用於超高壓與特高壓的電磁式電壓互感器的製作方法

2023-10-08 02:28:09

專利名稱：用於超高壓與特高壓的電磁式電壓互感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電磁式電壓互感器，尤其是涉及用於超高壓與特高壓的電磁式電壓互感器。
背景技術：
電力系統需要用電壓互感器從一次迴路採集電壓信號，提供給電氣測量、電能計量、繼電保護和自動裝置使用。目前電磁式電壓互感器主要用於220kV及以下電力系統，更高電壓的電磁式電壓互感器由於造價高、製造難度大，在超高壓(500kV和750kV)電力系統中還不能廣泛使用。電磁式電壓互感器有單級電壓互感器和串級電壓互感器兩種結構，110kV和220kV串級電壓互感器使用瓷箱絕緣結構，機械強度低，瓷箱內裝油量多而且易碎裂，是安全的隱患，同時當電壓等級升高、串級繞組數目增加後，鐵芯和線圈對地電容也增加了，受分布電容漏電流影響，互感器的誤差不穩定，準確度隨串級段數的增加下降。單級氣體絕緣電壓互感器高壓套管端部及一次繞組附近的電場非常集中，當用於超高壓時必須使用多級電容屏均衡電場，因此結構複雜，而且一次繞組的直徑隨著一次電壓的提高成比例增加，使得承受氣體壓力的箱體和高壓套管的設計製造難度成倍增加，難以在超高壓和特高壓(1100kV)中使用。
另外，本申請人發明的中國發明專利901003018「電壓互感器串聯加法線路」，公開了一種測量線路，在這種線路中兩臺接地電壓互感器的一次繞組和二次繞組分別串聯。這種串聯接法不允許改變互感器的接地點，因此串聯後不能用於測量相對地的電壓。由於110kV及以上電力系統都是中性點接地系統，需要使用接地電壓互感器測量相對地電壓，因此用這種串聯加法線路做成的電磁式電壓互感器也不能滿足超高壓和特高壓電網的需要。

發明內容
本發明的目的是，克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、成本低且安全可靠性高的用於超高壓與特高壓的電磁式電壓互感器。
本發明的技術解決方案是一種用於超高壓與特高壓的電磁式電壓互感器，其特徵在於由一臺單級SF6氣體絕緣電壓互感器12和一臺或兩臺複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13串聯組成且疊加放置，每臺之間由上一臺的二次輸出端子a和n及高壓接地端子N與下一臺的一次輸入端子aa和nn及高壓輸入端子A共三對端子對應連接；最上面的一臺單級SF6氣體絕緣電壓互感器12隻有一個鐵芯；放在下面的複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13有兩個鐵芯，其中一個鐵芯是單級互感器鐵芯3，用於製作單級電壓互感器，新增加的鐵芯是高壓隔離互感器鐵芯6，用於製作高壓隔離互感器，高壓隔離互感器的一次繞組4與補償電容器11串聯後接至一次輸入端子aa和nn，高壓隔離互感器的二次繞組5與單級電壓互感器的二次繞組2串聯後接至輸出二次端子a和n。
其特徵在於複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13由高壓支座7、高壓套管8、高壓導管9、鋼製箱體10組成，高壓支座7上有一次輸入端子aa和nn及高壓輸入端子A，鋼製箱體10的底部有二次輸出端子a和n及高壓接地端子N；用冷軋取向矽鋼片製造的口字形單級互感器鐵芯3安裝在鋼製箱體10下部，在鐵芯3的上方鐵芯柱上裝配有單級互感器二次繞組2和一次繞組1，在單級互感器一次繞組1上安裝高壓隔離互感器一次繞組4，在一次繞組4上安裝高壓導管9，高壓隔離互感器的一次繞組4的兩根出線以及單級互感器的一次繞組1的高壓出線從高壓導管9中穿過，補償電容11安裝在高壓支座7內，高壓導管9外部裝配有高壓套管8；高壓隔離互感器鐵芯6是高磁導率鐵芯，安裝在箱體10的側面，高壓隔離互感器鐵芯6上裝配有二次繞組5，高壓隔離互感器一次繞組4和二次繞組5之間用SF6氣體絕緣，箱體10和高壓套管8有氣密設計，內部充以0.35MPa～0.4MPa壓力的SF6氣體。
這種串聯方式一方面使每臺單級電壓互感器都能獨立可靠工作，另一方面總一次電壓由串聯的各臺電壓互感器分擔，降低了單臺絕緣要求。本發明克服了串級電壓互感器各芯柱磁通不平衡以及易受對地電容漏電流影響的缺點，用串聯方法改善了超高壓和特高壓電磁式電壓互感器的電場分布，減輕了製造難度並降低了生產成本，使得能用目前製造氣體絕緣電壓互感器的技術生產出超高壓和特高壓電磁式電壓互感器。


圖1是本發明的原理電路圖。
圖2是本發明的結構示意圖。
圖3是複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13一個實施例的剖面構造示意圖。圖中1.單級互感器一次繞組，2.單級互感器二次繞組，3.單級互感器鐵芯，4.高壓隔離互感器一次繞組，5.高壓隔離互感器二次繞組，6.高壓隔離互感器鐵芯，7.高壓支座，8.高壓套管，9.高壓導管，10.箱體，11.補償電容器，12.單級SF6氣體絕緣電壓互感器，13.複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的原理電路圖，圖2是本發明的結構示意圖，當本發明用於電壓等級為1100kV特高壓時，由一臺單級SF6氣體絕緣電壓互感器12和兩臺複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13串聯組成且疊加放置，每臺之間由上一臺的二次輸出端子a和n及高壓接地端子N與下一臺的一次輸入端子aa和nn及高壓輸入端子A共三對端子對應連接；最上面的一臺單級SF6氣體絕緣電壓互感器12隻有一個鐵芯；放在下面的複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13有兩個鐵芯，其中一個鐵芯是單級互感器鐵芯3，用於製作單級電壓互感器，新增加的鐵芯是高壓隔離互感器鐵芯6，用於製作高壓隔離互感器，高壓隔離互感器的一次繞組4與補償電容器11串聯後接至一次輸入端子aa和nn，高壓隔離互感器的二次繞組5與單級電壓互感器的二次繞組2串聯後接至輸出二次端子a和n。這種串聯方式，從最下面一臺輸出的二次電壓是各臺單級電壓互感器的二次電壓(通過高壓隔離互感器)之和，這樣一方面使每臺單級電壓互感器都能獨立可靠工作，另一方面總一次電壓由串聯的各臺單級電壓互感器分擔，降低了單臺絕緣要求。當電壓等級為750kV特高壓時，本發明則是由一臺單級SF6氣體絕緣電壓互感器12和一臺複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13串聯組成且疊加放置。
在圖3所示複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13的一個實施例的剖面構造示意圖中，複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器13由高壓支座7、高壓套管8、高壓導管9、鋼製箱體10組成，高壓支座7上有二次輸入端子aa和nn及高壓輸入端子A，鋼製箱體10的底部有二次輸出端子a和n及高壓接地端子N；用冷軋取向矽鋼片製造的口字形單級互感器鐵芯3安裝在鋼製箱體10下部，在鐵芯3的上方鐵芯柱上裝配有單級互感器二次繞組2和一次繞組1，在單級互感器一次繞組1上安裝高壓隔離互感器一次繞組4，在一次繞組4上安裝高壓導管9，高壓隔離互感器的一次繞組4的兩根出線以及單級互感器的一次繞組1的高壓出線從高壓導管9中穿過，補償電容11用於補償高壓隔離互感器一次繞組漏抗，安裝在高壓支座7內，高壓導管9外部裝配有高壓套管8，高壓套管8是高強度瓷套管或複合絕緣套管；高壓隔離互感器鐵芯6是高磁導率鐵芯，安裝在箱體10的側面，高壓隔離互感器鐵芯6上裝配有二次繞組5，高壓隔離互感器一次繞組4和二次繞組5之間用SF6氣體絕緣，箱體10和高壓套管8有氣密設計，內部充以0.35MPa～0.4MPa壓力的SF6氣體。
權利要求
1.一種用於超高壓與特高壓的電磁式電壓互感器，其特徵在於由一臺單級SF6氣體絕緣電壓互感器(12)和一臺或兩臺複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器(13)串聯組成且疊加放置，每臺之間由上一臺的二次輸出端子a和n及高壓接地端子N與下一臺的一次輸入端子aa和nn及高壓輸入端子A共三對端子對應連接；最上面的一臺單級SF6氣體絕緣電壓互感器(12)只有一個鐵芯；放在下面的複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器(13)有兩個鐵芯，其中一個鐵芯是單級互感器鐵芯(3)，用於製作單級電壓互感器，新增加的鐵芯是高壓隔離互感器鐵芯(6)，用於製作高壓隔離互感器，高壓隔離互感器的一次繞組(4)與補償電容器(11)串聯後接至一次輸入端子aa和nn，高壓隔離互感器的二次繞組(5)與單級電壓互感器的二次繞組(2)串聯後接至輸出二次端子a和n。
2.根據權利要求1所述的用於超高壓與特高壓的電磁式電壓互感器，其特徵在於複合式單級SF6氣體絕緣電壓互感器(13)由高壓支座(7)、高壓套管(8)、高壓導管(9)、鋼製箱體(10)組成，高壓支座(7)上有一次輸入端子aa和nn及高壓輸入端子A，鋼製箱體(10)的底部有二次輸出端子a和n及高壓接地端子N；用冷軋取向矽鋼片製造的口字形單級互感器鐵芯(3)安裝在鋼製箱體(10)下部，在鐵芯(3)的上方鐵芯柱上裝配有單級互感器二次繞組(2)和一次繞組(1)，在單級互感器一次繞組(1)上安裝高壓隔離互感器一次繞組(4)，在一次繞組(4)上安裝高壓導管(9)，高壓隔離互感器的一次繞組(4)的兩根出線以及單級互感器的一次繞組(1)的高壓出線從高壓導管(9)中穿過，補償電容(11)安裝在高壓支座(7)內，高壓導管(9)外部裝配有高壓套管(8)；高壓隔離互感器鐵芯(6)是高磁導率鐵芯，安裝在箱體(10)的側面，高壓隔離互感器鐵芯(6)上裝配有二次繞組(5)，高壓隔離互感器一次繞組(4)和二次繞組(5)之間用SF6氣體絕緣，箱體(10)和高壓套管(8)有氣密設計，內部充以0.35MPa～0.4MPa壓力的SF6氣體。
全文摘要
用於超高壓與特高壓的電磁式電壓互感器，由一臺單級SF
文檔編號H01F27/28GK1933060SQ20061012445
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月5日 優先權日2006年9月5日
發明者王樂仁, 雷民, 章述漢 申請人:國網武漢高壓研究院