CN112701805A - 一种应用于配电网的高压取电单元及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于配电网的高压取电单元，包括高压互感器，高压互感器一次侧两端分别连接两高压电容串，高压电容串分别连接两相线，高压互感器二次侧并接取电电路。同时公开了相应的高压取电装置。本发明可实现高效率、大功率取电，可大大降低谐振概率，不易损坏，同时可大大减少器件体积。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于配电网的高压取电单元及装置，属于配电网取电领域。
背景技术
我国近年来配电技术的快速发展，对配电网电力设备供电电源稳定性要求越来越高。供电电源主要包含电磁式电压互感器、电子式电压互感器和电容分压取电设备。电磁式电压互感器易发生铁磁谐振过电压，进而导致电压互感器烧坏。电子式电压互感器目前多用于高压电网线路设备供电电源，配电网很少使用，性价比较低。电容分压取电设备，通过高低压电容进行分压，低压电容并联隔离变压器及保护电路进行电源电压输出，多用于超低功耗的自动化监测设备。
基于供电电源的不同，目前高压取电方式主要包括电容分压取电和常规PT取电，其中，电容分压取电取电功率小、取电效率低，常规PT取电体积大、易谐振损坏。
发明内容
本发明提供了一种应用于配电网的高压取电单元及装置，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种应用于配电网的高压取电单元，包括高压互感器，高压互感器一次侧两端分别连接两高压电容串，高压电容串分别连接两相线，高压互感器二次侧并接取电电路。
取电电路包括串联的可调负载和保护电路，保护电路两端为取电电压输出端。
两高压电容串中的高压电容数量一致，型号一致。
一种应用于配电网的高压取电装置，包括第一高压取电单元和第二高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元均为所述应用于配电网的高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元共用一高压电容串，共用的高压电容串、第一高压取电单元的另一高压电容串和第二高压取电单元的另一高压电容串分别连接同一母线的三相。
一种应用于配电网的高压取电装置，包括第一高压取电单元和第二高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元均为所述应用于配电网的高压取电单元，第一高压取电单元的两高压电容串连接一母线的二相，第二高压取电单元的两高压电容串连接另一母线的二相。
第一高压取电单元和第二高压取电单元共用一高压电容串，响应于进行高压取电，将共用的高压电容串先作为第一高压取电单元进行取电，然后将共用的高压电容串先作为第二高压取电单元进行取电。
本发明所达到的有益效果：本发明可实现高效率、大功率取电，可大大降低谐振概率，不易损坏，同时可大大减少器件体积；具体如下：
1、本发明通过高压互感器取电，取电中的损耗主要产生在铁耗（原边绕组铜耗远小于铁耗），单侧取电功率大（约150VA），实现高效率、大功率的取电；
2、本发明的一次侧包括串联的高压电容串和高压互感器一次线圈，一次侧容感设计的谐振频率远大于电网31次谐波频率，可大大降低谐振的概率，不易谐振损坏；
3、本发明的高压电容串及高压互感器串联分压，独立叠加在各器件上的电压等级降低，可大大减少器件体积（约170*170*80mm），便于与开关设备深度融合集成；
4、本发明的一次侧包括串联的高压电容串和高压互感器一次线圈，若二次线圈发生短路故障，因一次高压回路高压电容串的存在，可保证整体在二次侧短路情况下不损坏。
附图说明
图1为高压取电单元的结构示意图；
图2为高压取电装置的第一种结构示意图；
图3位高压取电装置的第二种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种应用于配电网的高压取电单元，包括高压互感器，高压互感器一次侧两端分别连接两高压电容串，两高压电容串中的高压电容数量一致，型号一致，高压电容串分别连接两相线，高压互感器二次侧并接取电电路，取电电路包括串联的可调负载和保护电路，保护电路两端为取电电压输出端。
具体实例如图1所示，高压取电单元包括高压互感器TA、可调负载RA、保护电路MA、连接A相线的第一高压电容串和连接B相线的第二高压电容串，第一高压电容串为N个高压电容（CA1、CA2、…、CAN）串联而成，第二高压电容串为N个高压电容（CB1、CB2、…、CBN）串联而成，可调负载RA和保护电路MA串联构成取电电路。
高压互感器TA的一次侧两端分别连接第一高压电容串和第一高压电容串，高压互感器TA的二次侧并接取电电路。该高压取电单元通过高压互感器TA从AB相取电。
由上述高压取电单元构成的高压取电装置，可分成以下两种情况，一种是直接从同一母线三相取电，另一种是从不同母线上取电。
第一种的高压取电装置包括第一高压取电单元和第二高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元均为上述的应用于配电网的高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元共用一高压电容串，共用的高压电容串、第一高压取电单元的另一高压电容串和第二高压取电单元的另一高压电容串分别连接同一母线的三相。
具体实例如图2所示，包括高压互感器TA、高压互感器TC、可调负载RA、保护电路MA、可调负载RC、保护电路MC、第一高压电容串、第二高压电容串和第三高压电容串；其中，可调负载RA和保护电路MA串联构成第一取电电路，可调负载RC和保护电路MC串联构成第二取电电路，第一高压电容串为N个高压电容（CA1、CA2、…、CAN）串联而成，第二高压电容串为N个高压电容（CB1、CB2、…、CBN）串联而成，第三高压电容串为N个高压电容（CC1、CC2、…、CCN）串联而成，第一高压电容串、第二高压电容串和第三高压电容串分别连接同一母线的A、B、C三相，第二高压电容串为共用的高压电容串（当然也可以其他高压电容作为共用的高压电容）。
高压互感器TA的一次侧两端分别连接第一高压电容串和第二高压电容串，高压互感器TA的二次侧并接第一取电电路，高压互感器TC的一次侧两端分别连接第二高压电容串和第三高压电容串，高压互感器TC的二次侧并接第二取电电路。该高压取电装置通过高压互感器TA、TC分别从AB相、BC相取电。
第二种的高压取电装置包括第一高压取电单元和第二高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元均为上述的应用于配电网的高压取电单元，第一高压取电单元的两高压电容串连接一母线的二相，第二高压取电单元的两高压电容串连接另一母线的二相。
具体实例如图3所示，包括高压互感器TA、高压互感器TC、可调负载RA、保护电路MA、可调负载RC、保护电路MC、第一高压电容串、第二高压电容串、第三高压电容串和第四高压电容串；其中，可调负载RA和保护电路MA串联构成第一取电电路，可调负载RC和保护电路MC串联构成第二取电电路，第一高压电容串为N个高压电容（CA1、CA2、…、CAN）串联而成，第二高压电容串为N个高压电容（CB11、CB12、…、CB1N）串联而成，第三高压电容串为N个高压电容（CB21、CB22、…、CB2N）串联而成，第四高压电容串为N个高压电容（CC1、CC2、…、CCN）串联而成，第一高压电容串和第二高压电容串分别连接一母线的A、B相，第三高压电容串和第四高压电容串分别连接另一母线的B、C相（当然也可以其他两相）。
高压互感器TA的一次侧两端分别连接第一高压电容串和第二高压电容串，高压互感器TA的二次侧并接第一取电电路，高压互感器TC的一次侧两端分别连接第三高压电容串和第四高压电容串，高压互感器TC的二次侧并接第二取电电路。该高压取电装置通过高压互感器TA、TC分别从不同母线的AB相、BC相取电。
为了简化装置节约成本，也可以如图2共用一个高压电容串，但是在取电时有一定的先后顺序，即将共用的高压电容串先作为第一高压取电单元进行取电，然后将共用的高压电容串先作为第二高压取电单元进行取电。
以图3为例，将CB11、CB12、…、CB1N串联构成的高压电容串和CB21、CB22、…、CB2N串联构成的高压电容串作为同一条高压电容串，即共用的高压电容串，在取电时，将该共用的高压电容串作为第一高压取电单元的一部分进行取电，取电结束后断开，然后作为第而高压取电单元的一部分进行取电。
上述单元或装置均通过高压互感器取电，取电中的损耗主要产生在铁耗（原边绕组铜耗远小于铁耗），单侧取电功率大（约150VA），实现高效率、大功率的取电；上述单元或装置的一次侧包括串联的高压电容串和高压互感器一次线圈，一次侧容感设计的谐振频率远大于电网31次谐波频率，可大大降低谐振的概率，不易谐振损坏；上述单元或装置的高压电容串及高压互感器串联分压，独立叠加在各器件上的电压等级降低，可大大减少器件体积（约170*170*80mm），便于与开关设备深度融合集成；上述单元或装置的一次侧包括串联的高压电容串和高压互感器一次线圈，若二次线圈发生短路故障，因一次高压回路高压电容串的存在，可保证整体在二次侧短路情况下不损坏。
综上，本发明可实现高效率、大功率取电，可大大降低谐振概率，不易损坏，同时可大大减少器件体积。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种应用于配电网的高压取电单元，其特征在于：包括高压互感器，高压互感器一次侧两端分别连接两高压电容串，高压电容串分别连接两相线，高压互感器二次侧并接取电电路。
2.根据权利要求1所述的一种应用于配电网的高压取电单元，其特征在于：取电电路包括串联的可调负载和保护电路，保护电路两端为取电电压输出端。
3.根据权利要求1所述的一种应用于配电网的高压取电单元，其特征在于：两高压电容串中的高压电容数量一致，型号一致。
4.一种应用于配电网的高压取电装置，其特征在于：包括第一高压取电单元和第二高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元均为权利要求1、2或3所述的高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元共用一高压电容串，共用的高压电容串、第一高压取电单元的另一高压电容串和第二高压取电单元的另一高压电容串分别连接同一母线的三相。
5.一种应用于配电网的高压取电装置，其特征在于：包括第一高压取电单元和第二高压取电单元，第一高压取电单元和第二高压取电单元均为权利要求1、2或3所述的高压取电单元，第一高压取电单元的两高压电容串连接一母线的二相，第二高压取电单元的两高压电容串连接另一母线的二相。
6.根据权利要求5所述的一种应用于配电网的高压取电装置，其特征在于：第一高压取电单元和第二高压取电单元共用一高压电容串，响应于进行高压取电，将共用的高压电容串先作为第一高压取电单元进行取电，然后将共用的高压电容串先作为第二高压取电单元进行取电。
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