CN208125797U - 一种基于电阻分压的电子式组合互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种基于电阻分压的电子式组合互感器，包括：电压取样单元、电流取样单元、计量通讯单元和电源单元；其中，电压取样单元用于从高压负载导线取得电压信号经处理后给计量通讯单元；电流取样单元用于从高压负载导线取得电流信号经处理后给计量通讯单元；计量通讯单元用于对电压信号和电流信号进行处理得到电量数据并发送；电源单元用于从高压负载导线取得电压信号，并输送给计量通讯单元用作工作电压。本实用新型提供的基于电阻分压的电子式电压互感器，直接连接于高压电网，高压部分与计量单元整体优化设计，省掉了互感器及中间连接导线，提高了计量精度，节约空间、节能节材；提高供电系统的安全；并可节约防窃电成本。

Description

一种基于电阻分压的电子式组合互感器

技术领域

本实用新型实施例涉及电力测量技术领域，具体为一种基于电阻分压的电子式组合互感器。

背景技术

随着电力系统的发展，以信息化、自动化、互动化为重要特征的智能电网得到普便认可。智能电网建设中，电子技术和微机测量保护技术得到广泛应用，为二次测量仪表、继电保护、自动控制装置提供测量和保护信号的互感器中采用非电磁原理的电子式互感器越来越多。目前随着国民经济的发展，电能的用量越来越大，电能表作为电能计量的重要计量器具涉及供用电双方的利益，它的计量准确、公正非常重要。因此，作为智能电网重要组成部分的电子式互感器应当充分体现“低损耗、节能环保、高效、经济、性能稳定可靠和小型化”的特点和需求。

传统的高压计量装置采用互感器与电能表加连接导线组成，存在如下弊端：互感器、电能表分别设计，性能匹配性差；互感器体积大、耗能、耗材，特别是电磁式电压互感器易产生铁磁谐振造成烧毁，严重影响供电系统安全；互感器、电能表的精度分别校验，组合到一块后计量装置的精度不能唯一确定；互感器与电能表之间需有导线连接，存在人为因素影响整体计量精度的问题。

实用新型内容

为解决高压电能计量装置存在的问题，本实用新型实施例提供一种基于电阻分压的电子式组合互感器。

本实用新型实施例提供一种基于电阻分压的电子式组合互感器，包括：电压取样单元、电流取样单元、计量通讯单元和电源单元；其中，所述电压取样单元的输入端直接与高压负载导线连接，输出端与所述计量通讯单元连接，用于从所述高压负载导线取得电压信号，经处理后输送给所述计量通讯单元；所述电流取样单元的输入端直接与高压负载导线连接，输出端与所述计量通讯单元连接，用于从所述高压负载导线取得电流信号，经处理后输送给所述计量通讯单元；所述计量通讯单元的输入端分别与所述电压取样单元和所述电流取样单元连接，用于从所述电压取样单元获取电压信号，从所述电流取样单元获取电流信号，对所述电压信号和所述电流信号进行处理得到电量数据，并发送所述电量数据；所述电源单元的输入端直接与高压负载导线连接，输出端与所述计量通讯单元连接，用于从所述高压负载导线取得电压信号，并输送给所述计量通讯单元用作工作电压。

进一步地，所述电压取样单元包括两个高压电阻R，其中一个高压电阻R两端分别与高压线A相和高压线B相连接，另一个高压电阻R两端分别与高压线B相和高压线C相连接，所述两个高压电阻R的低压臂均连接一传感单元，所述传感单元的初级线圈一端与对应高压电阻R的中间抽头连接，另一端与高压线B相连接，所述传感单元的次级线圈两端与所述计量通讯单元连接。

进一步地，所述电压取样单元包括三个高压电阻R，所述三个高压电阻R的一端分别与高压线A相、高压线B相和高压线C相连接，所述三个高压电阻R的另一端均与中性线连接，所述三个高压电阻R的低压臂均连接一传感单元，所述传感单元的初级线圈一端与对应高压电阻R的中间抽头连接，另一端与中性线连接，所述传感单元的次级线圈两端则与所述计量通讯单元连接。

进一步地，所述电流取样单元包括第一LPCT线圈和第二LPCT线圈，所述第一LPCT线圈和第二LPCT线圈的一次绕组为穿心式，高压线A相穿过所述第一LPCT线圈的铁芯，高压线C相穿过所述第二LPCT线圈的铁芯，所述第一LPCT线圈和所述第二LPCT线圈的二次绕组与所述计量通讯单元连接。

进一步地，所述电流取样单元还包括第三LPCT线圈，所述第三LPCT线圈的一次绕组为穿心式，高压线B相穿过所述第三LPCT线圈的铁芯，所述第三LPCT线圈的二次绕组与所述计量通讯单元连接。

进一步地，所述传感单元为电压传感器或微型电压互感器。

进一步地，所述电源单元包括电源线圈及整流稳压模块，高压负载导线从所述电源线圈的过线孔穿过，所述电源线圈的输出端与所述整流稳压模块的输入端连接，所述整流稳压模块的输出端与所述计量通讯单元连接。

进一步地，所述基于电阻分压的电子式组合互感器，还包括屏蔽均压环，所述屏蔽均压环嵌置融合在一次导线过线孔的内壁。

进一步地，所述计量通讯单元包括通讯模块，所述通讯模块用于发送所述电量数据；所述通讯模块包括RF模块和GPRS模块，所述RF模块用于本地读取所述电量数据；所述GPRS模块用于远程发送所述电量数据给控制中心。

进一步地，所述基于电阻分压的电子式组合互感器采用APG压铸工艺制作环氧树脂内绝缘体，所述环氧树脂内绝缘体外包硅橡胶。

本实用新型提供的基于电阻分压的电子式组合互感器，直接连接于高压电网，高压部分与计量单元整体优化设计，直接显示电量，省掉了互感器及中间连接导线，利于精度校验和减少了人为因素的影响，提高了计量精度，并且节约空间、节能节材；相间呈高阻抗无铁磁谐振，过电压时不会出现电压互感器铁芯饱和现象，确保了供电系统的安全；高压表安装在高压线路上可有效防止窃电现象发生，节约防窃电成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的基于电阻分压的电子式电压互感器的正视结构及局部剖视示意图；

图2为图1中的A-A剖视结构示意图；

图3为图1中的B-B剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的基于电阻分压的电子式电压互感器的俯视结构示意图；

1-外绝缘壳体；2-内绝缘体；3-电流取样单元；

4-电源单元；5-屏蔽均压环；6-电压取样单元；

7-计量通讯单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以应用于ZW32开关为例，图1为本实用新型实施例提供的基于电阻分压的电子式电压互感器的正视结构及局部剖视示意图；图2为图1中的A-A剖视结构示意图；图3为图1中的B-B剖视结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的基于电阻分压的电子式电压互感器的俯视结构示意图。如图1、图2、图3、图4所示，所述基于电阻分压的电子式组合互感器包括电压取样单元6、电流取样单元3、计量通讯单元7和电源单元4，其中所述电压取样单元6的输入端直接与高压负载导线连接，所述电压取样单元6的输出端与所述计量通讯单元3连接，所述电压取样单元1用于从所述高压负载导线取得电压信号，经处理后输送给所述计量通讯单元7；其中，所述电压取样单元1用于从所述高压负载导线取得电压信号，包括经电阻分压、传感隔离、电磁屏蔽和防静电处理后输送给所述计量通讯单元7。

所述电流取样单元3的输入端直接与高压负载导线连接，所述电流取样单元3的输出端与所述计量通讯单元7连接，所述电流取样单元3用于从所述高压负载导线取得电流信号，经处理后输送给所述计量通讯单元7；其中，所述电流取样单元3用于从所述高压负载导线取得电流信号，包括经高低压隔离、电磁屏蔽和防静电处理后输送给所述计量通讯单元7。

所述计量通讯单元7的输入端分别与所述电压取样单元6和所述电流取样单元3连接，用于从所述电压取样单元6获取电压信号，从所述电流取样单元3获取电流信号，对所述电压信号和所述电流信号进行处理得到电量数据，并发送所述电量数据；

所述电源单元4的输入端直接与高压负载导线连接，输出端与所述计量通讯单元7连接，用于从所述高压负载导线取得电压信号，并输送给所述计量通讯单元7用作工作电压。

所述基于电阻分压的电子式组合互感器还包括外绝缘壳体1和内绝缘体2。

本实用新型提供的基于电阻分压的电子式组合互感器，直接连接于高压电网，高压部分与计量单元整体优化设计，直接显示电量，省掉了互感器及中间连接导线，利于精度校验和减少了人为因素的影响，提高了计量精度，并且节约空间、节能节材；相间呈高阻抗无铁磁谐振，过电压时不会出现电压互感器铁芯饱和现象，确保了供电系统的安全；高压表安装在高压线路上可有效防止窃电现象发生，节约防窃电成本。

由于电力系统高压架空线路一般采用三相三线制，可以采用二瓦计法测量三相电路的功率。进一步地，基于上述实施例，本实用新型提供的用于三相三线制线路的基于电阻分压的电子式组合互感器的电压取样单元6的结构如下：所述电压取样单元6包括两个高压电阻R，其中一个高压电阻R两端分别与高压线A相和高压线B相连接，另一个高压电阻R两端分别与高压线B相和高压线C相连接，所述两个高压电阻R的低压臂均连接一传感单元，所述传感单元的初级线圈一端与对应高压电阻R的中间抽头连接，另一端与高压线B相连接，所述传感单元的次级线圈两端与所述计量通讯单元7连接。

其中高压电阻R用于分压，所述高压电阻的低压臂由所述高压电阻的中间抽头与所述高压电阻的低压一侧构成。本实施例中，所述高压电阻的低压臂由所述高压电阻的中间抽头与高压线B相构成。所述高压电阻R的中间抽头的位置由分压比例确定。所述传感单元可用于防止高压电阻R被击穿时，高压电直接作用于计量通讯单元7上，以实现二次保护。另外，与普通高压电阻分压不同，在高压电阻低压臂侧采用传感结构，既实现了高低压隔离，又克服了电阻分压屏蔽处理复杂，高低压隔离困难、分压器易受对地杂散电容影响的问题。

进一步地，基于上述实施例，本实用新型提供的用于三相四线制线路的基于电阻分压的电子式组合互感器的电压取样单元6的结构如下：所述电压取样单元6包括三个高压电阻R，所述三个高压电阻R的一端分别与高压线A相、高压线B相和高压线C相连接，所述三个高压电阻R的另一端均与中性线连接，所述三个高压电阻R的低压臂均连接一传感单元，所述传感单元的初级线圈一端与对应高压电阻R的中间抽头连接，另一端与中性线连接，所述传感单元的次级线圈两端则与所述计量通讯单元7连接。

其中高压电阻R用于分压，所述高压电阻的低压臂由所述高压电阻的中间抽头与所述高压电阻的低压一侧构成。本实施例中，所述高压电阻的低压臂由所述高压电阻的中间抽头与中性线构成。所述传感单元可用于防止高压电阻R被击穿时，高压电直接作用于计量通讯单元3上，以实现二次保护。

进一步地，基于上述实施例，本实用新型实施例提供的用于三相三线制线路的基于电阻分压的电子式组合互感器中的电流取样单元3的结构如下：所述电流取样单元3包括第一LPCT线圈和第二LPCT线圈，所述第一LPCT线圈和第二LPCT线圈的一次绕组为穿心式，高压线A相穿过所述第一LPCT线圈的铁芯，高压线C相穿过所述第二LPCT线圈的铁芯，所述第一LPCT线圈和所述第二LPCT线圈的二次绕组与所述计量通讯单元7连接。

所述第一LPCT线圈和第二LPCT线圈本身具有高低压隔离功能，且外部具有屏蔽层材料，能够防止电磁干扰引起的波动，进一步提高计量精度。

进一步地，基于上述实施例，本实用新型实施例提供的用于三相四线制线路的基于电阻分压的电子式组合互感器中的电流取样单元3的结构如下：所述电流取样单元3包括第一LPCT线圈、第二LPCT线圈和第三LPCT线圈，所述第一LPCT线圈、所述第二LPCT线圈和所述第三LPCT线圈的一次绕组为穿心式，高压线A相穿过所述第一LPCT线圈的铁芯，高压线C相穿过所述第二LPCT线圈的铁芯，高压线B相穿过所述第三LPCT线圈的铁芯，所述第一LPCT线圈、所述第二LPCT线圈和所述第三LPCT线圈的二次绕组与所述计量通讯单元7连接。

所述第一LPCT线圈、所述第二LPCT线圈和所述第三LPCT线圈本身具有高低压隔离功能，且外部具有屏蔽层材料，能够防止电磁干扰引起的波动，进一步提高计量精度。

进一步地，基于上述实施例，所述传感单元为电压传感器或微型电压互感器。

进一步地，基于上述实施例，所述电源单元4包括电源线圈及整流稳压模块，高压负载导线从所述电源线圈的过线孔穿过，所述电源线圈的输出端与所述整流稳压模块的输入端连接，所述整流稳压模块的输出端与所述计量通讯单元7连接。所述电源单元4用于从高压负载导线处取得电压信号，经整流稳压后输送给计量通讯单元7用作工作电压。

进一步地，基于上述实施例，所述基于电阻分压的电子式组合互感器，还包括屏蔽均压环5，所述屏蔽均压环嵌置融合在一次导线过线孔的内壁。所述屏蔽均压环可以起到屏蔽和均匀电场的作用，可降低局部放电量，改善电气性能。

进一步地，基于上述实施例，所述计量通讯单元7包括通讯模块，所述通讯模块用于发送所述电量数据；所述通讯模块包括RF模块和GPRS模块，所述RF模块用于本地读取所述电量数据；所述GPRS模块用于远程发送所述电量数据给控制中心。

所述RF模块，用于读取所述电量数据，可实现采用RF(射频)本地读取电量。计量通讯单元7采用GPRS远程通信，方便集中管理，符合智能电网发展要求。

进一步地，基于上述实施例，所述基于电阻分压的电子式组合互感器采用APG压铸工艺制作环氧树脂内绝缘体，所述环氧树脂内绝缘体外包硅橡胶。压铸成型的电压互感器内应力低，固化物致密，性能一致，不容易脱胶开裂。

需要说明的是，本实用新型实施例不限定所应用的开关。

本实用新型提供的基于电阻分压的电子式组合互感器，高压部分与计量通讯单元整体优化设计，直接显示电量，省掉了互感器及中间连接导线，提高测量精度，节约空间、节能节材；相间呈高阻抗无铁磁谐振，过电压时不会出现电压互感器铁芯饱和现象，确保了供电系统的安全；与普通高压电阻分压不同，在高压电阻低压臂侧采用传感结构，既实现了高低压隔离，又克服了电阻分压屏蔽处理复杂，高低压隔离困难、分压器易受对地杂散电容影响的问题；安装在高压线路上可有效防止窃电现象发生，节约防窃电成本；计量终端采用GPRS远程通信，本地采用RF读取电量，方便集中管理，符合智能电网发展要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，包括：电压取样单元、电流取样单元、计量通讯单元和电源单元；

其中，所述电压取样单元的输入端直接与高压负载导线连接，输出端与所述计量通讯单元连接，用于从所述高压负载导线取得电压信号，经处理后输送给所述计量通讯单元；

所述电流取样单元的输入端直接与高压负载导线连接，输出端与所述计量通讯单元连接，用于从所述高压负载导线取得电流信号，经处理后输送给所述计量通讯单元；

所述计量通讯单元的输入端分别与所述电压取样单元和所述电流取样单元连接，用于从所述电压取样单元获取电压信号，从所述电流取样单元获取电流信号，对所述电压信号和所述电流信号进行处理得到电量数据，并发送所述电量数据；

所述电源单元的输入端直接与高压负载导线连接，输出端与所述计量通讯单元连接，用于从所述高压负载导线取得电压信号，并输送给所述计量通讯单元用作工作电压。

2.根据权利要求1所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，所述电压取样单元包括两个高压电阻R，其中一个高压电阻R两端分别与高压线A相和高压线B相连接，另一个高压电阻R两端分别与高压线B相和高压线C相连接，所述两个高压电阻R的低压臂均连接一传感单元，所述传感单元的初级线圈一端与对应高压电阻R的中间抽头连接，另一端与高压线B相连接，所述传感单元的次级线圈两端与所述计量通讯单元连接。

3.根据权利要求1所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，所述电压取样单元包括三个高压电阻R，所述三个高压电阻R的一端分别与高压线A相、高压线B相和高压线C相连接，所述三个高压电阻R的另一端均与中性线连接，所述三个高压电阻R的低压臂均连接一传感单元，所述传感单元的初级线圈一端与对应高压电阻R的中间抽头连接，另一端与中性线连接，所述传感单元的次级线圈两端则与所述计量通讯单元连接。

4.根据权利要求1所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，所述电流取样单元包括第一LPCT线圈和第二LPCT线圈，所述第一LPCT线圈和第二LPCT线圈的一次绕组为穿心式，高压线A相穿过所述第一LPCT线圈的铁芯，高压线C相穿过所述第二LPCT线圈的铁芯，所述第一LPCT线圈和所述第二LPCT线圈的二次绕组与所述计量通讯单元连接。

5.根据权利要求4所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，所述电流取样单元还包括第三LPCT线圈，所述第三LPCT线圈的一次绕组为穿心式，高压线B相穿过所述第三LPCT线圈的铁芯，所述第三LPCT线圈的二次绕组与所述计量通讯单元连接。

6.根据权利要求2或3所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，所述传感单元为电压传感器或微型电压互感器。

7.根据权利要求1所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，所述电源单元包括电源线圈及整流稳压模块，高压负载导线从所述电源线圈的过线孔穿过，所述电源线圈的输出端与所述整流稳压模块的输入端连接，所述整流稳压模块的输出端与所述计量通讯单元连接。

8.根据权利要求1所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，还包括屏蔽均压环，所述屏蔽均压环嵌置融合在一次导线过线孔的内壁。

9.根据权利要求1所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，所述计量通讯单元包括通讯模块，所述通讯模块用于发送所述电量数据；

所述通讯模块包括RF模块和GPRS模块，所述RF模块用于本地读取所述电量数据；所述GPRS模块用于远程发送所述电量数据给控制中心。

10.根据权利要求1所述的基于电阻分压的电子式组合互感器，其特征在于，基于电阻分压的电子式组合互感器采用APG压铸工艺制作环氧树脂内绝缘体，所述环氧树脂内绝缘体外包硅橡胶。