缆以及测压器；所述圆形金属传感片是从所述测量罐体封闭端上切割下来的一部分，并且在测量电压之前，将所述圆形金属传感片用绝缘材料黏贴在所述测量罐体封闭端的切口处；其中，一个所述高压导体在所述测量罐体封闭端的投影位置为一个所述测量罐体封闭端的切口处，且不同所述高压导体在所述测量罐体封闭端的投影位置为不同所述测量罐体封闭端的切口处；
所述电阻与所述电容并联，所述电阻和所述电容的第一端连接所述圆形金属传感片，所述电阻和所述电容的第二端连接所述测量罐体封闭端，所述电阻和所述电容的两端连接所述电缆的一端，所述电缆的另一端连接测压器；所述测压器用于获取电阻和电容两端的电压，并将所述电阻和电容两端的电压发送给所述电压显示模块；所述电压显示模块用于根据所述电阻和电容两端的电压，以及电阻电压、电容电压与高压导体电压的比例关系，计算高压导体的母线电压并显示。
2.根据权利要求1所述的一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，其特征在于，所述独立式母线电压测量装置包括三个相同的二次测量模块，一个所述二次测量模块对应一个所述高压导体，不同的所述二次测量模块对应不同的所述高压导体。
3.根据权利要求1所述的一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，其特征在于，所述电阻的阻值范围是0.1MΩ～200MΩ；所述电容的大小范围是1nF～10uF。
4.根据权利要求1所述的一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，其特征在于，所述独立式母线电压测量装置还包括金属屏蔽罩；所述金属屏蔽罩安装在所述测量罐体封闭端上，使所述二次测量模块内的电阻、电容和圆形金属传感片位于所述金属屏蔽罩与所述测量罐体封闭端之间；所述金属屏蔽罩为用于屏蔽电磁干扰的金属盒，防止外界电磁波对测量结果和精度产生影响。
5.根据权利要求1所述的一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，其特征在于，所述独立式母线电压测量装置还包括盆式绝缘子；所述盆式绝缘子为三个所述高压导体在内部空间上的支撑物。
6.根据权利要求1所述的一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，其特征在于，三个所述高压导体均为圆柱结构。
7.根据权利要求1所述的一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，其特征在于，三个所述高压导体在所述测量罐体内部空间内对称分布。
8.根据权利要求1所述的一种三相一体GIS的独立式母线电压测量装置，其特征在于，所述连接法兰为使用螺栓固定的法兰。
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