CN201051120Y - 一种电子式电压互感器 - Google Patents

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CN201051120Y CNU2007200320503U CN200720032050U CN201051120Y CN 201051120 Y CN201051120 Y CN 201051120Y CN U2007200320503 U CNU2007200320503 U CN U2007200320503U CN 200720032050 U CN200720032050 U CN 200720032050U CN 201051120 Y CN201051120 Y CN 201051120Y
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任稳柱
冯建华
李宁
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China XD Electric Co Ltd
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XI'AN ELECTRIC MANUFACTURING CORP
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Abstract

本实用新型公开了一种基于气体绝缘组合电器GIS中的同轴高压电容作为一次传感元件的电子式电压互感器。其包括一次侧传感、信号采集和放大元件，二次侧的信号转换单元和数据处理单元，其特点是，所述一次侧的传感元件为GIS中的同轴电容器，该电容器包括一个高压电容，其与对地分布电容连接的中间电极通过一个采样电阻连接放大器，该放大器的输出经积分器积分后连接信号转换单元。本实用新型具有体积小、重量轻、测量准确度高、线性度范围宽等优点，可同时输出数字量及模拟量，满足测量和数字化仪表及电子式综合保护装置的使用需要。

Description

一种电子式电压互感器
技术领域
本实用新型涉及一种电压互感器，特别涉及一种气体绝缘组合电器(GIS)用的电子式电压互感器。
背景技术：
在电力系统中，电压的测量和实施继电保护大都采用电磁式电压互感器，这种互感器存在的问题是体积大、重量重、带有铁磁体，频带很窄，磁饱和时二次信号波形畸变，测量误差大，及导致继电保护装置的误动作，严重时还会发生安全隐患。目前，随着电力系统的不断发展，电力容量的不断增加以及电力系统向网络化、自动化和数字化方向发展，二次设备所需的输入信号已显著降低，因此，这种传统的电磁式电压互感器很难满足技术要求。近年来，电子式电压互感器(EVT)因具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象等诸多优点，有望成为传统电磁感应式互感器的理想替代品，特别是在特高压领域，目前已受到国内外研究人员的普遍重视。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于气体绝缘组合电器GIS中的同轴高压电容作为一次传感元件的电子式电压互感器。
为达到以上目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：
一种电子式电压互感器，包括一次侧传感、信号采集和放大元件，二次侧的信号转换单元和数据处理单元，其特征在于，所述一次侧的传感元件为GIS中的同轴电容器，该电容器包括一个高压电容，其与对地分布电容连接的中间电极通过一个采样电阻连接放大器，该放大器的输出经积分器积分后连接信号转换单元。
上述方案中，所述的同轴电容器的构造包括一次导杆、中间电极和屏蔽电极，一次导杆与中间电极之间充填SF6气体，并构成高压电容；中间电极与屏蔽电极之间充填气体或固体介质，并构成分布电容。所述的屏蔽电极为双屏蔽电极结构。所述二次侧还可设有温度和压力传感器连接信号转换单元。所述的信号转换单元可采用A/D转换器或光电转换器。
本实用新型的高压传感是基于以GIS中的同轴电容器作为一次传感元件，并用SF6气体作为绝缘介质，屏蔽电极采用双电极结构，具有很好的安全性和探测信号的稳定性；同时使得在二次侧可设置光电变换传输系统，抗干扰能力强。如果再装有温度和压力传感器，则可通过软件校正测量的影响量，进一步满足互感器高准确度的要求。
除此以外，本实用新型还具有体积小、重量轻、测量准确度高、线性度范围宽、可同时输出数字量及模拟量，满足测量和保护功能、易于和数字化仪表和电子式综合保护装置直接连接等优点。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构图。图中，u1：一次高电压；u2：二次输出电压；a：高压电极；p：中间电极；e：第一屏蔽电极；g：第二屏蔽电极；C1：高压电容；C2：分布电容；R1：取样电阻；R2比例电阻。
图2为本实用新型的同轴电容器的结构图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，一种电子式电压互感器，包括一次侧传感、信号采集和放大元件，二次侧的信号转换单元2和数据处理单元3，其中一次侧的传感元件为GIS中的同轴电容器，该电容器包括一个高压电容C1，其与对地分布电容C2连接的中间电极p通过一个采样电阻R1连接放大器1，该放大器1包括有积分电路，放大器1的输出连接信号转换单元2，信号转换单元2的输出连接数据处理单元3；采样电阻R1可采用高性能的精密NiCr电阻，转换单元2可采用A/D转换器，e、g为屏蔽电极，可抑制电磁干扰。
当高电压U1时加到一次导杆a(母线)时，产生电容电流，通过取样电阻R1检测流过高压电容C1的电流，该电流在采样电阻R1上产生电压降，放大器1的积分电路利用微积分原理对该电压降进行积分得到二次输出电压U2，二次输出电压U2正比于一次电压U1。
为了提高抗干扰能力及实现高低压间电气隔离，除以上实施例外，本实用新型的转换单元2最好采用光电传输系统，并在数据处理单元3设置光电转换器，输出有数字量及模拟量两种方式；另外在电压互感器内部装有温度及压力传感器4连接数据处理单元3。
如图2所示，与气体绝缘组合电器(GIS)同轴的同轴电容器包括一次导杆a、中间电极p、第一屏蔽电极e和第二屏蔽电极g，，一次导杆a与中间电极p之间充填SF6气体，并构成高压电容C1；中间电极p与第一屏蔽电极e之间充填气体或固体介质，并构成分布电容C2；第一屏蔽电极e和第二屏蔽电极构成双电极结构；高压电容C1的容量可由C1＝2πε0εrl/ln(D/d)确定：式中，l为中间电极p的长度；D为中间电极的内径；d为一次导杆a的直径。

Claims (5)

1.一种电子式电压互感器，包括一次侧传感、信号采集和放大元件，二次侧的信号转换单元和数据处理单元，其特征在于，所述一次侧的传感元件为GIS中的同轴电容器，该电容器包括一个高压电容，其与对地分布电容连接的中间电极通过一个采样电阻连接放大器及积分器，该积分器的输出连接信号转换单元。
2.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述的同轴电容器的构造包括一次导杆、中间电极和屏蔽电极，一次导杆与中间电极之间充填SF6气体，并构成高压电容；中间电极与屏蔽电极之间充填气体或固体介质，并构成分布电容。
3.根据权利要求2所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述的屏蔽电极为双屏蔽电极结构。
4.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述二次侧还设有温度和压力传感器连接信号转换单元。
5.根据权利要求1～4之一所述的电子式电压互感器，其特征在于，所述的采样电阻为精密NiCr电阻，信号转换单元为A/D转换器或光电转换器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104377011A (zh) * 2014-11-20 2015-02-25 国家电网公司 一种半开合式电子式电流互感器
CN110426547A (zh) * 2019-06-24 2019-11-08 中国电力科学研究院有限公司 一种宽频带gis电子式电压互感器装置及测量方法

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C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20080905

Address after: Shaanxi province Xi'an City West High Tang Hing Road No. 7, zip code: 710075

Patentee after: China XD Electronic Corporation

Address before: Shaanxi province Xi'an Fengdeng road 29, zip code: 710077

Patentee before: Xi'an Electric Manufacturing Corp.

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Granted publication date: 20080423

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