CN206618851U - 一种电压互感器带电校验系统 - Google Patents
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Abstract
一种电压互感器带电校验系统，包括检验仪、光学传感头、电磁屏蔽壳体。标准电压互感器采用同轴电容器分压结构，标准电压互感器通过导杆与接线夹相连。光学传感头分别与同轴电容器的两极板相连，所述同轴电容器、光学传感头置于电磁屏蔽壳体内部，标准电压互感器测量信号通过信号处理、光电转换后同检验仪相连。本实用新型一种电压互感器带电校验系统，相对于电磁式的标准电压互感器而言，大大减小了其体积和运输成本。同时数字输出直接把输出信号传给校验仪，减少了把模拟信号转变成数字信号的环节。
Description
技术领域
本实用新型一种电压互感器带电校验系统，用于对变电站中的电压互感器在不停电的状态下进行校验。
背景技术
电压互感器是连接一次设备和二次设备的重要电力装置，其正常运行与否对电能质量的监测和继电保护装置的正常运行有着重要的影响。而目前随着电压等级的升高，传统的电磁式的电压互感器由于体积笨重、绝缘困难、易产生铁磁谐振等缺点，逐步被电子式电压互感器所代替。但由于电子式电压互感器由于技术尚未成熟，其运行的可靠性和稳定性难以保证，这就需要更加校验装置定期或者不定期的对其性能进行校验，以保证其能够正常运行。
而目前，对电压互感器的校验大多仍然是把被校互感器退出运行后，用升压器等设备升到特定的电压，再用标准互感器对其进行校验。这种停电校验存在诸多缺点：一是操作复杂，线路中断运行给供电公司和用户带来的诸多不便；二是不利于设备的最优化利用，有些设备尽管到了定期校验的时间，但性能依然良好，无需校验仍可正常运行较长的时间，而有些设备未到定期校验时间就已经出现故障，由于不能及时发现，将会给电能计量造成较大的损失。因此，就需要研制能对这类装置进行不停电状态下进行校验的设备。中国专利CN102645643A提出了一种在线校验的方法，采用自动升降装置把标准互感器与输电导线相接，但依然用的是电磁式电压互感器作为标准互感器，当电压等级较高时，标准互感器的体积会随之增大，给搬运带来困难。
发明内容
针对目前电压互感器校验技术存在的不足，本实用新型提供一种电压互感器带电校验系统，采用同轴电容作为分压单元，把基于Pockles效应的光学传感头作为传感单元，并对此传感单元采用自愈式的双光路设计，提高其抗外界干扰的能力和运行的稳定性。相对于电磁式的标准电压互感器而言，大大减小了其体积和运输成本。同时数字输出直接把输出信号传给校验仪，减少了把模拟信号转变成数字信号的环节。
本实用新型采取的技术方案为：
一种电压互感器带电校验系统，包括检验仪、光学传感头、电磁屏蔽壳体。标准电压互感器采用同轴电容器分压结构，标准电压互感器通过导杆与接线夹相连。现场校验操作时可通过绝缘杆，打开接线夹，把整个标准电压互感器夹在导线上，使导杆与被测导线具有等电位。
光学传感头分别与同轴电容器的两极板相连，所述同轴电容器、光学传感头置于电磁屏蔽壳体内部，标准电压互感器测量信号通过信号处理、光电转换后同检验仪相连。
所述同轴电容器内极板和导杆所形成的电容、以及同轴电容器固有电容之间组成两级电容串联分压结构。降低光学电压传感头所承受的电压。
所述同轴电容器内部封闭且充入SF6作为电介质，且其外极板设有接地端子，工作时接地，保证外极板地电位；电磁屏蔽壳体上留有接地端子。
所述电磁屏蔽壳体，由电磁屏蔽材料制成，为圆柱体状，半径比同轴电容器的外径大
所述光学传感头为基于Pockels效应的光学传感头，该光学传感头采用自愈式结构，设置参考光路，双折射晶体采用BGO晶体；参考光路所采用的BGO晶体和光学器件与测量光路完全一样。保证参考光路与测量光路具有相同的系统灵敏度和系统初始误差，得到误差系数，对原光路进行补偿，减小外界干扰带来的误差。
所述光学传感头通过光电转换装置、数据处理装置连接光纤的一端，光电转换装置和数据处理装置对原始的光信号处理后，通过光纤把信号传出。
所述光纤另一端与检验仪第一接口a相连，检验仪的第二接口b与被校互感器所接的合并单元相连，获得被校互感器的数据，检验仪的第三接口c与数据控制中心相连接。
校验时，通过采集标准电压互感器和被校电压互感器的测量数据并对其进行对比，实现对被校电压互感器的校验。
所述光纤包括同步光纤、信号传输光纤，同步光纤用于保证检验仪对两互感器同一时刻的测量数据进行对比，信号传输光纤用于对信号的传输。
本实用新型一种电压互感器带电校验系统，技术效果如下：
1)、标准互感器传感部分采用光学传感头，相对于传统的电磁式电压互感器，大大减小了其体积，容易搬运和移动，降低了操作的复杂性。
2)、光学传感头上所加的电压是导线上的电压，经过同轴电容器以及同轴电容内极板同导杆所形成的电容串联分压后的电压，大大减小了加在光学晶体上的电压，增加了该光学传感头的耐压能力，有利于该标准互感器运用于更高的电压等级中。
3)、该标准互感器由于体积小重量轻，在进行校验时可用绝缘操作杆打开接线夹，直接把该标准互感器接入电网，实现在不停电的情况下对被校互感器进行校验。简化了校验流程，缩短了校验周期，避免了线路停电造成的损失。
4)、该标准电压互感器的输出信号，以光纤的形式传入到校验仪中，工作人员在地面操作，远离高压可确保安全性。
5)、光学传感头采用双光路自愈式结构，设置相同元件参数组成的参考光路，运用参考光路获得的参数对测量光路进行补偿，有利于提高标准电压互感器的准确性和稳定性。
附图说明
图1为本实用新型在线校验系统的整体结构示意图。
图2为本实用新型的光学传感头双光路的内部结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种电压互感器带电校验系统，由校验仪1，同轴电容器2，光学传感头3，电磁屏蔽壳体4，穿入同轴电容器2的导杆5，接线夹6，光纤7和同轴电容外极板的接地端子8构成。光学传感头3接在同轴电容2内极板和外极板之间，且都放置于电磁屏蔽外壳4的内部。光学传感头3以光纤7与校验仪1相连。
所述同轴电容器2的极板选用温度膨胀系数低的不锈钢(温度膨胀系数为1.2×10-5/℃)作为材料，使电容值对温度变化不敏感，保证温度稳定性。厚度为2mm，制作时保证同轴电容器不偏心，并选用SF6作为电介质，使电容值在100pF-250pF之间，且在外极板上有接地端子8，工作时接地端子8接地。
所述接线夹6与导杆5相连，导杆5有导电良好的金属材料制成，导杆5穿过同轴电容器2轴心，当校验时，把接线夹6直接夹在到导线上，使导杆5与导线等电位。
所述电磁屏蔽壳体4，由电磁屏蔽材料制成，为圆柱体状，半径比同轴电容器2的外径大，保证信号处理装置和光学传感头3放置在其中，使其免受电磁干扰。
所述光学传感头3由性能稳定的光源(超辐射发光二极管光源)、准直透镜、起偏器、λ/4波片、检偏器、光电检测和光电转换装置和信号处理装置组成，如图2所示。且此部分含有2个光路一个光路作为参考光路，获得补偿系数，对测量光路进行补偿。
所述校验仪1通过光纤7与标准互感器和被校互感器相连，校验仪1采集到标准互感器和被校互感器的测量数据后，在校验仪1中对数据进行比对处理，测算出被校互感器的比差和角差。
光纤7为传输测量数据和同步信号触发信号，保证校验仪1对同一时刻的两互感器的测量数据进行对比，保证校验的准确性。
光学传感头3通过Pockels效应的原理实现对电压的测量，校验仪1通过采集标准电压互感器和被校电压互感器的数据进行比较，实现对被校电压互感器的校验。
本实用新型一种电压互感器带电校验系统，由于采用同轴电容器2和光学传感头3作为传感单元，具有原理和结构简单、体积小、重量轻等优点，非常适合现场在线校验使用。且通过同轴电容器2分压，使之能够用于较高电压等级中，不存在绝缘困难等问题。
Claims (8)
1.一种电压互感器带电校验系统，包括检验仪（1）、光学传感头（3）、电磁屏蔽壳体（4），其特征在于：标准电压互感器采用同轴电容器（2）分压结构，标准电压互感器通过导杆（5）与接线夹（6）相连，光学传感头（3）分别与同轴电容器（2）的两极板相连，所述同轴电容器（2）、光学传感头（3）置于电磁屏蔽壳体（4）内部，标准电压互感器测量信号通过信号处理、光电转换后同检验仪（1）相连。
2.根据权利要求1所述一种电压互感器带电校验系统，其特征在于：所述同轴电容器（2）内极板和导杆（5）所形成的电容、以及同轴电容器（2）固有电容之间组成两级电容串联分压结构。
3.根据权利要求1所述一种电压互感器带电校验系统，其特征在于：所述同轴电容器（2）内部封闭且充入SF6作为电介质，且其外极板设有接地端子（8），工作时接地，保证外极板地电位；电磁屏蔽壳体（4）上留有接地端子。
4.根据权利要求1所述一种电压互感器带电校验系统，其特征在于：所述电磁屏蔽壳体（4），由电磁屏蔽材料制成，为圆柱体状，半径比同轴电容器（2）的外径大。
5.根据权利要求1所述一种电压互感器带电校验系统，其特征在于：所述光学传感头（3）为基于Pockels效应的光学传感头，该光学传感头采用自愈式结构，设置参考光路，双折射晶体采用BGO晶体；参考光路所采用的BGO晶体和光学器件与测量光路完全一样。
6.根据权利要求1所述一种电压互感器带电校验系统，其特征在于：所述光学传感头（3）通过光电转换装置、数据处理装置连接光纤（7）的一端，光电转换装置和数据处理装置对原始的光信号处理后，通过光纤（7）把信号传出。
7.根据权利要求6所述一种电压互感器带电校验系统，其特征在于：所述光纤（7）另一端与检验仪（1）第一接口（a）相连，检验仪（1）的第二接口（b）与被校互感器所接的合并单元相连，获得被校互感器的数据，检验仪（1）的第三接口（c）与数据控制中心相连接。
8.根据权利要求6所述一种电压互感器带电校验系统，其特征在于：所述光纤（7）包括同步光纤、信号传输光纤，同步光纤用于保证检验仪（1）对两互感器同一时刻的测量数据进行对比，信号传输光纤用于对信号的传输。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108254640A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-06 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于多参量叠加模拟的电子式互感器性能试验系统 |
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2017
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