串級高電位供能裝置的製作方法
2023-10-24 03:02:32
專利名稱：串級高電位供能裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力設備，尤其是指一種串級高電位供能裝置。
技術背景
現有技術通過在主設備高電位處安裝在線檢測裝置解決其供能問題。在高壓電氣設備上安裝在線監測裝置可實時監測電氣設備的狀況，對設備故障做到早發現、早預警和早處理，以避免發展成惡性事故，是提高設備運行可靠性的重要措施之一。在線監測裝置運行時往往需要在高壓電氣設備的高壓部分進行數據採集和轉換，由於存在高低位電位隔離的問題，無法直接使用市電電源供電，因此如何實現對該高壓電氣設備的高壓部分進行數據採集和轉換部件的供能是在線監測裝置能否可靠運行的前提條件之一。
為解決上述問題，現有技術採取高電位取能、雷射供能和太陽能供能等方法為高電位處的在線監測裝置供能。但這些方法都存在以下不足1)高電位取能是在被監測的高壓電氣設備的高壓部分使用變壓器、互感器等設備降壓來抽取電能供高電位處的監測部件使用，由於電源與在線監測裝置均處於高電位，因此不需要電位隔離，此外供電功率可以做得較大，運行也比較穩定。但其電能需要從被監測的高壓電氣設備抽取，一旦高壓電氣設備退出運行，在線監測裝置將無法工作，導致無法對高壓電氣設備的運行狀態進行全程監測，特別是合間和分間暫態過渡過程的監測。
2)雷射供能在技術上是目前較為先進的供能方法，它利用供能雷射機將電能轉換為雷射通過光纖傳輸到高電位側，再將雷射轉換為電能供高電位處的在線監測裝置使用。由於光纖具有優良的絕緣性能，保證了高低電位間的隔離。但是目前雷射供能模塊成本較高，且發出功率較小，使用壽命也有限(在額定條件下工作僅約lOOOh)，因此在需要持續不間斷較大功率供能的場合存在著較大的局限性，運行的可靠性也不高；3)太陽能供能是利用太陽能電池+蓄電池的方法為高電位處的監測部件提供電能。該方法亦無高低電位隔離的問題，但存在單位功率較小以及受外界環境影響較大的不足，僅適合用於功率需求不大的場合。發明內容
本發明的目的是提供一種串級高電位供能裝置，其克服了現有技術的缺陷，能夠安裝於在線監測裝置的高壓部分與市電電源之間，解決了在線監測裝置的高壓部分的供電問題。
本發明是這樣實現的一種串級高電位供能裝置，其包括有至少一個鐵芯及絕緣筒，所述鐵芯的外周設有絕緣體，使所述鐵芯成為全絕緣結構，所述絕緣體的上、下兩端分別設有一次繞組、二次繞組， 所述一次繞組及所述二次繞組上分別設有出線套管引出其接線端子，所述鐵芯、所述絕緣體、所述一次繞組及所述二次繞組均被固定於所述絕緣筒內。通過所述絕緣體實現所述一次繞組及所述二次繞組間的電位隔離，使所述一次繞組和所述二次繞組完全處於高壓側或完全處於低壓側，並通過所述絕緣筒實現串級高電位供能裝置與外部電位的隔離。
優選的是，其包括有兩個鐵芯，分別為上部鐵芯和下部鐵芯，所述絕緣體包括有上部絕緣體和下部絕緣體；所述上部鐵芯的上端設有一次繞組，下端由內到外依次設有上部絕緣體和上部傳遞繞組；所述下部鐵芯的上端依次設有下部絕緣體和下部傳遞繞組，所述下部鐵芯的下端設有二次繞組；其中，所述上部傳遞繞組與所述下部傳遞繞組連接，通過所述上部傳遞繞組與所述下部傳遞繞組實現電能傳遞。
所述上部鐵芯和所述下部鐵芯形成二級串聯結構，在使用時，設於所述上部鐵芯上的一次繞組位於高壓側，為輸出繞組，接入高電位處的在線監測裝置，為其供能，且一次繞組接線端子與在線監測裝置的電位相同；設於所述下部鐵芯上的二次繞組位於低壓側， 為輸入繞組，接入市電電源。所述上部鐵芯的上部傳遞繞組和所述下部鐵芯的下部傳遞繞組相互連接，將市電電源從一級傳遞到二級至高電位側輸出。
優選的是，所述一次繞組及所述二次繞組裝串聯有兩個電阻分壓器，兩個所述電阻分壓器之間引出連接線與所述上部傳遞繞組及所述下部傳遞繞組連接。
串級高電位供能裝置採用分級絕緣，每級絕緣只需承受一半的電壓，從而解決了單級油紙絕緣無法保證承受全電壓的問題。將電阻分壓器上二分之一全電壓引出與傳遞繞組聯接，使傳遞繞組均具有二分之一全電壓的電位，由於二個傳遞繞組和各自鐵芯之間僅承受有二分之一全電壓，因此該處的絕緣體設計強度要求可大大降低，有效地保證了高低電位的隔離。
優選的是，所述絕緣筒的上、下兩端均安裝有法蘭使所述絕緣筒內形成密封體，所述出線套管從所述法蘭伸出，所述絕緣筒內裝有絕緣油，不僅加強了所述一次繞組及所述二次繞組間的對地絕緣性，同時，利於所述串級高電位供能裝置的散熱。
可供選擇的是，所述絕緣筒的材質為陶瓷或有機絕緣子絕緣件。
優選的是，所述絕緣體通過繞包絕緣線纏繞形成。
優選的是，所述絕緣筒的外壁設有絕緣傘裙。
優選的是，所述法蘭的材質為金屬或絕緣材料。
本發明串級高電位供能裝置與現有技術相比，具有如下有益效果本發明串級高電位供能裝置實現了一次繞組和二次繞組電位的絕對隔離，可以為在線監測裝置的高電位監測部分提供持續穩定、不受被監測設備運行狀態和外界環境影響的電源，實現對高壓電氣設備運行狀況的全程監測，可及時發現故障隱患，有針對地採取有效措施，避免發生惡性事故，提高高壓電氣設備運行可靠性。可直接的避免意外事故發生，減少損失。
以電容器組在線監測裝置為例，防止一次電容器群傷、群爆事故，其直接的避免電容器損壞的經濟損失就達5 10萬元左右，而避免停電檢修經濟效益就更大，以220kV、 180MVA變壓器為例，如防止一次事故，少停運5h，則減少損失電量900 X 103度，以0. 5元/ 度計，則減少經濟損失達45萬元；社會效益則更大，如工業效益以4元/度計，則社會效益將達360萬元。
圖1為本發明串級高電位供能裝置實施例一的結構示意圖； 圖2為本發明串級高電位供能裝置實施例二的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明如圖1所示，本發明串級高電位供能裝置，其包括有鐵芯1及絕緣筒2，所述鐵芯1的外周通過繞包絕緣線纏繞形成絕緣體3，使所述鐵芯1成為全絕緣結構，所述絕緣體3的上、下兩端分別設有一次繞組4、二次繞組5，所述一次繞組4及所述二次繞組5上分別設有出線套管41、51引出其接線端子，所述鐵芯1、所述絕緣體3、所述一次繞組4及所述二次繞組5 均被固定於所述絕緣筒2內。通過所述絕緣體3實現所述一次繞組4及所述二次繞組5間的電位隔離，使所述一次繞組4和所述二次繞組5完全處於高壓側或完全處於低壓側，並通過所述絕緣筒2實現串級高電位供能裝置與外部電位的隔離。
使用時，將所述一次繞組4的出線端子與在線監測裝置的高壓部分連接，形成高壓側，為輸出繞組，將所述二次繞組5的出線端子與市電電源連接，形成低壓側，為輸入繞組。所述一次繞組4和所述二次繞組5設於所述絕緣體3上，通過所述鐵芯1的耦合，將市電電源傳遞到高電位側，並通過所述絕緣體3實現串級高電位供能裝置內部所述一次繞組 4、所述二次繞組5間電位的隔離。
所述絕緣筒2的上、下兩端均安裝有法蘭7使所述絕緣筒2內形成密封體，所述出線套管41、51從所述法蘭7的預留孔伸出，所述法蘭7的材質為金屬或絕緣材。所述絕緣筒2內裝有絕緣油，不僅加強了所述一次繞組4及所述二次繞組5間的對地絕緣性，同時， 利於所述串級高電位供能裝置的散熱。
可供選擇的是，所述絕緣筒2的材質為陶瓷或有機絕緣子絕緣件。為增強所述絕緣筒2的絕緣性，所述絕緣筒2的外壁設有絕緣傘裙。
如圖2所示，在本優選實施例中，所述鐵芯1包括有兩個鐵芯，分別為上部鐵芯11 和下部鐵芯12，所述絕緣體3包括有上部絕緣體31和下部絕緣體32。其中，所述上部鐵芯 11的上端設有一次繞組4，下端由內到外依次設有上部絕緣體31和上部傳遞繞組33 ；所述下部鐵芯12的上端依次設有下部絕緣體32和下部傳遞繞組34，所述下部鐵芯12的下端設有二次繞組5 ；並且，所述上部傳遞繞組33與所述下部傳遞繞組34連接。
所述上部鐵芯11和所述下部鐵芯12形成二級串聯結構，在使用時，設於所述上部鐵芯11上的一次繞組4位於高壓側，為輸出繞組，接入高電位處的在線監測裝置，為在線監測裝置供能，且所述一次繞組4接線端子與在線監測裝置的電位相同；設於所述下部鐵芯 12上的所述二次繞組5位於低壓側，為輸入繞組，接入市電電源。所述上部鐵芯11的上部傳遞繞組33和所述下部鐵芯12的下部傳遞繞組34相互連接，將市電電源從一級傳遞到二級至高電位側輸出。
所述一次繞組4及所述二次繞組5裝串聯有兩個電阻分壓器35、36，兩個所述電阻分壓器35、36之間引出連接線與所述上部傳遞繞組33及所述下部傳遞繞組34連接。
串級高電位供能裝置採用分級絕緣，每級絕緣只需承受一半的電壓，從而解決了單級油紙絕緣無法保證承受全電壓的問題。將電阻分壓器上二分之一全電壓引出與傳遞繞組聯接，使傳遞繞組均具有二分之一全電壓的電位，由於二個傳遞繞組和各自鐵芯之間僅承受有二分之一全電壓，因此該處的絕緣體設計強度要求可大大降低，有效地保證了高低電位的隔離。
以500kV變電站中35kV電容器組上應用為例在在線監測裝置中共配備了 6臺串級高電位供能裝置，由於電容器臺架處於1/2相對地電壓，為保證安全運行，串級高電位供能裝置採用高一等級即35kV絕緣水平，外部為瓷套的全密封結構，輸入輸出電壓均為交流220V，容量為10VA，自投運以來一直運行正常。
以上僅為本發明的具體實施例，並不以此限定本發明的保護範圍；在不違反本發明構思的基礎上所作的任何替換與改進，均屬本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種串級高電位供能裝置，其特徵在於，其包括有至少一個鐵芯及絕緣筒，所述鐵芯的外周設有絕緣體，所述絕緣體的上、下兩端分別設有一次繞組、二次繞組，所述一次繞組及所述二次繞組上分別設有出線套管引出其接線端子，所述鐵芯、所述絕緣體、所述一次繞組及所述二次繞組均被固定於所述絕緣筒內。
2.如權利要求1所述的串級高電位供能裝置，其特徵在於，其包括有兩個鐵芯，分別為上部鐵芯、下部鐵芯，所述絕緣體包括有上部絕緣體和下部絕緣體；所述上部鐵芯的上端設有一次繞組，下端由內到外依次設有所述上部絕緣體和上部傳遞繞組；所述下部鐵芯的上端依次設有所述下部絕緣體和下部傳遞繞組，所述下部鐵芯的下端設有二次繞組；其中，所述上部傳遞繞組與所述下部傳遞繞組連接。
3.如權利要求2所述的串級高電位供能裝置，其特徵在於，所述一次繞組及所述二次繞組裝串聯有兩個電阻分壓器，兩個所述電阻分壓器之間引出連接線與所述上部傳遞繞組及所述下部傳遞繞組連接。
4.如權利要求1所述的串級高電位供能裝置，其特徵在於，所述絕緣筒的上、下兩端均安裝有法蘭使所述絕緣筒內形成密封體，所述出線套管從所述法蘭伸出，所述絕緣筒內裝有絕緣油。
5.如權利要求1所述的串級高電位供能裝置，其特徵在於，所述絕緣筒的材質為陶瓷或有機絕緣子絕緣件。
6.如權利要求1所述的串級高電位供能裝置，其特徵在於，所述絕緣體通過繞包絕緣線纏繞形成。
7.如權利要求1所述的串級高電位供能裝置，其特徵在於，所述絕緣筒的外壁設有絕緣傘裙。
8.如權利要求4所述的串級高電位供能裝置，其特徵在於，所述法蘭的材質為金屬或絕緣材料。
全文摘要
本發明公開了一種串級高電位供能裝置，包括有鐵芯及絕緣筒，所述鐵芯的外周纏繞形成絕緣體，使所述鐵芯成為全絕緣結構，所述絕緣體的上、下兩端分別設有一次繞組、二次繞組，所述一次繞組及所述二次繞組上分別設有出線套管引出接線端子，所述鐵芯、所述絕緣體、所述一次繞組及所述二次繞組均被固定於所述絕緣筒內。通過所述絕緣體實現所述一次繞組及所述二次繞組間的電位隔離，使所述一次繞組和所述二次繞組完全處於高壓側或完全處於低壓側，並通過所述絕緣筒實現串級高電位供能裝置與外部電位的隔離。本發明能夠安裝於在線監測裝置的高壓部分與市電電源之間，解決了在線監測裝置的高壓部分的供電問題。
文檔編號G01R15/04GK102543410SQ20121003509
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月16日 優先權日2012年2月16日
發明者劉益軍, 李慧, 王巖, 羅容波, 蘇杏志, 黃松波 申請人:廣東電網公司佛山供電局