CN111929632A - 小型化特高压电压互感器的工频校验电源及设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种小型化特高压电压互感器的工频校验电源及设备，所述电源包括调压控制单元、励磁变压器和电感量可调的特高压电抗器，调压控制单元包括第一输入绕组和第一输出绕组，所述第一输入绕组与变电站电源相连；励磁变压器包括第二输入绕组和至少一第二输出绕组，所述第二输入绕组与第一输出绕组并联，所述第二输出绕组的高压端输出高压信号；特高压电抗器包括若干电抗器模块，且所述电抗器模块包括若干串联的电抗器单元，所有电抗器模块依次串联后一端与所述第二输出绕组的高压端相连，另一端输出供电信号。本申请提供的工频校验电源，不仅电源体积较小，而且可以实现更高精度补偿，功率补偿效果更好。

Description

小型化特高压电压互感器的工频校验电源及设备

技术领域

本申请涉及特高压电网技术领域，特别涉及一种小型化特高压电压互感器的工频校验电源及设备。

背景技术

特高压电压互感器是感知特高压电网电压信号的核心设备，是电力系统用于计量、测量以及保护的关键元件，其准确、稳定、可靠运行关系到电量贸易结算的公平性以及电网运行的安全性，因此，需在特高压电压互感器运行现场对其进行首检和周检工作。

交流特高压电压互感器误差与频率的相关性，要求其现场校验电源必须为单相工频电源，并且通过高精度补偿方法来实现。相关技术中，单相工频电源体积较大，需要占用较大的空间。

然而，由于特高压电压互感器现场安装位置空间有限，用于放置校验设备的场地狭窄，现有特高压电压互感器校验设备难以摆放，导致特高压电压互感器现场校验工作难以开展，威胁特高压电网的安全、稳定、经济运行。

发明内容

本申请实施例提供一种小型化特高压电压互感器的工频校验电源及设备，以解决相关技术中单相工频电源体积较大的技术问题。

第一方面，提供了一种小型化特高压电压互感器的工频校验电源，其包括：

调压控制单元，其包括第一输入绕组和第一输出绕组，所述第一输入绕组与变电站电源相连；

励磁变压器，其包括第二输入绕组和至少一第二输出绕组，所述第二输入绕组与第一输出绕组并联，所述第二输出绕组的高压端输出高压信号；

电感量可调的特高压电抗器，其包括若干电抗器模块，且所述电抗器模块包括若干串联的电抗器单元，所有电抗器模块依次串联后一端与所述第二输出绕组的高压端相连，另一端输出供电信号。

一些实施例中，所述电源还包括：

电流采样单元，其一端与所述第二输出绕组的低压端相连，另一端接地，其用于采集所述特高压电抗器输入的电流信号；

电压采样单元，其与所述特高压电抗器的输出端相连，其用于采集所述特高压电抗器输出的电压信号；

调节机构，其与所述电流采样单元和电压采样单元均相连，其用于根据采集到的电压信号和电流信号得到需要补偿的电感量，并对应调节所述特高压电抗器的电感量。

一些实施例中，所述励磁变压器包括一个第二输入绕组和两个第二输出绕组，两个所述第二输出绕组串联或并联。

一些实施例中，所述电源还包括与所述第二输出绕组数量相同的避雷器，所述避雷器和第二输出绕组并联。

一些实施例中，所述特高压电抗器的外壳采用环氧玻璃桶。

一些实施例中，所述特高压电抗器采用SF6气体绝缘。

第二方面，本申请还提供了一种小型化特高压电压互感器的工频校验设备，包括：

上述小型化特高压电压互感器的工频校验电源；

标准电压互感器，其一端与所述特高压电抗器的输出端相连，另一端接地，且所述标准电压互感器用于与待测电压互感器并联。

一些实施例中，所述标准电压互感器包括第三输入绕组和第三输出绕组，所述第三输入绕组与所述特高压电抗器的输出端相连，所述第三输出绕组的输出端与电压采样单元的输出端相连，所述电压采样单元用于采集所述特高压电抗器输出的二次电压信号。

一些实施例中，所述标准电压互感器包括第一互感器TV1、第二互感器TV2和第三互感器TV3，所述第一互感器TV1的原边绕组和第二互感器TV2的原边绕组串联后一端与所述特高压电抗器的输出端相连，另一端接地，所述第三互感器TV3的原边绕组和第一互感器TV1的副边绕组并联，所述第三互感器TV3的副边绕组和第二互感器TV2的副边绕组串联后与所述电压采样单元相连。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：不仅电源体积较小，而且可以实现更高精度补偿，功率补偿效果更好。

本申请实施例提供了一种小型化特高压电压互感器的工频校验电源，一方面，特高压电抗器包括若干串联的电抗器模块，且所述电抗器模块包括若干串联的电抗器单元，通过若干小型化电抗器单元的串联组合设计，可以使得特高压电抗器的体积较小，进而使得整个电源体积较小，占用空间较小；另一方面，特高压电抗器的电感量可调，可以根据需要补偿的电感量，对应调节所述特高压电抗器的电感量，可以实现更高精度补偿，使得该工频校验电源的无功功率补偿效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的小型化特高压电压互感器的工频校验电源的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电抗器模块的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的型化特高压电压互感器的工频校验设备的结构示意图。

图中：1、调压控制单元；11、第一输入绕组；12、第一输出绕组；2、励磁变压器；21、第二输入绕组；22、第二输出绕组；3、特高压电抗器；31、电抗器模块；311、电抗器单元；4、电流采样单元；5、电压采样单元；6、避雷器；7、标准电压互感器；8、待测电压互感器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种小型化特高压电压互感器的工频校验电源，其包括调压控制单元1、励磁变压器2和电感量可调的特高压电抗器3。

调压控制单元1包括第一输入绕组11和第一输出绕组12，所述第一输入绕组11与变电站电源相连；励磁变压器2包括第二输入绕组21和至少一第二输出绕组22，所述第二输入绕组21与第一输出绕组12并联，所述第二输出绕组22的高压端输出高压信号；电感量可调的特高压电抗器3包括若干电抗器模块31，且所述电抗器模块31包括若干串联的电抗器单元311，所有电抗器模块31依次串联后一端与所述第二输出绕组22的高压端相连，另一端输出供电信号Vout。

本申请实施例的小型化特高压电压互感器的工频校验电源的工作原理为：

调压控制单元1对输入的变电站电源AC380V进行电压转换后输出0~650V电压，励磁变压器2对调压控制单元1输出的电压进行升压或降压转换，特高压电抗器3对电源的无功功率进行补偿，并输出高压供电信号，为后面的待测电压互感器现场校验提供高压供电信号，并且，特高压电抗器3的电感量可调，可以根据需要补偿的电感量，对应调节所述特高压电抗器3的电感量。

本申请实施例中的小型化特高压电压互感器的工频校验电源，一方面，特高压电抗器3包括若干串联的电抗器模块31，且所述电抗器模块31包括若干串联的电抗器单元311，通过若干小型化电抗器单元311的串联组合设计，可以使得特高压电抗器3的体积较小，占用空间较小；另一方面，特高压电抗器3的电感量可调，可以根据需要补偿的电感量，对应调节所述特高压电抗器3的电感量，可以实现更高精度补偿，使得该工频校验电源的无功功率补偿效果更好。

更进一步地，在本申请实施例中，所述电源还包括电流采样单元4、电压采样单元5和调节机构。

电流采样单元4一端与所述第二输出绕组22的低压端相连，另一端接地，其用于采集所述特高压电抗器3输入的电流信号；电压采样单元5与所述特高压电抗器3的输出端相连，其用于采集所述特高压电抗器3输出的电压信号；调节机构与所述电流采样单元4和电压采样单元5均相连，其用于根据采集到的电压信号和电流信号计算得到回路的参数，然后计算得到需要补偿的电感量，并对应调节所述特高压电抗器3的电感量。

本申请实施例中的小型化特高压电压互感器的工频校验电源，通过电流采样单元4采集特高压电抗器3输入的电流信号，通过电压采样单元5采集并辅助调压控制单元的计算得到所述特高压电抗器3输出的电压信号，根据采集和计算得到的电压信号和电流信号得到需要补偿的电感量，并对应调节所述特高压电抗器3的电感量，可以实现更高精度补偿，使得该工频校验电源的无功功率补偿效果更好，而且，通过电压信号和电流信号可以实现回路阻抗参数计算，可以更加精确地得到需要补偿的电感量，准确性更好。

需要说明的是，在本申请实施例中，根据采集到的电压信号和电流信号得到需要补偿的电感量后，可以通过人工的方式对应调节所述特高压电抗器3的电感量，也可以根据控制机构智能化调节所述特高压电抗器3的电感量，对于具体实现调节电感量的方式，在此不做限定。

更进一步地，在本申请实施例中，所述励磁变压器2包括一个第二输入绕组21和两个第二输出绕组22，两个所述第二输出绕组22串联或并联。

在本申请实施例中，所述第二输出绕组22为额定输出电压为15kV且额定输出电流为5A的绕组，当调压控制单元1输出的电压为650V时，两个所述第二输出绕组22串联，则输出30kV/5A，两个述第二输出绕组22并联，则输出15kV/10A，根据特高压电抗器3不同的电压和电流需求进行相应设置即可，从而可以适用于多种不同的应用场景，适用范围更广。

更进一步地，在本申请实施例中，所述电源还包括与所述第二输出绕组22数量相同的避雷器6，所述避雷器6和第二输出绕组22并联。

在本申请实施例中，正常工况下，避雷器6相当于开路，当出现过电压情况，避雷器6相当于短路，起到保护设备的作用。

更进一步地，在本申请实施例中，所述特高压电抗器3的外壳采用环氧玻璃桶，降低了特高压电抗器的高度和重量。

更进一步地，在本申请实施例中，所述特高压电抗器3采用SF6气体绝缘，降低了特高压电抗器的体积和重量。

继续参见图2所示，在本申请实施例中，特高压电抗器3包括三个电抗器模块31，分别记为电抗器模块n1、电抗器模块n2和电抗器模块n3，每个电抗器模块31包括m个串联的电抗器单元311，每个电抗器单元311为双线包等匝数结构，每个电抗器单元311均为一个积木式的小型电抗器，m个串联的电抗器单元311串联组合形成一个电抗器模块31，从而降低了特高压电抗器3的绝缘要求。

参见图3所示，本申请实施例还提供了一种小型化特高压电压互感器的工频校验设备，包括上述小型化特高压电压互感器的工频校验电源和标准电压互感器7。

标准电压互感器7一端与所述特高压电抗器3的输出端相连，另一端接地，且所述标准电压互感器7用于与待测电压互感器8并联。

更进一步地，在本申请实施例中，所述标准电压互感器7包括第三输入绕组和第三输出绕组，所述第三输入绕组与所述特高压电抗器3的输出端相连，所述第三输出绕组的输出端与电压采样单元5的输出端相连，所述电压采样单元5用于采集所述特高压电抗器3输出的二次电压信号。

本申请实施例中，由于特高压电抗器3输出的电压为高达640kv的高压，直接测量其电压，可能存在安全隐患，此处采用二次电压的形式，通过标准电压互感器7将高压转换为低压后进行测量，再进行反向转换，即可得到特高压电抗器3的输出电压，更加安全可靠。

更进一步地，在本申请实施例中，所述标准电压互感器7包括第一互感器TV1、第二互感器TV2和第三互感器TV3，所述第一互感器TV1的原边绕组和第二互感器TV2的原边绕组串联后一端与所述特高压电抗器3的输出端相连，另一端接地，所述第三互感器TV3的原边绕组和第一互感器TV1的副边绕组并联，所述第三互感器TV3的副边绕组和第二互感器TV2的副边绕组串联后与所述电压采样单元5相连，与所述电压采样单元5连接的两个点分别记为a和n。在实际进行工频校验时，会在待测电压互感器8上连接若干负载电阻R，以形成测试回路，对待测电压互感器8进行校验。

本申请实施例的小型化特高压电压互感器的工频校验设备的工作原理为：

在使用该工频校验设备时，将待测电压互感器8按照上述要求进行连接，形成试验回路，接通变电站电源，小型化特高压电压互感器的工频校验电源开始为待测电压互感器8供电，使用测试仪器测试第三互感器TV3的副边绕组和第二互感器TV2的副边绕组串联后两端的电压，记为参考电压，并使用另一测试仪器测试待测电压互感器8的测量绕组两端的二次电压，记为测试电压，比较参考电压和测试电压的值，完成对待测电压互感器8的误差测试。

本申请实施例的小型化特高压电压互感器的工频校验设备，一方面，特高压电抗器3包括若干串联的电抗器模块31，且所述电抗器模块31包括若干串联的电抗器单元311，通过若干小型化电抗器单元311的串联组合设计，可以使得特高压电抗器3的体积较小，占用空间较小；另一方面，特高压电抗器3的电感量可调，可以根据需要补偿的电感量，对应调节所述特高压电抗器3的电感量，可以实现更高精度补偿，使得该工频校验电源的无功功率补偿效果更好。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种小型化特高压电压互感器的工频校验电源，其特征在于，其包括：

调压控制单元（1），其包括第一输入绕组（11）和第一输出绕组（12），所述第一输入绕组（11）与变电站电源相连；

励磁变压器（2），其包括第二输入绕组（21）和至少一第二输出绕组（22），所述第二输入绕组（21）与第一输出绕组（12）并联，所述第二输出绕组（22）的高压端输出高压信号；

电感量可调的特高压电抗器（3），其包括若干电抗器模块（31），且所述电抗器模块（31）包括若干串联的电抗器单元（311），所有电抗器模块（31）依次串联后一端与所述第二输出绕组（22）的高压端相连，另一端输出供电信号；

电流采样单元（4），其一端与所述第二输出绕组（22）的低压端相连，另一端接地，其用于采集所述特高压电抗器（3）输入的电流信号；

电压采样单元（5），其与所述特高压电抗器（3）的输出端相连，其用于采集所述特高压电抗器（3）输出的电压信号；

调节机构，其与所述电流采样单元（4）和电压采样单元（5）均相连，其用于根据采集到的电压信号和电流信号得到需要补偿的电感量，并对应调节所述特高压电抗器（3）的电感量。

2.如权利要求1所述的小型化特高压电压互感器的工频校验电源，其特征在于：

所述励磁变压器（2）包括一个第二输入绕组（21）和两个第二输出绕组（22），两个所述第二输出绕组（22）串联或并联。

3.如权利要求1所述的小型化特高压电压互感器的工频校验电源，其特征在于：

所述电源还包括与所述第二输出绕组（22）数量相同的避雷器（6），所述避雷器（6）和第二输出绕组（22）并联。

4.如权利要求1所述的小型化特高压电压互感器的工频校验电源，其特征在于：所述特高压电抗器（3）的外壳采用环氧玻璃桶。

5.如权利要求1所述的小型化特高压电压互感器的工频校验电源，其特征在于：所述特高压电抗器（3）采用SF6气体绝缘。

6.一种小型化特高压电压互感器的工频校验设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至5任一项所述的小型化特高压电压互感器的工频校验电源；

标准电压互感器（7），其一端与所述特高压电抗器（3）的输出端相连，另一端接地，且所述标准电压互感器（7）用于与待测电压互感器（8）并联。

7.如权利要求6所述的小型化特高压电压互感器的工频校验设备，其特征在于：

所述标准电压互感器（7）包括第三输入绕组和第三输出绕组，所述第三输入绕组与所述特高压电抗器（3）的输出端相连，所述第三输出绕组的输出端与电压采样单元（5）的输出端相连，所述电压采样单元（5）用于采集所述特高压电抗器（3）输出的二次电压信号。

8.如权利要求6所述的小型化特高压电压互感器的工频校验设备，其特征在于：

所述标准电压互感器（7）包括第一互感器TV1、第二互感器TV2和第三互感器TV3，所述第一互感器TV1的原边绕组和第二互感器TV2的原边绕组串联后一端与所述特高压电抗器（3）的输出端相连，另一端接地，所述第三互感器TV3的原边绕组和第一互感器TV1的副边绕组并联，所述第三互感器TV3的副边绕组和第二互感器TV2的副边绕组串联后与所述电压采样单元（5）相连。

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