CN113820644A - 一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，包括：三相升压装置、三相升流装置、三相标准电压互感器、三相标准电流互感器和一体化外壳，一体化外壳包括独立的电流舱室和电压舱室，电流舱室和电压舱室通过屏蔽板隔开；将电压模块和电流模块分开布置在一体化的两个独立舱室内，同时在两者之间增加屏蔽板，使得两者处于两个相对独立的空间，实现减小了电场对电流互感器和磁场对电压互感器的影响，达到抑制相互影响的效果；通过特殊的结构使得泄露电流量值大大减小，对电流互感器的影响也相应减小，同时实现结构紧凑、占用空间小。
Description
技术领域
本发明涉及计量校准技术领域，具体涉及一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置。
背景技术
目前的配电网互感器计量性能校准装置主要为单体设备的电气组合，即将多台单体式标准电流互感器、单体式标准电压互感器、调压器、升压器、升流器等进行电气连接，且主要针对实验室应用，存在占地空间大、检测效率低、接线繁琐等问题。由于现场条件复杂、空间有限等原因，目前的配电网互感器计量性能校准装置难以有效应用于现场对配电网互感器开展计量性能检测，缺乏结构紧凑、占用空间小的配电网互感器现场校准装置。
为实现对配电网互感器计量性能现场校准的准确可靠和现场校准的方便和高效，必将导致三相高压标准电流互感器和三相标准电压互感器等设备相互间的空间距离很近，从而保证高压标准电流互感器和标准电压互感器的计量准确性更加困难；
现有的共箱式三相高压标准电流互感器和三相标准电压互感器要能够应用于对组合式配电网互感器计量性能的准确检测，但是还存在很多弊端：一是高压标准电流互感器在高压状态下检测时存在高压产生的泄漏电流；二是由于外界电流产生的电磁场会影响标准电流互感器和标准电压互感器的误差，由于共箱式各相高压标准电流互感器和标准电压互感器距离很近，且标准电流互感器的准确度等级较高，相间电磁场对电流互感器和电压互感器影响有可能导致其误差超差，尤其是对小比率检定点的影响更大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的共箱式配电网互感器计量性能现场校准装置在高压标准电流互感器在高压状态下检测时存在高压产生的泄漏电流，外界电磁场会影响标准电流互感器和标准电压互感器从而导致计量误差，本发明目的在于提供一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，以解决上述技术问题。
本发明通过下述技术方案实现：
本发明提供一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，包括：三相升压装置、三相升流装置、三相标准电压互感器和三相标准电流互感器；还包括一体化外壳，所述一体化外壳包括独立的电流舱室和电压舱室，电流舱室和电压舱室通过屏蔽板隔开；所述三相升压装置和三相标准电压互感器置于电压舱室内，所述三相升流装置和三相标准电流互感器置于电流舱室内。
本方案工作原理：为了减小配电网互感器计量性能一体化现场校准装置的占用空间，扩大其现场适用性，须将三相高压标准电流互感器和三相标准电压互感器等组成部分共箱放置，这必然会带来各个装置之间的相互影响，相间电磁场对电流互感器和电压互感器影响有可能导致其误差超差，尤其是对小比率检定点的影响更大，本方案将电压模块和电流模块分开并布置在一体化的两个独立舱室内，同时在两者之间增加屏蔽板，使得两者处于两个相对独立的空间，减小了电场对电流互感器和磁场对电压互感器的影响，达到抑制相互影响的效果。
进一步优化方案为，所述一体化外壳为铝屏蔽材质，所述电流舱室和电压舱室均呈筒状，且电流舱室体积大于电压舱室的体积，电流舱室和电压舱室的轴线重合。
在一体化外壳沿电流舱室两侧装设支架即可将整个现场校准装置放置在平面上，结构简单，电流舱室和电压舱室的轴线重合，舱室结构简单，便于布线安装，结合内部三相升流装置和三相标准电压互感器的结构，整个现场校准装置内部的无效空间更少，以实现结构紧凑、占用空间小的要求。
进一步优化方案为，所述三相升流装置和三相标准电流互感器均呈筒状；筒内包括三个独立腔室，筒内包括三个独立腔室，所述三相升流装置和三相标准电流互感器均设有一次导线、二次导线和电源线，所述一次导线、二次导线和电源线分别各自置于一个独立腔室内。
进一步优化方案为，还包括长管，两根所述长管依次穿过三相升流装置底面和三相标准电流互感器底面，用于将三相升流装置和三相标准电流互感器筒内分隔成所述三个独立腔室，即三个独立腔室分别为两根长管的内腔，长管外壁与三相升流装置、三相标准电压互感器筒内壁之间形成的空腔，一共三个腔室。
在电流互感器的一次绕组上施加120％额定电压，且此时不对电流互感器施加电流，外施高电压将使电流互感器产生泄漏电流，在电流小于20％额定电流时，泄漏电流对高压标准电流互感器误差的影响量不可忽略；当电流小于5％额定电流时，泄漏电流对高压标准电流互感器误差的影响量就超过其误差限值要求。因此，根据配电网互感器计量性能现场校准装置的特点，由于电压对电流的影响主要原因为一次导线带高电压，造成电流二次泄露电流大，本方案将三相升流装置和三相标准电流互感器进行各自全屏蔽包裹，一次导线采用屏蔽设计。将三相升流装置和三相标准电流互感器设计成筒型，筒内三个内壁，一个内壁通过一次线，一个内壁通过二次线，最后一个通过电源线，保证了一次线、电源线和二次线物理空间上完全隔离开，减小了一次绕组和二次绕组之间的容抗，泄露电流量值大大减小，对电流互感器的影响也相应减小。
进一步优化方案为，所述三相升压装置、三相升流装置、三相标准电压互感器和三相标准电流互感器的每相分别加装铝屏蔽筒。屏蔽了相间干扰以及升流升压器对标准互感器的干扰；两个舱室之间通过组成舱室的金属层进行隔离，从而避免相互间的电磁场影响。为消除磁场对标准电流互感器和标准电压互感器误差的影响，本方案利用铝制屏蔽筒对标准电流互感器和升流器进行分别的屏蔽和隔离，使得升流器一次绕组产生的磁力线沿着铝制屏蔽筒分布，大大减小少其对标准电流互感器的影响。采用铝制材料而非铁磁材料减小了涡流损耗，避免了长期通流运行绕组发热损坏互感器的问题。在三相升压器和标准电压互感器的各相间加装铝屏蔽筒，屏蔽了相间干扰以及升压器对标准电压互感器的干扰。
进一步优化方案为，在三相升流装置和三相标准电流互感器中的每个电流互感器二次回路加装屏蔽绕组，使得由邻相的磁力线在本相中产生两个极性相反的电动势。两个电动势相互抵消，进一步消除相间磁场和一次回路电磁场的干扰。
进一步优化方案为，所述屏蔽绕组由铁心圆周上正交布置的两对平衡绕组构成，每对绕组反极性串联，每个绕组各占铁心圆周的1/4，匝数相同。
平衡绕组反极性连接，主磁通在其中感应的电动势为零，对二次绕组没有影响，但平衡了来自相邻相进入铁心的磁通，达到了平衡外来磁通的目的。
进一步优化方案为，还包括三相线性大功率试验电源，所述三相线性大功率试验电源包括：交流整流电路、直流锂电池组、直流电源切换电路、DC/AC变换电路、DC/AC变换相位和幅值控制电路和至少5路交流输出滤波电路；
直流锂电池组或者交流整流电路给DC/AC变换电路提供±48V直流电源；
直流电源切换电路切换选择由交流整流电路或直流锂电池组进行供电；
在DC/AC变换相位和幅值控制电路的控制下，3路交流输出滤波电路在提供三相对称的交流电源，2路交流输出滤波电路提供A相和C相的交流输出电源，以给A相和C相的三相升流装置供电；同时DC/AC变换相位和幅值控制电路控制改变A相电流和A相电压之间的相位角。从而模拟现场运行中不同的功率因数负载情况。
进一步优化方案为，还包括自动切换装置，所述自动切换装置安装在电流舱室侧面，通过直线推杆实现电连接。
进一步优化方案为，所述标准电压互感器和标准电流互感器均用组合式结构。
将其做成一个整体，内部接线全部固化，仅通过多个开关对不同形式的配电网互感器误差检测进行接线转换，此种结构形式的设备少，效率高。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明提供的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，将电压模块和电流模块分开布置在一体化的两个独立舱室内，同时在两者之间增加屏蔽板，使得两者处于两个相对独立的空间，实现减小了电场对电流互感器和磁场对电压互感器的影响，达到抑制相互影响的效果；
2、本发明提供的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，将三相升流装置和三相标准电流互感器设计成筒型，并将一次线、电源线和二次线物理空间上完全隔离开，减小了一次绕组和二次绕组之间的容抗，泄露电流量值大大减小，对电流互感器的影响也相应减小，同时实现结构紧凑、占用空间小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：
图1为配电网互感器计量性能一体化现场校准装置结构示意图；
图2为配电网互感器计量性能一体化现场校准装置结构剖面示意图；
图3为屏蔽绕组示意图；
图4为三相线性大功率试验电源结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-一体化外壳，11-电流舱室，12-电压舱室，13-法兰屏蔽板，2-自动切换装置，3-三相升流装置，4-三相标准电流互感器，5-三相升压装置，6-三相标准电压互感器，7-长管。
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。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，包括：三相升压装置5、三相升流装置3、三相标准电压互感器6和三相标准电流互感器4；其特征在于，还包括一体化外壳1，所述一体化外壳包括独立的电流舱室11和电压舱室12，电流舱室11和电压舱室12通过法兰屏蔽板13隔开；所述三相升压装置5和三相标准电压互感器6置于电压舱室12内，所述三相升流装置3和三相标准电流互感器4于电流舱室11内。
所述一体化外壳为铝屏蔽材质，所述电流舱室11和电压舱室12均呈筒状，且电流舱室11的体积大于电压舱室12的体积，电流舱室11和电压舱室12的轴线重合。
所述三相升流装置3和三相标准电流互感器4均呈筒状；筒内包括三个独立腔室，三相升流装置3和三相标准电流互感器4设有一次导线、二次导线和电源线，一次导线、二次导线和电源线分别各自置于一个独立腔室内。
还包括长管7，两根所述长管7依次穿过三相升流装置底面和三相标准电流互感器底面，用于将三相升流装置3和三相标准电流互感器6筒内分隔成所述三个独立腔室，即三个独立腔室分别为两根长管的内腔，长管外壁与三相升流装置、三相标准电压互感器筒内壁之间形成的空腔，一共三个腔室。
所述三相升压装置5、三相升流装置3、三相标准电压互感器6和三相标准电流互感器4的每相分别加装铝屏蔽筒。
在三相升流装置5和三相标准电流互感器中每个电流互感器的二次回路加装屏蔽绕组，使得由邻相的磁力线在本相中产生两个极性相反的电动势。
如图3所示，所述屏蔽绕组由铁心圆周上正交布置的两对平衡绕组构成，每对绕组反极性串联，每个绕组各占铁心圆周的1/4，匝数相同。平衡绕组反极性连接，主磁通在其中感应的电动势为零，对二次绕组没有影响，但平衡了来自A相的由a点进入铁心至b点流出的磁通，达到了平衡外来磁通的目的。
还包括三相线性大功率试验电源，如图4所示，所述三相线性大功率试验电源包括：交流整流电路、直流锂电池组、直流电源切换电路、DC/AC变换电路、DC/AC变换相位和幅值控制电路和至少5路交流输出滤波电路；
直流锂电池组或者交流整流电路给DC/AC变换电路提供±48V直流电源；
直流电源切换电路切换选择由交流整流电路或直流锂电池组进行供电；
在DC/AC变换相位和幅值控制电路的控制下，3路交流输出滤波电路在提供三相对称的交流电源，2路交流输出滤波电路提供A相和C相的交流输出电源，以给A相和C相的三相升流装置供电；同时DC/AC变换相位和幅值控制电路控制改变A相电流和A相电压之间的相位角。
还包括自动切换装置2，所述自动切换装置2安装在电流舱室侧面，通过直线推杆实现电连接。
所述标准电压互感器和标准电流互感器均用组合式结构。
电流对邻相电流、电压对邻相电压相互间影响较小，令三相升流升压器和标准电流电压互感器加装铝屏蔽筒，屏蔽了相间干扰以及升流升压器对标准互感器的干扰。在每个电流互感器二次回路加装了屏蔽绕组，即在绕组对称的位置加装绕组，使得由邻相的磁力线在本相中产生两个极性相反的电动势，两个电动势相互抵消，即可消除相间磁场和一次回路的干扰。
同相的升流器一次绕组会产生大电流进而产生磁场，磁力线进入标准电流互感器铁心，影响了原标准电流互感器的磁通量，进而影响其误差。为消除磁场对标准电流互感器和标准电压互感器误差的影响，利用铝制屏蔽筒对标准电流互感器和升流器进行分别的屏蔽和隔离，使得升流器一次绕组产生的磁力线沿着铝制屏蔽筒分布，大大减小少其对标准电流互感器的影响。采用铝制材料而非铁磁材料减小了涡流损耗，避免了长期通流运行绕组发热损坏互感器的问题。
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 (10)
1.一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，包括：三相升压装置、三相升流装置、三相标准电压互感器和三相标准电流互感器；其特征在于，还包括一体化外壳，所述一体化外壳包括独立的电流舱室和电压舱室，电流舱室和电压舱室通过屏蔽板隔开；所述三相升压装置和三相标准电压互感器置于电压舱室内，所述三相升流装置和三相标准电流互感器置于电流舱室内。
2.根据权利要求1所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，所述一体化外壳为铝屏蔽材质，所述电流舱室和电压舱室均呈筒状，且电流舱室体积大于电压舱室的体积，电流舱室和电压舱室的轴线重合。
3.根据权利要求1所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，所述三相升流装置和三相标准电流互感器均呈筒状；筒内包括三个独立腔室，所述三相升流装置和三相标准电流互感器均设有一次导线、二次导线和电源线，所述一次导线、二次导线和电源线分别各自置于一个独立腔室内。
4.根据权利要求3所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，还包括长管，两根所述长管依次穿过三相升流装置底面和三相标准电流互感器底面，用于将三相升流装置和三相标准电流互感器筒内分隔成所述三个独立腔室。
5.根据权利要求1所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，所述三相升压装置、三相升流装置、三相标准电压互感器和三相标准电流互感器的每相分别单独加装铝屏蔽筒。
6.根据权利要求5所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，在三相升流装置和三相标准电流互感器中的每个电流互感器二次回路加装屏蔽绕组，用于使得由邻相的磁力线在本相中产生两个极性相反的电动势。
7.根据权利要求6所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，所述屏蔽绕组由电流互感器铁心圆周上正交布置的两对平衡绕组构成，每对平衡绕组反极性串联，每个平衡绕组各占电流互感器铁心圆周的1/4，平衡绕组的匝数相同。
8.根据权利要求1所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，还包括三相线性大功率试验电源，所述三相线性大功率试验电源包括：交流整流电路、直流锂电池组、直流电源切换电路、DC/AC变换电路、DC/AC变换相位和幅值控制电路和至少5路交流输出滤波电路；
直流锂电池组或交流整流电路给DC/AC变换电路提供±48V直流电源；
直流电源切换电路切换选择由交流整流电路或直流锂电池组进行供电；
在DC/AC变换相位和幅值控制电路的控制下：3路交流输出滤波电路在提供三相对称的交流电源，2路交流输出滤波电路提供A相和C相的交流输出电源，以给A相和C相的三相升流装置供电；同时DC/AC变换相位和幅值控制电路控制改变A相电流和A相电压之间的相位角。
9.根据权利要求8所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，还包括自动切换装置，所述自动切换装置安装在电流舱室侧面，通过直线推杆实现电连接。
10.根据权利要求8所述的一种配电网互感器计量性能一体化现场校准装置，其特征在于，所述标准电压互感器和标准电流互感器均用组合式结构。
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Legal Events
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