實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置的製作方法

2023-10-23 14:00:42 6

專利名稱：實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電能測量領域，尤其涉及一種實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置。
背景技術：
變電站中常使用傳統的電壓互感器(例如電磁式電壓互感器)並可通過操作例如為空氣斷路器的電氣元件來使傳統的電壓互感器的二次負載相互並聯，從而實現二次迴路電壓並列。傳統的電壓互感器的二次輸出為大功率、高電壓信號，國際或國內標準的二次輸出的額定值為100/W V，而與電壓互感器相連接的二次負載的額定功率變化範圍一般為OVA 300VA，屬功率型強電範疇。當二次負載在其額定功率變化範圍內變化時，傳統互感器無須採取抗幹擾、防衰減的措施也能夠保證輸出的精度。 目前應用的電子式電壓互感器，特別是採用分壓器結構的電子式電壓互感器，其二次輸出為小功率、低電壓信號，國際或國內標準的二次輸出的額定值為3.25/WV，屬低功率模擬小信號範疇。一般在電子式電壓互感器二次負載前端採用有源電壓跟隨放大器，以使分壓器結構的電子式電壓互感器的輸出能承載起較多的二次負載。然而，由於低功率模擬小信號在信號傳輸過程中易受幹擾和衰減，故無法像傳統的電壓互感器那樣使用傳統的空氣斷路器對電子式電壓互感器進行二次輸出迴路負載的並聯操作，從而制約了電子式電壓互感器的實際應用範圍。

發明內容
本發明旨在提供一種實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，以解決現有技術中的二次負載的並聯連接方式不適用於電子式電壓互感器的二次輸出迴路的問題。為了實現上述目的，本發明提供了一種實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，包括第一電子式電壓互感器；第二電子式電壓互感器；第一電壓跟隨放大器，輸入端與第一電子式電壓互感器的輸出端連接，輸出端與第一負載連接；第二電壓跟隨放大器，輸入端與第二電子式電壓互感器的輸出端連接，輸出端與第二負載連接；該裝置還包括中間連接支路，連接於第一電壓跟隨放大器的輸出端與第二電壓跟隨放大器的相對應的輸出端之間，中間連接支路包括屏蔽電纜以及連接在屏蔽電纜的一端部的第一繼電器。進一步地，屏蔽電纜的另一端部連接有第二繼電器。進一步地，裝置還包括第三繼電器，連接於第一電壓跟隨放大器的輸出端與中間連接支路之間。進一步地，裝置還包括第四繼電器，連接於第二電壓跟隨放大器的輸出端與中間連接支路之間。進一步地，屏蔽電纜為雙屏蔽電纜。進一步地，屏蔽電纜為三相合一的雙屏蔽電纜。進一步地，第一電壓跟隨放大器以及第三繼電器封閉在第一金屬屏蔽盒內，第二電壓跟隨放大器以及第四繼電器封閉在第二金屬屏蔽盒內。進一步地，第一電壓跟隨放大器的輸出端與第一負載間設置有自恢復短路保護電路。進一步地，第二電壓跟隨放大器的輸出端與第二負載間設置有自恢復短路保護電路。應用本發明的技術方案，通過在中間連接支路上使用雙屏蔽電纜以及連接在屏蔽電纜的端部的繼電器，使信號在傳輸過程中具有很好的抗幹擾的效果。同時由於使用封閉在金屬屏蔽盒內的繼電器控制電子式電壓互感器二次迴路間的並聯連接，有效地抑制了信號衰減並提高了抗幹擾能力，從而有利於解決現有技術中的二次負載的並聯連接方式不適用於電子式電壓互感器的二次輸出迴路上的問題。
除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。


附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I示出了根據本發明實施例一的原理示意圖；圖2示出了根據本發明實施例二的原理示意圖；圖3示出了根據本發明實施例三的原理示意圖；以及圖4示出了根據本發明實施例四的原理示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。圖I示出了根據本發明實施例一的原理示意圖，其中實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置包括第一電子式電壓互感器11 ;第二電子式電壓互感器12 ;第一電壓跟隨放大器21，其輸入端與第一電子式電壓互感器11的輸出端連接，其輸出端與第一負載31連接；第二電壓跟隨放大器22，其輸入端與第二電子式電壓互感器12的輸出端連接，其輸出端與第二負載32連接；以及中間連接支路，其連接於第一電壓跟隨放大器21的輸出端與第二電壓跟隨放大器22的相對應的輸出端之間，中間連接支路包括屏蔽電纜50以及連接在屏蔽電纜50的一個端部的第一繼電器41。本領域技術人員將理解，第一繼電器41也可連接在屏蔽電纜50的另一端部，且可以由分別用於一相的三個繼電器組成，也可以為一個同時連接三相的繼電器。當繼電器41閉合後，就可以將第一負載31和第二負載32並聯，即實現第一電子式電壓互感器11的二次迴路與第二電子式電壓互感器12的二次迴路的電壓並聯。由於繼電器不會使經電壓跟隨放大器放大後的模擬小信號衰減，從而不會使與電壓跟隨放大器連接的二次負載受到影響，因而使用繼電器控制中間連接支路的連接狀態，就可以減小信號傳輸過程中的衰減。同時，由於屏蔽電纜50具有屏蔽外界電磁幹擾的作用，使得在傳輸過程中的模擬小信號具有一定的抗幹擾的效果。因此，有效地抑制了電子式電壓互感器二次迴路間的並聯連接時的衰減並提高了抗幹擾能力，從而有利於解決現有技術中的二次負載的並聯連接方式不適於應用在電子式電壓互感器的二次輸出迴路上的問題。由於電壓互感器一般用於與交流電源連接，故在圖I的實施例中，第一電壓跟隨放大器21與第二電壓跟隨放大器22均為三相有源分配器，且其輸出端與輸入端均為與交流電源的三相對應的三個連接端子。其中，輸入端的三個連接端子分別與電壓互感器的一相對應的輸出端連接，而其輸出端的三個連接端子也分別對應交流電源的三相。在本實施例中的第一電壓跟隨放大器21以及第一負載31之間還可設置有繼電器
43。由於在第一電壓跟隨放大器21的輸出端與相對應的中間連接支路之間設置了繼電器43，從而可在中間連接支路繼電器41處於連通狀態時，通過斷開繼電器43來斷開第一電壓跟隨放大器21與第一負載31的連接，進而使第一電子式電壓互感器11和第一電壓跟隨放 大器21得到了保護。若將本實施例應用於變電站，則第一電子式電壓互感器11、第一電壓跟隨放大器21以及第一負載31形成主變迴路，第二電子式電壓互感器12、第二電壓跟隨放大器22以及第二負載32形成備用迴路。當工作正常時，主變迴路和備用迴路均處於連通狀態，其上的各種電氣元件均具有載荷。在主變迴路發生故障時，由於處於主變迴路上的用於測量、保護的第一負載31仍要工作，故需要將第一負載31並聯到備用迴路的第二負載32上。這通過閉合第一繼電器41把主變迴路的第一負載31並聯到備用迴路的第二負載32上來實現。此外，還可斷開第三繼電器43來切斷第一負載31與主變迴路第一電壓跟隨放大器21的連接。圖2示出了根據本發明實施例二的原理示意圖。如圖2所示，與實施例一不同的是，本實施例在第一電子式電壓互感器11、第一電壓跟隨放大器21以及第一負載31形成的第一迴路中設置繼電器43的同時，還在第二電子式電壓互感器12、第二電壓跟隨放大器22以及第二負載32形成的第二迴路中設置第四繼電器44。若將本實施例中的裝置應用於變電站，則第一電子式電壓互感器11、第一電壓跟隨放大器21以及第一負載31形成主變迴路，第二電子式電壓互感器12、第二電壓跟隨放大器22以及第二負載32形成備用迴路。在主變迴路發生故障時，採取與實施例一相同的方式操作，而在備用迴路發生故障時，先通過第一繼電器41將第二負載32並聯到主變迴路的第一負載31上再通過第四繼電器44斷開備用迴路，這樣就可以實現主變迴路和備用迴路之間的任意切換。本領域技術人員將理解，在本發明的各個實施例中，可以任意選擇一個迴路作為主變迴路，而將其它迴路作為備用迴路。圖3示出了根據本發明實施例三的原理示意圖。與圖2所示的實施例相比，本實施例在屏蔽電纜50的另一端部上增加了第二繼電器42，即將每條屏蔽電纜50的兩個端部分別連接到第一繼電器41和第二繼電器42。同時，本實施例還將屏蔽電纜51以及屏蔽電纜52與屏蔽電纜50串接在一起。當具有第三負載迴路時，可以通過繼電器(未示出)將第三負載迴路連接到屏蔽電纜51或屏蔽電纜52的不與屏蔽電纜50連接的一端，從而可以類似的方法對三個以上的負載迴路進行電壓並列，進而使二次迴路負載並聯趨向靈活，此時中間連接支路包括屏蔽電纜50、屏蔽電纜51以及屏蔽電纜52。同樣的，若本實施例中的裝置應用於變電站，則第一電子式電壓互感器11、第一電壓跟隨放大器21以及第一負載31形成主變迴路，第二電子式電壓互感器12、第二電壓跟隨放大器22以及第二負載32形成備用迴路。在主變迴路有故障時由於處於主變迴路上的用於測量、保護的第一負載31仍要工作，故需要通過切換繼電器將第一負載31並聯到備用迴路的第二負載32上。先閉合第一繼電器41以及第二繼電器42，把主變迴路的第一負載31並聯到備用迴路的第二負載32上；再斷開第三繼電器43來切斷第一負載31與主變迴路第一電壓跟隨放大器21的連接。在備用迴路有故障時由於處於備用迴路上的用於測量、保護的第二負載32仍要工作，故需要通過切換繼電器將第二負載32並聯到主變迴路的第一負載31上。先閉合第一繼電器41以及第二繼電器42，把備用迴路的第二負載32並聯到主變迴路的第一負載31上，再斷開第四繼電器44來切斷第二負載32與備用迴路第二電壓跟隨放大器22的連接以保護備用迴路。當還具有第三負載迴路時，若圖3中的兩個迴路均發生故障，則先閉合第一繼電器41、第二繼電器42以及將第三負載迴路連接到屏蔽電纜的繼電器(未示出)來將第一負載31、第二負載32並聯到第三負載(未示出)，再斷開第三繼電器43和第四繼電器44。在上述實施例中，採用繼電器即可實現負載間的並聯，且操作簡單，無須人工接線。屏蔽電纜50、51和52均採用雙屏蔽電纜可以更好的起到屏蔽外界電磁幹擾的作用。中間連接支路採用三相合一的雙屏蔽電纜，可以減少中間連接支路上的導線，同時提高了抗 幹擾性能。圖4示出了根據本發明實施例四的原理示意圖，其中與圖3所示的實施例相比，第一電壓跟隨放大器21與第三繼電器43封閉在第一金屬屏蔽盒61內，第二電壓跟隨放大器22與第四繼電器44封閉在第二金屬屏蔽盒62內。這樣可以降低外界對信號源的幹擾，最大程度上保證電子式電壓互感器二次信號的輸出不受外界影響。同時，通過設置於屏蔽盒上的專用接口，可以將每個金屬屏蔽盒作為一個模塊來靈活地擴展二次負載的迴路數量，滿足實際使用的需要。此外，在上述實施例中，第一電壓跟隨放大器21的輸出端與第一負載31間設置有自恢復短路保護電路，第二電壓跟隨放大器22的輸出端與第二負載32間設置有自恢復短路保護電路。當任意的一個輸出迴路的負載發生短路時，都不會影響其它迴路的輸出。本領域技術人員將理解，只要能夠起到屏蔽和抗幹擾的作用，第一繼電器41、第二繼電器42以及自恢復短路保護電路也可安裝在相應的金屬屏蔽盒內，且多個電壓跟隨放大器也可安裝在一個金屬屏蔽盒中。從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果通過在中間連接支路上使用雙屏蔽電纜以及封閉在金屬屏蔽盒內的繼電器，信號在傳輸過程中具有很好的抗幹擾效果。同時，由於使用繼電器控制電子式電壓互感器二次迴路間的並聯連接，操作簡單，無須人工接線，且由於具有自恢復短路保護電路，即使發生某一迴路二次負載短路，也不會影響互感器輸出精度及其它二次設備的正常運行，保證了變電站安全、可靠運行。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，包括 第一電子式電壓互感器(11); 第二電子式電壓互感器(12)； 第一電壓跟隨放大器(21)，輸入端與所述第一電子式電壓互感器(11)的輸出端連接，輸出端與第一負載(31)連接； 第二電壓跟隨放大器(22)，輸入端與所述第二電子式電壓互感器(12)的輸出端連接，輸出端與第二負載(32)連接； 其特徵在於，所述裝置還包括 中間連接支路，連接於所述第一電壓跟隨放大器(21)的輸出端與所述第二電壓跟隨 放大器(22)的相對應的輸出端之間，所述中間連接支路包括屏蔽電纜(50)以及連接在所述屏蔽電纜(50)的一端部的第一繼電器(41)。
2.根據權利要求I所述的實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，其特徵在於，所述屏蔽電纜(50)的另一端部連接有第二繼電器(42)。
3.根據權利要求I或2所述的實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括第三繼電器(43)，連接於所述第一電壓跟隨放大器(21)的輸出端與所述中間連接支路之間。
4.根據權利要求3所述的實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括第四繼電器(44)，連接於所述第二電壓跟隨放大器(22)的輸出端與所述中間連接支路之間。
5.根據權利要求4所述的實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，其特徵在於，所述屏蔽電纜(50)為雙屏蔽電纜。
6.根據權利要求4所述的實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，其特徵在於，所述屏蔽電纜(50)為三相合一的雙屏蔽電纜。
7.根據權利要求6所述的實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，其特徵在於，所述第一電壓跟隨放大器(21)以及所述第三繼電器(43)封閉在第一金屬屏蔽盒(61)內，所述第二電壓跟隨放大器(22)以及所述第四繼電器(44)封閉在第二金屬屏蔽盒(62)內。
8.根據權利要求7所述的實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，其特徵在於，所述第一電壓跟隨放大器(21)的輸出端與所述第一負載(31)間設置有自恢復短路保護電路。
9.根據權利要求8所述的實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，其特徵在於，所述第二電壓跟隨放大器(22)的輸出端與所述第二負載(32)間設置有自恢復短路保護電路。
全文摘要
本發明提供了一種實現電子式電壓互感器二次迴路電壓並列的裝置，包括第一電子式電壓互感器；第二電子式電壓互感器；第一電壓跟隨放大器，輸入端與第一電子式電壓互感器的輸出端連接，輸出端與第一負載連接；第二電壓跟隨放大器，輸入端與第二電子式電壓互感器的輸出端連接，輸出端與第二負載連接；該裝置還包括中間連接支路，連接於第一電壓跟隨放大器的輸出端與第二電壓跟隨放大器的相對應的輸出端之間，中間連接支路包括屏蔽電纜以及連接在屏蔽電纜的端部的繼電器。本發明有利於解決現有技術中的二次負載的並聯連接方式不適於應用在電子式電壓互感器的二次輸出迴路上的問題。
文檔編號H02J9/04GK102738787SQ20111008896
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者陳文升, 馬文豪 申請人:上海Mwb互感器有限公司, 上海電力設計院有限公司