一種電子式高壓直流電流互感器的製作方法
2023-09-19 03:20:50 2
專利名稱：一種電子式高壓直流電流互感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高壓(500KV)直流電流測量領域，尤其涉及一種電子式 高壓直流電流互感器。 技術背景
高壓直流輸電已在我國得到了快速發展，目前大多數的直流輸電系統中 仍然採用傳統的電磁式直流電流互感器，雖然在性能上基本能夠滿足測量要 求，但隨著直流輸電電壓的升高，它們的缺點也越來越明顯。由於傳統的電 磁式直流電流互感器利用了飽和電抗器的原理，故不可避免的採用磁性材料 來採集一次線路的電流信號，導致這種電磁式電流互感器頻帶窄、易飽和、 二次信號波形畸變、誤差大，嚴重影響繼電保護裝置的測量精度，而且絕緣 結構複雜。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種絕緣結構簡單、頻帶寬的電子式直流電 流互感器。
為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案予以實現 一種電子 式高壓直流電流互感器，包括設置有傳感頭的高壓軀殼、設置有高壓信號採 集單元的高壓模塊箱、設置有二次信號處理單元的低壓模塊箱，所述高壓軀 殼貫穿在一次導體上，其下端與高壓模塊箱連接，其特徵在於，所述高壓模 塊箱和低壓模塊箱之間連接有複合絕緣子，複合絕緣子中間貫穿有光纖連接 高壓信號採集單元和二次信號處理單元。
本實用新型的進一步特點在於所述傳感頭包括分流器和空心線圈；所述空心線圈是Rogowski線圈。
本實用新型的高壓模塊箱和低壓模塊箱之間連接有複合絕緣子，複合絕 緣子中間貫穿有光纖連接高壓信號採集單元和二次信號處理單元，絕緣結構 簡單、信號頻帶寬、傳輸信號質量穩定。傳感頭包括分流器和空心線圈，分 流器結構簡單、性能穩定可靠、線性度好、測量的準確度不受外磁場的影響， 同時，分流器一般由高電阻係數、低溫度係數的錳銅合金製成，使分流器電 阻受溫度變化影響很小；空心線圈用於諧波電流測量，尤其時空心線圈採用 Rogowski線圈。Rogowski線圈使用非磁性骨架，不存在磁飽和問題，具有優 良的寬頻測量性能和與一次迴路諧波電流成比例的線性度，同時在積分電路 中容易保證了 Rogowski線圈和積分電路的頻帶度。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的作進一步詳細說明。
圖1為本實用新型的外形結構圖2為本實用新型的高壓軀殼結構圖3為本實用新型的空心線圈測量原理圖4本實用新型的信號處理流程圖。
具體實施方式
參照圖l，安裝底座5兩邊固定有兩個支持絕緣子6, —次導體貫穿電子 式電流互感器的高壓軀殼l，被固定在兩個支持絕緣子6頂端。高壓軀殼l下 方依次固定高壓模塊箱2、複合絕緣子3和低壓模塊箱4，並有通孔相連，所 述通孔作為電纜或光纜的傳輸通道。高壓軀殼4內設置有傳感頭，產生測量 信號；高壓模塊箱2中設置有高壓信號採集單元，用於一次電信號處理和光 電轉換；低壓模塊箱4中設置有二次信號處理單元，用於電光轉換和二次電信號處理。
參照圖2，傳感頭由分流器8和空心線圈9組成，置於高壓軀殼l內。分 流器8的兩端通過法蘭與一次導體7連接，空心線圈9套裝在一次導體7上; 一次導體7、分流器8、空心線圈9均位於高壓軀殼1的橫向幾何中心，以此 改善了電場分布均勻，提高測量的準確性。分流器8測量一次迴路額定直流 電流，空心線圈9測量一次迴路諧波電流。
參照圖3，空心線圈9是基於Rogowski原理，二次輸出具有正比於一次 電流導數的特性，空心線圈9的繞組繞在非磁性骨架上，非磁性材料使得傳 感器線性度極好，不會飽和也無磁滯現象，因此空心線圈9具有良好的穩定 性能和暫態響應，對一次線路提供暫態保護和高頻諧波電流的測量，實現電 流互感器高精度的保護功能。
對於空心線圈9，安培環路定理表明，空心線圈9的輸出電壓e(0是通 過空心線圈9的一次電流"W的函數。其數學關係如下
〃。一真空磁導率，
匝數密度[膽,H 單匝面積1>2]
空心線圈9測量一次導體7電流導數的電信號，經過高壓採集單元將電 信號變換成光信號，通過下傳光纖傳遞至二次信號處理單元進行數據處理，計算 出一次導體諧波電流值。
參見圖4，高壓模塊箱中的高壓信號採集單元產生光信號，經複合絕緣子 3傳遞測量信號到低壓模塊箱中的二次信號處理單元，進行處理、顯示。分流器8採集直流信號，經直流信號處理、光電變換後，經光纖傳輸到 地面，經光電變換，進入直流處理電路和PC機，實現補償、顯示功能。空心 線圈9採集諧波信號，經諧波信號處理、光電變換後，經光纖傳輸到地面， 經光電變換後，進入諧波處理電路和諧波分析儀，顯示諧波分量值。雷射驅 動單元、光電池、DC-DC變換向高壓信號採集單元提供能量。
採用本實用新型技術方案的電子式直流電流互感器功耗較小，準確級高, 測量級可以達到0.5級、保護級可以達到5P級。
權利要求1、一種電子式高壓直流電流互感器，包括設置有傳感頭的高壓軀殼、設置有高壓信號採集單元的高壓模塊箱、設置有二次信號處理單元的低壓模塊箱，所述高壓軀殼貫穿在一次導體上，其下端與高壓模塊箱連接，其特徵在於，所述高壓模塊箱和低壓模塊箱之間連接有複合絕緣子，複合絕緣子中間貫穿有光纖連接高壓信號採集單元和二次信號處理單元。
2、 根據權利要求1所述的一種電子式高壓直流電流互感器，其特徵在於,所述傳感頭包括分流器和空心線圈。
3、 根據權利要求2所述的一種電子式高壓直流電流互感器，其特徵在於，所述空心線圈是Rogowski線圈。
專利摘要本實用新型公開了一種電子式高壓直流電流互感器，包括設置有傳感頭的高壓軀殼、設置有高壓信號採集單元的高壓模塊箱、設置有二次信號處理單元的低壓模塊箱，所述高壓軀殼貫穿在一次導體上，其下端與高壓模塊箱連接，其特徵在於，所述高壓模塊箱和低壓模塊箱之間連接有複合絕緣子，複合絕緣子中間貫穿有光纖連接高壓信號採集單元和二次信號處理單元。
文檔編號H01F38/28GK201282028SQ20082003026
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月12日 優先權日2008年9月12日
發明者侯彥傑, 童 周, 曾林翠, 雯 楊, 王天祥, 王秀鳳, 趙華鋒, 馬洪義 申請人:中國西電電氣股份有限公司