CN201096819Y - 电磁电子两用流变 - Google Patents

Abstract

一种电磁电子两用流变，同时具有电磁式流变和电子式流变的两种功能，可用来测量变电站中的电流和启动保护装置。在U形一次绕组底部并列套装了多个电磁式二次绕组和空心线圈，在箱体的一侧装设有电磁式二次绕组的引出线端子板，在箱体的另一侧装设有将空心线圈感应的电信号经处理后转换成光信号的转换器盒。同时在末屏与地之间并联了电容器或放电器构成的接地联结器。这有利于变电站流变由电磁式向电子式转变，不需更换设备，可以降低成本、减少停电。由于空心线圈、转换器和电源都具有地电位，从而解决了现有电子式流变部分元件处于高电位的技术难题，还可以防止由于末屏端子未接地引起的末屏绝缘击穿。

Description

电磁电子两用流变

技术领域：

本发明涉及高压电器领域，用于变电站测量电流和启动继电保护装置。

背景技术：

目前电力市场上有电磁式流变，随着数字技术的发展，近年来又出现了电子式流变。电磁式流变已经应用了几十年，有充油式、充SF6和近年来发展的有机复合干式流变，例如中华人民共和国国家知识产权局1999年2月10日授权公告的名称为一种新型干式高压电流互感器的ZL99201400.X实用新型专利，便是其中一例。这种有机绝缘干式流变虽然仍是电磁式流变，但绝缘材料更换为有机绝缘薄膜，绝缘结构为电容均压式结构，无油、无瓷、防火、防爆、防污闪，体积小、重量轻、基本不需维护，安全可靠性高。但所有的电磁式流变都存在以下问题：(1)每台流变都需要根据用户要求配置多个不同功能的二次绕组；(2)为了真实、快速地反应信号，防止铁芯饱和造成失真和延时，铁心容量需做得较大；(3)二次回路引线电阻造成大量电能损耗；(4)信号传输中易遭受电磁干扰等缺点。同时，在该专利产品运行中曾发现有些检修人员由于疏忽，在检修中将一次绕组末屏开路，造成该设备运行中击穿，应进一步解决这个问题。

近年来，我国出现了一些进口的电子式流变，也存在着一些问题：(1)置于高压端的传感器、转换器等电子电路易受环境干扰，不太稳定；(2)多采用将激光通过光纤输至高压端，再转换成电能，供给转换器作电源，但是存在着半导体激光器的电流驱动电路及温度控制电路等技术难点；(3)光纤承受全部高压，虽然光纤绝缘很好，但需要有高绝缘的支承载体，通常高压绝缘件成为光电互感器的一个复杂和容易产生事故的部件。

为克服上述技术之不足，将有机复合绝缘干式流变与空心线圈传感器的电子式流变结合起来，提供一种全新的具有光信号输出的有机复合绝缘干式电子流变技术，例如，中华人民共和国国家知识产权局2006年5月10日授权公告的名称为具有光信号输出的干式互感器，便是其中一例。它既发挥了光纤系统绝缘性能好、抗干扰能力强的优点，明显的降低了高压大电流流变的体积、重量和制造成本，又利用了新型有机复合绝缘流变的技术成熟、一次绕组绝缘性能良好的优势，避开了纯光学互感器光路复杂、稳定性差等技术难点。由于不需多个铁芯线圈，还大大降低了流变的重量和体积。

目前，用户几乎全部应用电磁式流变，电子式流变仅仅是刚刚出现的新技术。但是，随着数字化技术的发展，电子式流变会很快的发展起来。在传统电磁式流变向电子式流变过渡的进程中，很多电磁式流变投运时间不长就可能被更换，造成大量的资源浪费。为此，我们提出电磁和电子两用流变的发明。

发明内容：

为了解决更换电子式流变的过程中大量的更换电磁式流变设备，造成大量人力、物力、财力浪费，本技术方案是在有机复合干式流变的二次箱体内，将一只(或二只)空心线圈与铁芯线圈装在一起，在箱体的一侧有铁芯线圈的二次出线板和接线盒，在箱体的另一侧设置空心线圈的引出线和与此连接转换器盒，转换器盒内包括输入缓冲、摸拟处理、模数转换电路、CPU和电光转换电路，还有一次电源。这样，一台设备可以两用，现阶段可以从连接铁芯线圈的接线盒中接线，当电力系统实行数字化改造时，可以从箱体另一侧连接空心线圈的转换器盒中接线，就很容易的改为电子式的流变，用于数字的测量和保护而不需要更换高压设备。与此同时，为防止维护检修人员疏忽造成一次绕组末屏开路，并因其末屏绝缘击穿造成事故，在末屏对地间加装接地联结器，正常运行时，由电容器或放电器构成的接地联结器被末屏端子与箱体接地端子之间的金属线短路。当末屏开路时，由于其较低的阻抗或者较低的放电电压，限制了末屏与地之间的电位差，从而保护了末屏绝缘。

按照本发明提供的一种电磁电子两用流变，包括带绝缘的U形一次绕组1，一次绕组两端子间的连接件2，设备线夹3，套装于一次绕组底部的箱体4内的电磁式二次绕组5和设置在箱体一侧的电磁式二次绕组5的引出线端子板6，其特征在于有1～2个空心线圈7与电磁式二次绕组5并列套装在一次绕组底部的接地箱体4内，将空心线圈7中感应的电信号转变为光信号的转换器盒体8装设在箱体的另一侧，空心线圈7的引出线接在转换器盒体8的输入端子8′上，U形一次绕组的绝缘是由绝缘带和金属屏交替包绕构成的，其末屏引线12接至二次绕组引出线端子板6的内侧末屏端子9上，用金属导线10从端子板6外侧将末屏端子9与箱体4电连接。

按照本发明提供的一种电磁电子两用流变，其特征在于在箱体内安装一个由电容器或放电器构成的接地联结器11，将其两个端子分别接在引出线端子板内侧的末屏端子9与箱体4内壁之间，与金属导线10并联。

按照本发明提供的一种电磁电子两用流变，其特征在于与空心线圈7的引出端子相连接的将电信号转变为光信号的转换器盒体8处于地电位，盒体内包括输入缓冲电路、模拟处理电路、数模变换电路和电光转换电路，CPU及供给上述装置的电源和输出端子8″。

按照本发明提供的上述电磁电子两用流变，在结构上采用有机绝缘干式互感器的电容均压绝缘体作主绝缘，用于承担全部高电压，电磁式二次绕组5和空心线圈7并列地套装在电容均压绝缘体的末层电容屏外并包含在接地箱体4内，都具有地电位。可以利用电磁式二次绕组或空心线圈两种方式同时测量电流，或者只利用其中的一种方式测量电流。如果利用电磁式二次绕组抽取电流，只须从箱体的一侧接线板6上的端子上抽取，如果利用空心线圈抽取电流，则空心线圈的端子需经过由安装在箱体另一侧的转换器盒8的输出端子8″抽取。转换器中包括输入缓冲电路、模拟处理电路、A/D数模变换电路和电光转换电路、CPU及供给上述装置的电源。

按照本发明提供的上述电磁电子两用流变，由于U形一次绕组的末屏引线12在箱体内与引出线端子板6内侧的末屏端子9上电连接一个接地联结器11，正常运行时它被金属导线短路，不起作用，一旦维护检修人员忘记连接末屏端子与箱体之间的金属导线时，一次绕组与末屏之间的阻抗与电容器阻抗构成对地分压，选择合适的电容量及电容器的绝缘水平，可以防止在末屏绝缘上出现能够损坏绝缘的高电压，例如控制在2000V以下。如果在箱体内与引出线端子板6内侧的末屏端子9上电连接一个放电器，也可以防止当忘记连接金属导线时在末屏绝缘上出现高电压损坏末屏绝缘，放电管的放电电压可以选择，例如小于1000V。

与现有技术比较，本发明的电磁电子两用流变具有以下优点：

1电磁和电子两用流变在现有的有机复合绝缘干式流变的箱体内加装了1～2个空心线圈，成本增加得很少，但是可以实现电磁和电子流变的两种功能。当变电站改造为电子式流变时，流变的整个设备不必更换，仅仅将运行的电磁式流变的二次端子停掉，改为从转换器输出端子上连接光纤至测量和保护装置。这样不仅大大降低了成本，加速了改造的速度和提高了效率，减少停电时间，还有利于电网的运行和大大降低建造成本。

2在结构上用具有良好绝缘性能的，为用户青睐的有机绝缘干式流变的电容均压绝缘体作主绝缘，用于承担全部高电压，具有很好的安全可靠性。空心线圈和转换器，特别是转换器的电源都具有地电位，解决了现有技术的光电互感器的传感器、转换器和电源供电部分处于高电位所带来的各种难题。同时转换器的供电问题也就迎刃而解，不需要通过光纤将激光输至高压，而是直接由地面供给转换器交流或直流电源即可。同时由高压至低压的光纤传输变成低压至低压的光纤传输，解决了光电互感器中光纤承受高电压所需的高压绝缘载体的诸多难题；

3由于在末屏与地之间与金属导线并联连接了由电容器或放电器构成的接地联结器，可以防止由于维护人员忘记连接末屏端子与箱体接地端子之间的金属导线而造成末屏绝缘击穿，从而造成设备事故和系统停电事故。

附图说明：

图1为一种实施方案的结构示意图，箱体部分为掀开箱板所看到的视图。二次绕组的个数依据用户要求而定，本图仅画了3个，转换器盒在箱体的另一侧，此图中没有示出。

图2为上述实施方案结构示意图的侧视图，箱体部分也是掀开箱板所看到的视图。

图3为由电信号转变为光信号的转换器的原理图，其中，实线方框内为转换器盒的方框图，点划线内垂直的粗线表示一次绕组，围绕着粗实线的封闭线圈表示空心线圈。

具体实施方式：

实施例：带转换器的电磁电子两用流变

参见图1，按照本发明提供的电磁电子两用流变，包括带绝缘的一次U形导体(例如，铜导体、铝导体或穿入不锈钢管的铜、铝导体)，一次绕组端子之间的连接件(例如用绝缘材料制成的连接板)，几个带铁心的二次绕组套装在一次绕组的下部(例如，5个二次绕组)，同时，将1～2只空心线圈与带铁心的二次绕组迭套在一起(例如，1只空心线圈)，装在同一个箱体内，将带铁心的二次绕组的端头接至箱体的一侧的接线盒中的接线板上，将空心线圈的端子接至箱体另一侧的将电信号经处理后转换成光信号的转换器的输入端子上，转换器内包括输入缓冲、模拟处理、数模变换和电光转换及供给上述装置的电源，同时选择一个电容器(例如1000Pf)或者是一个放电器(例如放电电压1000V)固定在箱体内，它的一端接在置于接线盒中接线板的末屏端子上，另一端与箱体底座的螺栓相连。

当然本技术发明不限于上述实施例，凡是权利要求或者说明书中的技术特征都在保护范围之内。

Claims (3)

1. 一种电磁电子两用流变，包括带绝缘的U形一次绕组(1)，一次绕组两端子间的连接件(2)，设备线夹(3)，套装于一次绕组底部的箱体(4)内的电磁式二次绕组(5)和设置在箱体一侧的二次绕组的引出线端子板(6)，其特征在于有1～2个空心线圈(7)与电磁式二次绕组(5)并列装设在一次绕组底部的接地箱体(4)内，将空心线圈(7)感应的电信号转变为光信号的转换器盒体(8)装设在箱体的另一侧，空心线圈(7)的引出线接在转换器盒体(8)的输入端子(8′)上，U形一次绕组的绝缘是由绝缘带和金属屏交替包绕构成的，其末屏引线(12)接在装于二次绕组引出线端子板(6)上的末屏端子(9)上，用金属导线(10)从端子板(6)的外侧电连接末屏端子(9)与箱体。

2. 如权利要求1所述的一种电磁电子两用流变，其特征在于：在箱体内安装一个由电容器或放电器构成的接地联结器(11)与金属导线(10)并联连接在装于引出线端子板(6)上的末屏端子(9)与箱体(4)之间。

3. 如权利要求1所述的一种电磁电子两用流变，其特征在于：与空心线圈(7)的引出端子相连接的将电信号转变为光信号的转换器盒体(8)设置在箱体(4)内，处于地电位，盒体(8)内包括输入缓冲电路，模拟处理电路，A/D数模变换电路，电光转换电路，CPU及供给转换器的电源和输出端子(8″)。

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