CN219892034U - 一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电流互感器的技术领域，具体涉及一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器。包括层级布置的若干组光电复合型电流互感器单元和绝缘支撑板，所述光电复合型电流互感器单元包括电磁式电流互感器和全光纤电流互感器，所述电磁式电流互感器固设于所述绝缘支撑板上表面，所述全光纤电流互感器固设于所述绝缘支撑板下表面。采用电磁式电流互感器在上，全光纤电流互感器在下的结构形式，构成一组光电复合型电流互感器单元。将两组光电复合型电流互感器单元组合成一个同轴整体，构成了一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器。提升了发电机差动保护用电流互感器的暂态特性，减小了发电机主回路电流互感器的尺寸。

Description

一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器

技术领域

本实用新型涉及电流互感器的技术领域，具体涉及一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器。

背景技术

如图1所示，国内300MW级及以上的火力发电机组的发电机回路常规设置4组电流互感器，采用电磁式电流互感器，一级变比，根据DL/T866-2015《电流互感器和电压互感器选择及计算规程》要求选取二次额定电流值均为5A。其中两组电流互感器为测量级及计量级，二次侧分别接在变送器及电度表上；另两组电流互感器为TPY级，二次侧分别接在双重化设置的发电机保护装置上。

发电机差动保护作为发电机的主保护，通过比较发电机中性点侧和发电机机端侧电流是否相等，对发电机故障进行判断，实现对发电机的保护功能。发电机差动保护对采集电流的暂态特性要求较高，所采用的电流互感器尺寸较大，而大型发电机机端可供安装电流互感器的空间有限，导致互感器的制造安装及维护均存在一定难度。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，可以提升发电机差动保护用电流互感器的暂态特性，并解决传统大型发电机回路中电流互感器体积大的问题。

本实用新型提供的一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，包括层级且同轴布置的若干组光电复合型电流互感器单元和绝缘支撑板，所述光电复合型电流互感器单元包括电磁式电流互感器和全光纤电流互感器，所述电磁式电流互感器固设于所述绝缘支撑板上表面，所述全光纤电流互感器固设于所述绝缘支撑板下表面。

较为优选的，还包括组合螺杆，层级设置的所述绝缘支撑板之间通过顶底贯穿的组合螺杆固定连接。

较为优选的，还包括固定扎带，所述电磁式电流互感器和所述全光纤电流互感器均通过所述固定扎带与所述绝缘支撑板固定。

较为优选的，所述电磁式电流互感器包括铁芯、铁芯绝缘层、二次绕组、绝缘及保护层和接线盒，所述铁芯为环形闭合结构，所述铁芯绝缘层紧密包裹在所述铁芯上，所述二次绕组紧密平整地绕制在已包好铁芯绝缘层的铁芯上，构成电磁式电流互感器的功能性主体部分，所述二次绕组外部为所述缘及保护层，所述二次绕组的两个出线端引出至所述接线盒。

较为优选的，所述全光纤电流互感器包括传感光纤、反射膜、光纤波片、卡扣、外壳、保偏光纤以及电气采集单元，所述反射膜固定在所述传感光纤的一端，与所述传感光纤一起缠绕在所述外壳的内壁侧，并采用所述卡扣固定，所述传感光纤的另一端与所述光纤波片熔接，所述保偏光纤的两端分别与所述光纤波片和所述电气采集单元连接。

较为优选的，所述绝缘支撑板为环状结构体，所述组合螺杆沿所述绝缘支撑板圆周方向均匀分布。

较为优选的，所述电磁式电流互感器和所述全光纤电流互感器均固定于所述绝缘支撑板的内圈一侧。

本实用新型的有益效果为：电磁式电流互感器及全光纤电流互感器分别固定在绝缘支撑板的正反面，采用电磁式电流互感器在上，全光纤电流互感器在下的结构形式，构成一组光电复合型电流互感器单元。将几组光电复合型电流互感器单元组合成一个层级布置的同轴整体，构成了一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器。本申请通过将传统大型发电机回路中的两组TPY级发电机保护用电流互感器替换为全光纤电流互感器，获得了更优的暂态特性，并大幅减小了电流互感器的体积。

附图说明

图1为现行大型发电机回路电流互感器结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型的光电复合型电流互感器局部剖视图；

图中：1、电磁式电流互感器，2、全光纤电流互感器，3为固定扎带，4、组合螺杆，5、绝缘支撑板；11、铁芯，12为铁芯绝缘层，13、二次绕组，14、绝缘及保护层，15、接线盒；21、传感光纤，22、卡扣，23、外壳，24、保偏光纤。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。“多个”表示“两个或两个以上”。

实施例一

本实施例以2组光电复合型电流互感器单元为例，图1～4示出了本申请较佳实施例提供的一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

如图2、3所示，一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器包括两组电磁式电流互感器1，两组全光纤电流互感器2，固定扎带3，组合螺杆4，绝缘支撑板5。一组电磁式电流互感器采用固定扎带3固定在绝缘支撑板5的上表面，一组全光纤电流互感器2采用固定扎带3固定在绝缘支撑板5的下表面，构成一组光电复合型电流互感器单元，两组光电复合型电流互感器单元通过绝缘支撑板5及组合螺杆4固定在一起，保持固定的层间距。本实用新型的光电复合型电流互感器套装在发电机出线(图中未标示)外侧，利用组合螺杆4固定在发电机底部罩壳上(图中未标示)，实现电流互感器吊装固定。

如图4所示，上述电磁式电流互感器1包括铁芯11，铁芯绝缘层12，二次绕组13，绝缘及保护层14，接线盒15。铁芯11为环形闭合结构，铁芯绝缘层12紧密包裹在铁芯11上，二次绕组13紧密平整地绕制在已包好铁芯绝缘层12的铁芯11上，构成电磁式电流互感器1的功能性主体部分，二次绕组13外部为缘及保护层14，对功能性主体进行绝缘保护。二次绕组13的两个出线端引出至接线盒15，电磁式电流互感器1的二次电流由接线盒15引接至负载侧的测量、计量等设备，实现发电机机端电流的采集功能。

上述全光纤电流互感器2包括传感光纤21、反射膜(图中未标示)、光纤波片(图中未标示)、卡扣22、外壳23、保偏光纤24以及电气采集单元(图中未标示)。其中，反射膜固定在传感光纤21的一端，与传感光纤21一起缠绕在外壳23内壁侧，采用卡扣22固定，传感光纤21的另一端与光纤波片熔接。其中，保偏光纤24的两端分别与光纤波片和电气采集单元连接，构成完整的光通路。其中，电气采集单元包括光源、磁光材料、延迟环、光电探测器及信号处理电路，实现光信号的发射及采集处理，并将数据传输至发电机保护装置。

上述结构的适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器的工作原理如下：

当一次侧发电机出线中有电流流过时，其周围空间会产生磁场，对于两组电磁式电流互感器1来说，其铁芯11耦合磁场，在二次绕组13中产生感应电动势，二次绕组与外部测量、计量设备形成回路，则二次绕组13中将流过二次电流，通过测量、计量设备即可采集到发电机出口电流；对于两组全光纤电流互感器2来说，电气采集单元中的光源通过磁光材料处理成两束相互垂直的线偏振光，线偏振光经过保偏光纤传输到传感光纤21时，受到一次侧发电机出线周围磁场影响，光的偏振方向发生偏转，并通过反射膜将偏转后的光传递回电气采集单元，在电气采集单元中，依次经过延迟环、光电探测器及信号处理电路，将偏转角度转换成与反映一次侧电流大小的数字量信号，并通过光纤将该信号传输至发电机保护装置。

与传统的大型发电机回路电流互感器相比，本发明通过将发电机保护用的TPY级电磁式电流互感器替换为全光纤电流互感器，减小了发电机回路电流互感器的尺寸，降低了电流互感器的安装难度，同时提升了电流互感器的暂态特性，保证了发电机差动保护的灵敏性及准确性。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，其特征在于：包括层级且同轴布置的若干组光电复合型电流互感器单元和绝缘支撑板(5)，所述光电复合型电流互感器单元包括电磁式电流互感器(1)和全光纤电流互感器(2)，所述电磁式电流互感器(1)固设于所述绝缘支撑板(5)上表面，所述全光纤电流互感器(2)固设于所述绝缘支撑板(5)下表面。

2.根据权利要求1所述的适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，其特征在于：还包括组合螺杆(4)，层级设置的所述绝缘支撑板(5)之间通过顶底贯穿的组合螺杆(4)固定连接。

3.根据权利要求1所述的适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，其特征在于：还包括固定扎带(3)，所述电磁式电流互感器(1)和所述全光纤电流互感器(2)均通过所述固定扎带(3)与所述绝缘支撑板(5)固定。

4.根据权利要求1所述的适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，其特征在于：所述电磁式电流互感器(1)包括铁芯(11)、铁芯绝缘层(12)、二次绕组(13)、绝缘及保护层(14)和接线盒(15)，所述铁芯(11)为环形闭合结构，所述铁芯绝缘层(12)紧密包裹在所述铁芯(11)上，所述二次绕组(13)紧密平整地绕制在已包好铁芯绝缘层(12)的铁芯(11)上，构成电磁式电流互感器(1)的功能性主体部分，所述二次绕组(13)外部为所述缘及保护层，所述二次绕组(13)的两个出线端引出至所述接线盒(15)。

5.根据权利要求1所述的适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，其特征在于：所述全光纤电流互感器(2)包括传感光纤(21)、反射膜、光纤波片、卡扣(22)、外壳(23)、保偏光纤(24)以及电气采集单元，所述反射膜固定在所述传感光纤(21)的一端，与所述传感光纤(21)一起缠绕在所述外壳(23)的内壁侧，并采用所述卡扣(22)固定，所述传感光纤(21)的另一端与所述光纤波片熔接，所述保偏光纤(24)的两端分别与所述光纤波片和所述电气采集单元连接。

6.根据权利要求2所述的适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，其特征在于：所述绝缘支撑板(5)为环状结构体，所述组合螺杆(4)沿所述绝缘支撑板(5)圆周方向均匀分布。

7.根据权利要求6所述的适用于大型发电机回路的光电复合型电流互感器，其特征在于：所述电磁式电流互感器(1)和所述全光纤电流互感器(2)均固定于所述绝缘支撑板(5)的内圈一侧。