一種一體化電子式互感器裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種一體化電子式互感器裝置，包括電流信號采集部分、電壓信號采集部分、信號處理單元、工作電源，在3-35kV三相交流電中確定一個指定相，其它兩相為非指定相；信號處理單元、工作電源直接集成在指定相的高電位端；電流信號采集包括三相電流傳感器，三相電流傳感器的一次側分別串接在三相高壓電流回路中，三相電流傳感器的二次線圈連接到指定相上的信號處理單元；電壓信號采集部分包括第一相間分壓器U1和第二相間分壓器U2，第一相間分壓器U1和第二相間分壓器U2分別連接在兩個非指定相與指定相之間，第一相間分壓器U1和第二相間分壓器U2的低壓臂與指定相相連接，高壓臂與非指定相連接，分壓信號接入到指定相上的信號處理單元。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種一體化電子式互感器裝置，屬于電子式互感器
，是一種把數據合并單元同電流、電壓信號采集轉換單元、通信單元、工作電源、備用電源都集中布置在一體式電子互感器的一個指定相的高電位端的裝置，其二次輸出為符合IEC61850規約的數字信號。
技術介紹
目前在工程上常用的對電壓和電流信號進行數字化轉換的方法有很多種。主要的有以下三種類型第一種，用各自獨立的傳統的電磁式電流互感器、電壓互感器將高電壓、大電流降低成為通用的低電壓、小電流(例如額定電流5安或1A、額定電壓100伏)，然后用設置在低壓端的信號轉換裝置將低電壓和小電流的模擬信號轉換為相應的數字信號。這種技術的·優點在于它是一種成熟的技術，產品質量穩定。它的缺點主要有電磁式電流互感器和電壓互感器存在體積大、占用空間大，耗費材料，特別是耗費大量的金屬材料的問題，不符合當前國際國內節能降耗的要求。第二，信號采集裝置設置在低電位，由于二次接線過長，使干擾信號對二次電流、二次電壓的小模擬量信號的影響很大，容易引入干擾，使繼電保護誤動和影響測量精度。第三，電磁式電壓互感器在某些運行方式下可能產生鐵磁諧振，從而誘發電力系統重大事故。第四，電磁式電流互感器由于通常使用硅鋼片作為鐵芯，在事故電流很大的情況下會發生磁飽和，使繼電保護裝置拒動。第五，電磁式電流互感器、電壓互感器絕緣結構復雜，其造價隨電壓等級的提高呈指數關系上升。為了克服上述缺點，近幾年開始推廣使用的電子式互感器新技術可以較好地解決上述問題。第二種，用非傳統的小信號輸出的電壓和電流互感器(被國際電工組織定義為電子式互感器的一種類型，其輸出為數十毫安電流和數伏電壓的小模擬量信號)替代傳統電磁型互感器，供就近安裝的繼電保護裝置或信號轉換裝置使用。這一類技術的特點是，信號采集轉換、數據處理(合并打包)和通信都是在低壓側完成的。它的優點在于電流、電壓互感器小型化，使體積減小和材料節省。同時由于它的輸出值很小，使得其后的信號采集轉換單元的可以直接使用其輸出值，而不用對模擬量進行二次轉換，簡化了信號采集轉換單元結構。它的缺點在于，這種轉換技術在本質上與傳統的技術原理是相似的，技術并沒有本質的進步。其次，由于其二次輸出的模擬量很小，更容易受到干擾，只能就地轉換和使用，限制了使用范圍。第三種，按相把由模數轉換芯片和計算機芯片構成的信號采集轉換單元與非傳統的電流和/或電壓傳感器一同置于高電位端。在高壓側獲取單相的電壓和/或電流信號，A、B、C三相分別通過絕緣性能很好的光纖將高壓側采集轉換得到的電壓和電流的數字信號傳輸到低壓側的合并單元，合并單元將收到的各相信號按IEC 61850規約打包傳送到數據傳輸網絡或者監測儀表、控制裝置和繼電保護裝置。這是典型的電子式電壓互感器或電子式電流互感器。這種技術的主要特點是第一、電子式電壓互感器或電子式電流互感器的絕緣結構大大簡化，體積小、重量輕，電壓等級越高其性價比優勢越明顯。第二、電壓和電流信號的采集轉換、數據處理和通信都是在高壓側完成的。使用光纜而不是電纜作為信號傳輸工具，實現了高低壓的徹底隔離，不存在電磁式電壓互感器二次回路短路或電磁式電流互感器二次回路開路給設備和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。第三、非常規互感器在原理上與傳統互感器有著本質的區別，一般不用硅鋼片鐵芯做磁稱合。因此消除了磁飽和及鐵磁諧振現象，從而使互感器運行的暫態響應好，動態范圍大，測量精度高，頻率響應范圍寬。第四、輸出采用光纖，數據傳輸抗干擾能力強。沒有常規的銅芯二次導線，它可以使材料特別是金屬材料大量的節省。第五、這種技術可以使傳感器和采集處理單元完全融合，很容易進行整體誤差校驗。它的缺點在于第一、三相電壓和三相電流的信號是由分別在A、B、C三相的信號采集轉換單元單獨進行的，對信號同步采集的要求較高。第二、轉換后三相電壓和電流數字信號要分別用光纖傳送到指定位置的合并單元，進行數據打包后向網絡傳送，這會導致相間光纖通信通道的增加，使通信單元和合并單元的結構復雜，增加很多電光/光電轉換接口，功耗增加，技術實現難度較大。第三、除了增加生產制造成本外，這 種結構還會增加高壓信號采集裝置的故障發生概率。這是一種近年來逐漸普及的新技術，尤其在IlOkV及以上電壓等級中經濟技術優勢明顯。
技術實現思路
本技術的目的是解決上述技術問題，提供一種3_35kV —體化電子式互感器裝置，將電流信號采集部分、電壓信號采集部分直接傳送至一體式電子互感器某一相的高電位端，在該高電位端，將信號轉換為相應的數字信號，由合并單元對轉換后的數字信號按IEC 61850的規約要求進行合并打包，由通信單元通過光纖或者其它媒介將信號包傳送到低壓端(或其它高壓端)的測量儀表、儀器、繼電保護、控制裝置或者數據傳輸網絡。本技術的技術方案本技術的一種一體化電子式互感器裝置包括電流信號米集部分、電壓信號米集部分、信號處理單兀、工作電源，在3-35kV三相交流電中確定一個指定相，其它兩相為非指定相；信號處理單元、工作電源直接集成在指定相的高壓電位端；電流信號采集部分包括三相電流傳感器La、Lb、Lc，三相電流傳感器La、Lb、Lc的一次側分別串接在三相高壓電流回路中，三相電流傳感器的二次線圈連接到指定相上的信號處理單元；電壓信號采集部分包括第一相間分壓器Ul和第二相間分壓器U2，第一相間分壓器Ul和第二相間分壓器U2分別連接在兩個非指定相與指定相之間，第一相間分壓器Ul和第二相間分壓器U2的低壓臂與指定相相連接，高壓臂與非指定相連接，分壓信號接入到指定相上的信號處理單元。所述相間分壓器使用非鐵磁型傳感器，如電容分壓器或電阻分壓器或阻容分壓器。所述的一體化電子式互感器裝置，每相電流傳感器有一個或兩個二次電流線圈，使用非鐵磁型線圈，如羅氏線圈和低功耗電流互感器(LPCT);指定相上的電流傳感器的一、二次側處在同一電位，非指定相上的電流傳感器的一、二次之間絕緣隔離，耐壓水平是按照相間電壓水平設計的。所述信號處理單元的工作電能由取能分壓器供給，取能分壓器包括第三相間分壓器U3和第四相間分壓器U4，第三相間分壓器U3和第四相間分壓器U4的分壓臂都連接到工作電源的輸入端，取能分壓器分別連接在兩個非指定相與指定相之間。所述的信號處理單元包括依次連接的信號采集轉換單元、中央處理器、合并單元、通信單元，信號處理單元工作在指定相的高電位點，以指定相高電位為基準，對電流和電壓信號進行同步采集，轉換為數字信號，并將數字信號按照IEC 61850的規約打包，由通信單元使用光纖或其它媒介發送。所述的一體化電子式互感器裝置，在指定相的高電位點設有鋰電池和/或超級電容器作為備用電源。所述的一體化電子式互感器裝置，將信號處理單元、工作電源、備用電源用金屬盒進行電磁屏蔽。所述的一體化電子式互感器裝置，將電流信號采集部分、電壓信號采集部分、信號 處理單元、工作電源及其連接導線利用絕緣材料封裝在一體，從而形成一個一體化的電子式互感器裝置。所述的一體化電子式互感器裝置，將電流信號采集部分、電壓信號采集部分、取能分壓器、信號處理單元、工作電源及其連接導線利用絕緣材料封裝在一體，從而形成一個一體化的電子式互感器裝置。所述的一體化電子式互感器裝置，將將信號處理單元、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一體化電子式互感器裝置，包括電流信號采集部分、電壓信號采集部分、信號處理單元、工作電源，其特征在于：在3？35kV三相交流電中確定一個指定相，其它兩相為非指定相；信號處理單元、工作電源直接集成在指定相的高壓電位端；電流信號采集部分包括三相電流傳感器La、Lb、Lc，三相電流傳感器La、Lb、Lc的一次側分別串接在三相高壓電流回路中，三相電流傳感器的二次線圈連接到指定相上的信號處理單元；電壓信號采集部分包括第一相間分壓器U1和第二相間分壓器U2，第一相間分壓器U1和第二相間分壓器U2分別連接在兩個非指定相與指定相之間，第一相間分壓器U1和第二相間分壓器U2的低壓臂與指定相相連接，高壓臂與非指定相連接，分壓信號接入到指定相上的信號處理單元。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：侯鐵信，卜正良，
申請(專利權)人：武漢國測恒通智能儀器有限公司，
類型：實用新型
國別省市：