CN206806130U - 基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，包括金属外壳和绝缘套管，金属外壳与绝缘套管连接，所述金属外壳设置在变压器高压侧；低压电容臂设置在信号处理模块中，与信号处理模块连接；所述高压电容臂与低压电容臂串联；所述绝缘套管内设置至少一组高压电容臂，所述信号处理模块与高压电容臂连接，所述高压电容臂连接二次仪表设备。本实用新型降低了高压、超高压互感器的绝缘处理难度，提高了中高压及超高压互感器的运行稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电压互感器，尤其涉及一种基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器。
背景技术
互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。为实现电力系统电气参数的测量、计量或继电保护，需要将系统高电压的电流和电压按比例采集转换为标准低电压或数字信号，便于相应二次仪表的标准化。
现在中、低压电力系统多采用基于电磁感应原理的电磁式组合互感器，高压电力系统采用单独的电磁式电流互感器和电压互感器做功能组合，实现组合互感器功能。随着我国电网智能化改造进程的不断推进，以及超高电压输变电项目的建设，对电力系统电源质量监测设备的智能化、数字化及稳定性能提出新的要求，传统电磁式组合互感器因绝缘结构的限制很难实现。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，降低高压、超高压互感器的绝缘处理难度，提高了中高压及超高压互感器的运行稳定性。
本实用新型采用以下技术方案：
一种基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，其中，包括金属外壳和绝缘套管，金属外壳与绝缘套管连接，所述金属外壳设置在变压器高压侧；所述金属外壳内设置低负荷线圈、电流测量线圈、电源线圈、电源管理模块、信号处理模块和高压导电杆，所述高压导电杆设置在低负荷线圈、电流测量线圈和电源线圈内，所述电源线圈与电源管理模块连接，所述低负荷线圈、电流测量线圈分别连接信号处理模块；低压电容臂设置在信号处理模块中，与信号处理模块连接；所述高压电容臂与低压电容臂串联；所述绝缘套管内设置至少一组高压电容臂，所述信号处理模块与高压电容臂连接，所述高压电容臂连接二次仪表设备；所述高压电容臂包括金属罐体、金属罩、绝缘支柱和屏蔽罩，所述屏蔽罩内同轴设置金属罩和金属罐体，所述金属罐体经绝缘支柱设置在金属罩内。
优选的，所述高压电容臂为两组。
优选的，所述信号处理模块与高压电容臂光纤连接或无线连接。
优选的，所述高压电容臂光纤连接或无线连接二次仪表设备。
优选的，所述金属外壳为非导磁材质金属外壳。
优选的，所述高压电容臂与绝缘套管之间设置绝缘介质层。
优选的，所述高压电容臂内设置绝缘介质层。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型的电流、电压信号的采集以及数字化处理均在高压侧完成，绝缘方式处理更加简便，电气稳定性得到大幅提高，且可输出符合标准要求的数字信号或模拟信号，更加便于实现二次设备智能化。
本实用新型电子式组合互感器通过同轴电容分压及低负荷线圈的组合应用，采集的电源信号从高压侧转换为数字信号，并通过光纤及无线传送到低压侧二次设备。本实用新型在实现高压电力系统电源信息采集的数字化，便于智能化电气设备应用的同时，降低了高压、超高压互感器的绝缘处理难度，提高了中高压及超高压组合互感器的运行稳定性。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的电路原理示意图；
图中：1-低负荷线圈；2-电流测量线圈；3-电源线圈；4-电源管理模块；5-信号处理模块；6-金属外壳；7-高压导电杆；8-金属罐体；9-金属罩；10-光纤；11-绝缘支柱；12-二次仪表设备；13-液体绝缘介质层；14-绝缘套管；15-屏蔽罩；16-低压电容器。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，包括金属外壳6和绝缘套管，金属外壳5与绝缘套管连接，金属外壳5设置在变压器高压侧。金属外壳5内设置低负荷线圈1、电流测量线圈2、电源线圈3、电源管理模块4、信号处理模块5和铜质的高压导电杆7，高压导电杆7设置在低负荷线圈1、电流测量线圈2和电源线圈3内。电源线圈3与电源管理模块4连接，低负荷线圈1、电流测量线圈2分别连接信号处理模块5；低压电容臂设置在信号处理模块5中，与信号处理模块5连接。高压电容臂为两组。
高压电容臂与低压电容臂串联；绝缘套管内设置至少一组高压电容臂，信号处理模块5与高压电容臂连接，高压电容臂连接二次仪表设备12；高压电容臂包括金属罐体8、金属罩9、绝缘支柱11和屏蔽罩15，屏蔽罩15内同轴设置金属罩9和金属罐体8，金属罐体8经绝缘支柱11设置在金属罩9内。
信号处理模块5与高压电容臂光纤10连接或无线连接，高压电容臂光纤10连接或无线连接二次仪表设备12。金属外壳6为非导磁材质金属外壳。高压电容臂与绝缘套管之间设置液体绝缘介质层，高压电容臂内设置液体绝缘介质层。
电流信号部分采用一组低负荷电流线圈，出线端并联高精度采样电阻。电压信号及电流信号经由模数转换模块、光电转换模块等组成的信息处理器，转换为标准值的数字信号，经由光纤10或无线信号传送至相关二次仪表设备12。
电源通过一组由电流感应线圈，并联于低压电容臂的电阻器、电感器或电容器以及电源管理模块构成的电源采集器提供。以上低压电容臂、电压采样器、低负荷线圈、数模光电转换模块、电源采集器等均装配于非导磁材质的金属外壳中，安装于设备的高压侧，因与高压侧处于等电位，不必做绝缘处理。
同轴电容器安装与高压绝缘套管内，光纤经过同轴电容的中心孔于低电位二次仪表设备连接，整体通过充灌绝缘气体、或充灌变压器油、或充灌绝缘硅脂、或固体绝缘固封等方法实现绝缘处理，因同轴电容的结构为完全电气隔离，光纤本身不具备导电性，其运行的电气稳定性得到了有效保障。为保证同轴电容不被外部磁场、电场或其它因素干扰，在罐形同轴电容器外采用法拉第笼或罐式结构予以屏蔽。
如图2所示，低负荷线圈1和Rogowski线圈采集高压侧电流信号，分别作为计量和保护用。电源线圈3通过电磁感应从一次侧取能，经电源管理模块4整流及储能，为信号处理模块5提供电能。金属罐体8安装在金属罩9内，金属罐体8与金属罩9之间用绝缘支柱11隔离，组成为罐式同轴电容器。一个或一组串联的同轴电容，为屏蔽外部电磁场及高压电场等干扰，高压电容臂装于屏蔽罩15内，组成高压电容臂。高压电容臂安装于序14绝缘套管内，并灌充绝缘介质层13，该绝缘介质层13可以是绝缘硅脂或变压器油等液体绝缘介质层，或SF6或复合气体绝缘介质层，实现高低压绝缘隔离。
高压电容臂与处于高压侧的低压电容器16串联，连接系统高压与地电位，根据电容分压原理采集电压信号。电流信号及电压信号由信号处理模块5，经积分处理数模转换为标准格式的数字信号，经由光纤10及无线传送至处于低压侧的二次仪表设备12。
本实用新型电子式组合互感器通过同轴电容分压及低负荷线圈的组合应用，采集的电源信号从高压侧转换为数字信号，并通过光纤及无线传送到低压侧二次设备。本实用新型在实现高压电力系统电源信息采集的数字化，便于智能化电气设备应用的同时，降低了高压、超高压互感器的绝缘处理难度，提高了中高压及超高压组合互感器的运行稳定性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，其特征在于：包括金属外壳和绝缘套管，金属外壳与绝缘套管连接，所述金属外壳设置在设备的高压侧；所述金属外壳内设置低负荷线圈、电流测量线圈、电源线圈、电源管理模块、信号处理模块和高压导电杆，所述高压导电杆设置在低负荷线圈、电流测量线圈和电源线圈内，所述电源线圈与电源管理模块连接，所述低负荷线圈、电流测量线圈分别连接信号处理模块；低压电容臂设置在信号处理模块中，与信号处理模块连接；所述高压电容臂与低压电容臂串联；所述绝缘套管内设置至少一组高压电容臂，所述信号处理模块与高压电容臂连接，所述高压电容臂连接二次仪表设备；所述高压电容臂包括金属罐体、金属罩、绝缘支柱和屏蔽罩，所述屏蔽罩内同轴设置金属罩和金属罐体，所述金属罐体经绝缘支柱设置在金属罩内。
2.根据权利要求1所述的基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，其特征在于：所述高压电容臂为两组。
3.根据权利要求1所述的基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，其特征在于：所述信号处理模块与高压电容臂光纤连接或无线连接。
4.根据权利要求1所述的基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，其特征在于：所述高压电容臂光纤连接或无线连接二次仪表设备。
5.根据权利要求1所述的基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，其特征在于：所述金属外壳为非导磁材质金属外壳。
6.根据权利要求1所述的基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，其特征在于：所述高压电容臂与绝缘套管之间设置绝缘介质层。
7.根据权利要求6所述的基于同轴电容及低负荷线圈的电子式组合互感器，其特征在于：所述高压电容臂内设置绝缘介质层。
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