CN219716650U - 一种电容式、电阻式并用的电压互感器 - Google Patents
一种电容式、电阻式并用的电压互感器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种电容式、电阻式并用的电压互感器，包括线路额定电源、电容分压器、电阻分压器、电磁设备单元和数据采集处理单元；所述电容分压器与电阻分压器采用并联接法，经过电磁设备单元最后与数据采集处理单元相连。该装置解决了目前电压互感器测量精度易受频率变化影响，电容式与电阻式电压互感器测量范围有限的问题，本装置可以根据频率检测装置测量的频率数值，调整电压互感器的电抗值，从而减小电压互感器的测量误差；同时加入电容分压器与电阻分压器，并通过数据采集处理单元，对两者的测量数据进行比对，从而提高电压互感器的测量精度，并且在其一发生故障时，由另一个分压器继续保障设备正常运行，提升了电压互感器的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于电压互感器技术领域，具体涉及一种电容式、电阻式并用的电压互感器。
背景技术
电容式电压互感器由电容分压器、电磁设备单元组成，在电网中常用来检测一次测电压。其中的电磁设备对测量精度、产品稳定性影响很大。当线路的频率发生变化时，电磁设备的测量精度也会随之变化，频率每增加1%，比差增加0.04%，角差减小1.5’；反之，频率每降低1%，比差减小0.04%，角差增加1.5’，这造成了电压互感器产品的精度难以进一步提升。同时，电压互感器也可使用电阻分压，两者适用于不同的测量环境，将其置于不适合的测量环境往往会造成测量误差过大，如使用电容式电压互感器测量直流电压，因其输入阻抗不够高，产生漏电流，从而造成明显误差。且只使用其中一种分压方式的电压互感器，在分压器发生故障时，设备也受其影响故障停运，因此，需要设计一种电容式、电阻式并用的电压互感器来解决上述问题。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种电容式、电阻式并用的电压互感器，该装置解决了目前电压互感器测量精度易受频率变化影响，电容式与电阻式电压互感器测量范围有限的问题，本装置可以根据频率检测装置测量的频率数值，调整电压互感器的电抗值，从而减小电压互感器的测量误差；同时加入电容分压器与电阻分压器，并通过数据采集处理单元，对两者的测量数据进行比对，从而提高电压互感器的测量精度，并且在其一发生故障时，由另一个分压器继续保障设备正常运行，提升了电压互感器的可靠性。
本实用新型采取的技术方案为：
一种电容式、电阻式并用的电压互感器，包括线路额定电源、电容分压器、电阻分压器、电磁设备单元和数据采集处理单元；所述电容分压器与电阻分压器采用并联接法，并经过电磁设备单元最后与数据采集处理单元相连。
进一步地，所述电容分压器与电阻分压器在其一发生故障或损坏时，本互感器可以在另一分压器的支持下正常运行，起到保障功能，提高了本设备的可靠性。
进一步地，所述数据采集处理单元，可对电容分压器与电阻分压器产生的数据结果进行比对，从而减小测量误差，提高测量准确性。
优选地，所述电磁设备单元包括中间变压器和补充电抗器。
优选地，所述中间变压器包括主绕组、主二次绕组和剩余电压绕组 。
优选地，所述补充电抗器包括主绕组、控制开关和辅助绕组。
优选地，所述中间变压器中设有用于实时测量线路频率的频率检测装置，所述补充电抗器上设有辅助调节装置。
进一步地，所述辅助调节装置与频率检测装置连接并在频率检测装置的控制下实现对该电容式、电阻式并用的电压互感器的电抗值的调节，从而减小频率变化造成的测量误差，提高测量准确性。
优选地，所述辅助调节装置由控制开关与辅助绕组组成。
优选地，所述控制开关位于补充电抗器的主绕组与辅助绕组之间，并以串联的方式相连，且受频率检测装置控制。
优选地，所述剩余电压绕组以并联的方式接入主二次绕组。
优选地，所述频率检测装置以并联的方式接入剩余电压绕组。
优选地，所述频率检测装置即为频率继电器。
进一步地，所述频率检测装置根据测量的频率数据控制补充电抗器中的控制开关闭合或断开，即控制辅助绕组接入主绕组或与主绕组断开，从而实现补充电抗器中主绕组匝数的变化调节。
优选地，所述补充电抗器接入多个辅助绕组。
优选地，所述主二次绕组接入多个用于分别控制对应辅助绕组的频率继电器。
进一步地，所述数据采集处理单元包括信号放大电路、A/D转换模块、单片机模块、数据发送模块和供电模块。
本实用新型技术效果如下：
1，频率检测装置根据测量的频率数据控制辅助绕组与主绕组的连接状态，实现补充电抗器主绕组的匝数变化，从而减小了电压互感器的测量误差，降低了频率对电压互感器测量精度的影响；
2，存在多个辅助绕组与用于分别控制对应辅助绕组的频率继电器，增大了补充电抗器匝数的可调节范围，实现了电压互感器可以修正更大频率变化造成的误差。
3，电容分压器、电阻分压器、数据采集处理单元结构的建立，可对电容分压器与电阻分压器的测量数据进行比对，增大了电压互感器可测量数据的范围，提升了电压互感器的测量准确度。
4，电容分压器与电阻分压器以并联方式连接，使电压互感器在其中一台分压器故障时仍能正常运行，增强了电压互感器的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图；
图2为本实用新型数据采集处理单元连接示意图；
图中：线路额定电源1，电容分压器2，电阻分压器3，电磁设备单元4，变压器4-1，补充电抗器4-2，数据采集处理单元5。
具体实施方式
如图1~图2所示，一种电容式、电阻式并用的电压互感器，包括线路额定电源1、电容分压器2、电阻分压器3、电磁设备单元4和数据采集处理单元5；所述电容分压器2与电阻分压器3采用并联接法，并经过电磁设备单元4最后与数据采集处理单元5相连。
进一步地，所述电容分压器2与电阻分压器3在其一发生故障或损坏时，本互感器可以在另一分压器的支持下正常运行，起到保障功能，提高了本设备的可靠性。
进一步地，所述数据采集处理单元5，可对电容分压器2与电阻分压器3产生的数据结果进行比对，如在测量某一直流电压时，通过相互比对，电容分压器产生漏电流，误差较大，因此选择电阻分压器的测量数据作为最终数据，从而减小测量误差，提高测量准确性。
优选地，所述电磁设备单元包括中间变压器4-1和补充电抗器4-2。
优选地，所述中间变压器4-1包括主绕组、主二次绕组和剩余电压绕组 。
优选地，所述补充电抗器4-2包括主绕组、控制开关和辅助绕组。
优选地，所述中间变压器4-1中设有用于实时测量线路频率的频率检测装置，所述补充电抗器上设有辅助调节装置。
进一步地，所述辅助调节装置与频率检测装置连接并在频率检测装置的控制下实现对该电容式、电阻式并用的电压互感器的电抗值的调节，从而减小频率变化造成的测量误差，提高测量准确性。
优选地，所述辅助调节装置由控制开关与辅助绕组组成。
优选地，所述控制开关位于补充电抗器4-2的主绕组与辅助绕组之间，并以串联的方式相连，且受频率检测装置控制。
优选地，所述剩余电压绕组以并联的方式接入主二次绕组。
优选地，所述频率检测装置以并联的方式接入剩余电压绕组。
优选地，所述频率检测装置即为频率继电器。
进一步地，所述频率检测装置根据测量的频率数据控制补充电抗器4-2中的控制开关闭合或断开，即控制辅助绕组接入主绕组或与主绕组断开，从而实现补充电抗器4-2中主绕组匝数的变化调节。
优选地，所述补充电抗器4-2接入多个辅助绕组。
优选地，所述主二次绕组接入多个用于分别控制对应辅助绕组的频率继电器。
进一步地，所述数据采集处理单元5所需电源由供电模块提供，电容分压器2与电阻分压器3的输出分别通过电路传送给数据采集处理单元5中的信号放大电路，信号放大模块将信号放大至合适的值，信号放大模块的输出传给A/D转换模块进行处理；A/D转换器型号为ADC72，进行处理后，A/D转换模块的输出传给单片机模块进行比对，并输出最准确的数据，单片机型号为MSP430,最后单片机模块的输出通过数据发送模块发送给显示终端。
使用本电压互感器减小因频率变化造成的测量误差具体如下：当频率增加到频率继电器设定值时，控制开关断开使补充电抗器4-2主绕组匝数减小，减小了回路的电抗值，抵消了由于频率增加而减小的阻抗值，从而保证产品的测量准确度。反之，当频率降低时，应闭合控制开关，使补充电抗器4-2的匝数增加，从而增大回路电抗值。
本电容式、电阻式并用的电压互感器，存在多个辅助绕组与用于分别控制对应辅助绕组的频率继电器，增大了补充电抗器4-2匝数的可调节范围，实现了电压互感器可以修正更大频率变化造成的误差。
本实用新型通过电容分压器2、电阻分压器3、数据采集处理单元5结构的建立，可对电容分压器2与电阻分压器3的测量数据进行比对，增大了电压互感器可测量数据的范围，提升了电压互感器的测量准确度。
本电容式、电阻式并用的电压互感器，电容分压器2与电阻分压器3以并联方式连接，使电压互感器在其中一台分压器故障时仍能正常运行，增强了电压互感器的可靠性。
上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电容式、电阻式并用的电压互感器，包括线路额定电源（1）、电容分压器（2）、电阻分压器（3）、电磁设备单元（4）和数据采集处理单元（5）；其特征在于：所述电容分压器（2）与电阻分压器（3）并联后经过电磁设备单元（4）与数据采集处理单元（5）电性连接。
2.根据权利要求1所述一种电容式、电阻式并用的电压互感器，其特征在于：所述电磁设备单元包括中间变压器（4-1）和补充电抗器（4-2）；中间变压器（4-1）包括主绕组、主二次绕组和剩余电压绕组；补充电抗器（4-2）包括主绕组、控制开关和辅助绕组。
3.根据权利要求2所述一种电容式、电阻式并用的电压互感器，其特征在于：所述中间变压器（4-1）中连接有频率检测装置，补充电抗器（4-2）中连接有辅助调节装置；辅助调节装置与频率检测装置电性连接。
4.根据权利要求3所述一种电容式、电阻式并用的电压互感器，其特征在于：所述辅助调节装置由控制开关与辅助绕组组成。
5.根据权利要求4所述一种电容式、电阻式并用的电压互感器，其特征在于：所述控制开关电性连接于补充电抗器（4-2）的主绕组和辅助绕组之间，并以串联的方式相连；控制开关与频率检测装置电性连接。
6.根据权利要求2所述一种电容式、电阻式并用的电压互感器，其特征在于：所述剩余电压绕组以并联方式接入主二次绕组；频率检测装置以并联的方式接入剩余电压绕组。
7.根据权利要求3所述一种电容式、电阻式并用的电压互感器，其特征在于：所述频率检测装置包括频率继电器。
8.根据权利要求2所述一种电容式、电阻式并用的电压互感器，其特征在于：所述补充电抗器（4-2）接入多个辅助绕组。
9.根据权利要求2所述一种电容式、电阻式并用的电压互感器，其特征在于：所述主二次绕组接入多个用于分别控制对应辅助绕组的频率继电器。
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