電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路的製作方法

2023-10-09 08:48:24

專利名稱：電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路的製作方法
技術領域：
電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路技術領域[0001 ] 本實用新型涉及高壓電子式電流互感器，尤其涉及電子式電流互感器高壓側傳感 頭與模擬通道接口保護電路。
背景技術：
電流互感器是電力系統中進行電能計量和繼電保護的重要設備，其精度及可靠性 與電力系統的安全、可靠和經濟運行密切相關。然而隨著電力工業的發展，電力傳輸系統容 量不斷增加，傳統的電磁式電流互感器暴露出一系列嚴重的缺點而不能滿足電力系統的要 求。與此同時，電子式電流互感器以其突出的優點脫穎而出，其取代傳統電磁式互感器已經 成為一種必然的趨勢，並成為人們研究的熱點。然而由於有電子線路在高壓側的存在，在高 壓大電流的環境下，如何能保證電子部分安全可靠的運行成為首要任務。目前，電子式電流互感器的傳感頭主要採用低功率電流互感器(LPCT)及空心互 感器(即Rogowski線圈，又稱羅氏線圈)，在遭受過電壓、過電流等極端情況時，電子式互感 器的傳感頭易受衝擊而導致性能下降或損壞。實用新型內容本實用新型的目的是提供一種電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口 保護電路。一種電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中包括保護 單元，保護單元用於與電子式電流互感器高壓側傳感頭、模擬通道接口相併聯；保護單元包 括至少一個二極體組，二極體組是由兩個二極體反向並聯構成。所述的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中保護單 元包括至少兩個二極體組，各二極體組相串聯。所述的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中保護單 元包括十個二極體組。所述的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中保護單 元的兩端並聯有保護電容。本實用新型採用上述技術方案後將達到如下的技術效果本實用新型的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，通過保 護單元對高壓側傳感頭與模擬通道接口連接的取樣單元進行保護，保護單元是通過反並聯 的二極體組，在過載時，將高壓側傳感頭與模擬通道接口上所連接的取樣單元上的輸出電 流進行分流，從而保護取樣單元以及用於連接在取樣單元上的後端採集板；進一步的，通過 保護電容削弱故障電流情況下的工頻電流的高次諧波對二極體的導通反應。如上可見，本 實用新型的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路可有效保護電子式 電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口。


圖1為本實用新型一種電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電 路的電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中 包括保護單元，保護單元用於與電子式電流互感器高壓側傳感頭、模擬通道接口相併聯；保 護單元包括至少一個二極體組，二極體組是由兩個二極體反向並聯構成的。保護單元的兩 端並聯有保護電容。見圖1所示，本實施例中，保護單元由十個二極體組串聯構成，每個二極體組均是 由兩個二極體反向並聯構成，保護單元的兩端並聯有保護電容Cl ；圖中穿過低功率電流互 感器LPCT線圈的是高壓電力母線，取樣電阻Rl並接在低功率電流互感器LPCT線圈的二次 側，額定狀態下流過低功率電流互感器LPCT線圈二次側的電流是100mA，這樣取樣電阻Rl 的壓降是0. 7伏，低功率電流互感器LPCT線圈一次側通額定電流情況下保護單元中的二極 管Dl D20是不導通的，IOOmA電流基本完全流過取樣電阻R1，而保護單元中二極體組的 漏電流非常小，利用萬用表34401測試為10微安以下，對並接在取樣電阻Rl兩端A、B端的 後級採集板上的測量通道影響不大；本實施例中，保護電容Cl取10nF、220V，起到抑制低功 率電流互感器LPCT線圈二次側故障電流上升速度的作用，保護單元中的二極體Dl D20 是保護二極體用於獲得高的正嚮導通壓降，減小正常的額定工作狀態下由於二極體Dl D20的分流作用對取樣電阻Rl造成的影響。比如做型式試驗時動熱穩定實驗中可能的最大 一次電流為100KA，則二次電流最大為16A，二極體Dl D20採用額定電流為IOA的二極體 (故障電流是短時的，而二極體在短時工作時可有一定的過載能力)。如果低功率電流互感器LPCT線圈二次側輸出電流增加，取樣電阻Rl上的電壓也 將加大，取樣電阻Rl的功耗也將加大，這個趨勢直至二極體組的正嚮導通的門檻電壓，10 個二極體組串聯的門檻電壓為IOV左右；也就是說，當低功率電流互感器LPCT線圈二次側 輸出電流大於1. 4A後，取樣電阻Rl兩端電壓將箝制在IOV (峰值)，取樣電阻Rl的功耗不 再增加，最大瞬時功耗為10X10/7 = 14. 28W.低功率電流互感器LPCT線圈二次側輸出電 流一部分將由保護單元中的二極體組分流，如此將保護取樣電阻Rl和後端的採集板。保 護單元中二極體的正向開通時間較短，小於1微秒，而故障電流雖然是工頻電流的高次諧 波，但二極體的反應時間也是足夠的，通過並聯保護電容Cl的方式削弱這種影響。利用取樣電阻Rl和後級採集板對圖1的保護電路進行試驗，試驗電路中電流為 220/30 = 7. 33A (模擬熱穩定)、220/15 = 14. 67A (模擬動穩定)。試驗過程中採集板工作， 配合示波器進行監測。試驗中，從處理器(MU)後臺和示波器上都可以監測到保護單元中二 極管組保護的瞬態波形為削頂波。試驗間隔時間為2分鐘，模擬試驗各進行5次共10次。保護單元中10個二極體組並聯，其門檻電壓為IOV左右，取樣電阻Rl的最大功耗 為10X10/7 = 14. ^W，在試驗過程中，取樣電阻和採樣板完好。考慮模擬試驗和型式試驗的差異，留取裕度，還可以由四個相同的取樣電阻構成 的取樣單元來代替圖1中單一的取樣電阻R1，該取樣單元中的其中兩個電阻構成的並聯電 路與另外兩個電阻構成的並聯電路相串聯，如此，取樣單元中每個取樣電阻瞬時功耗將變為 14. 28/4 = 3. 57ff0採取該保護電路後，重新進行溫度循環試驗，在-15度和40度時，相對於室溫17 度，其誤差分別為-0. 02%和0.01%，符合項目的需要。模擬試驗後，將保護電路組裝在互感器頭部，在武漢國家高壓計量站做動熱穩定 實驗，試驗中額定動穩定一次電流100KA，時間為1秒，額定短時熱電流40KA，時間為3秒， 實驗結束後對被測互感器進行複試，下面的表1所示為對被測互感器進行複試的結果數 據，由表1可見，測量精度沒有損失，符合要求。表1 額定一 次電流二次 端子級 別. 誤差額定電流百分比1520100120600A測量0.2S比例誤差 (%)-0.16-0.04+0.04 ·+0.04+0.06相位誤差』 C )+16+8+5+4+4保護5P比值誤差 (%)■ ///-0.28/相位誤差 C )！//+13/『 溫度18°C相對溼度，『 70%
權利要求1.一種電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其特徵在於包括 保護單元，保護單元用於與電子式電流互感器高壓側傳感頭、模擬通道接口相併聯；保護單 元包括至少一個二極體組，二極體組是由兩個二極體反向並聯構成。
2.如權利要求1所述的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其 特徵在於保護單元包括至少兩個二極體組，各二極體組相串聯。
3.如權利要求2所述的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其 特徵在於保護單元包括十個二極體組。
4.如權利要求1或2或3所述的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護 電路，其特徵在於保護單元的兩端並聯有保護電容。
專利摘要一種電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中包括保護單元，保護單元用於與電子式電流互感器高壓側傳感頭、模擬通道接口相併聯；保護單元包括至少一個二極體組，二極體組是由兩個二極體反向並聯構成。保護單元是通過二極體組中反並聯的兩個二極體，在過載時，將高壓側傳感頭與模擬通道接口上所連接的取樣單元上的輸出電流進行分流，從而保護取樣單元以及用於連接在取樣單元上的後端採集板；進一步的，通過保護電容削弱故障電流情況下的工頻電流的高次諧波對二極體的導通反應。如上可見，本實用新型的電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口保護電路可有效保護電子式電流互感器高壓側傳感頭與模擬通道接口。
文檔編號H02H9/02GK201838998SQ20102050273
公開日2011年5月18日 申請日期2010年8月24日 優先權日2010年8月24日
發明者喬利紅, 劉巍, 劉昊, 劉磊, 劉韶林, 孔聖立, 孫新良, 時晨, 李建三, 楊曉輝, 林烽, 沈強, 王少俊, 王英傑, 石光, 謝凱, 趙勇, 郭耀珠, 閻東 申請人:河南恩湃電力技術有限公司, 河南電力試驗研究院