[发明专利]一种基于阻容分压原理的电压互感器

说明书

技术领域

本发明属于电力设备技术领域中的电压测量，特别是涉及一种电压互感器。

背景技术

电力系统用电压互感器是将电网高电压的信息传递到低电压二次侧的计量、测量仪表及继电保护、自动化控制装置的一种器件，是一次系统和二次系统的联络元件，其一次端子接入电网，二次输出端子分别与测量仪表、保护装置等相互连接。电压互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压和电能；与继电保护和自动化控制装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。电压互感器性能的好坏，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电保护装置动作的可靠性。

目前电力系统中普遍使用的是传统电磁式电压互感器和电容式电压互感器，电磁式电压互感器是一种特殊的变压器；电容式电压互感器是电磁式电压互感器的一种改进形式，它的原理是：高压通过电容分压器分得中压后引入电磁式电压互感器，再从电磁式电压互感器上取得输出信号。这两种类型的电压互感器存在以下几种问题：

一、容易发生铁磁谐振，危害电网安全运行。由于电磁式电压互感器是感性元件，容易与电网中的其它容性设备发生铁磁谐振，发生谐振时一般会产生过电压，使电网设备在过电压下运行，严重危害设备安全运行。

二、电容式电压互感器存在附加误差，影响测量及计量精度。油浸电容式电压互感器由多个电容串联而成，构成高压电容C₁及中压电容C₂的每个电容元件CY与周围特体间都存在杂散电容，该杂散电容的大小由各个电容元件与周围特体间的距离及其间的介质确定。当互感器安装动行的位置发生变化时，各电容元件与周围特体之间的距离发生变化，使杂散电容的大小也发生相应的变化；当周围环境变化或气候变化时，互感器周围介质的介电系数也会发生变化，致使杂散电容发生变化。当杂散电容变化时，等效的C₁、C₂必然发生变化，进而分压比和中压臂时间常数发生变化，进而电压互感器的比差和角差也会跟着变化。常用的油浸电容式电压互感器的环境附加误差将有所增大，这必将大大降低互感器在电力系统的测量及计量中的精度。

三、介质损耗大，油浸电容式电压互感器的介质损耗角正切较大，约1.2×10^-3左右，运行时将会产生较大的电能损耗，并导致温度上升，对互感器的运行不利。

四、对环境潜在威胁。由于电磁式电压互感器和电容式电压互感器的分压器和电磁装置均浸在绝缘油中，油的渗漏会污染环境，一旦发生击穿，绝缘油就会被分解，体积迅速膨胀，产生强大压力壳体爆裂。溢出的绝缘油遇到空气后被电击产生的高温点燃，极易引起火灾。

五、电容式电压互感器的暂态性能差。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于阻容分压原理的电压互感器，能够安全可靠、精确地对电容电压进行实时测量，满足现在电网智能化对电压互感器安全可靠性、暂态性能和准确性等要求。

本发明的基于阻容分压原理的电压互感器，其特征在于，该电压互感器包括：一次传感器、转换器，以及密闭壳体；所述的一次传感器为电阻与电容串联而成的分压器；所述电容为设置在密闭壳体内的低压电极，高压电极及导线构成；该低压电极为中心的电极柱或筒形电极，该高压电极为筒形电极，该高压电极环绕在低压电极外，并与低压电极同心；高压电极与低压电极之间形成一个同轴圆柱电容；该导线包括连接高压电极并从壳体一端引出的高压导线；连接低压电极并从壳体另一端引出的低压导线；所述的电阻为精密电阻器；所述电阻器的一端通过低压导线与低压电极相连接，电阻器的另一端与大地相连接；转换器的输入端通过低压导线与低压电极相连接，转换器的输出端为互感器二次输出端。

与现有技术相比：本发明有如下优点：

一、没有感性元件，不会与发生铁磁谐振；

二、杂散电容非常小，几乎可以忽略；有效解决常用的电容式电压互感器杂散电容增大计量误差的问题，提高计量精度；

三、采用压缩气体绝缘或真空绝缘，使其介损正切角提高两个数量级以上，故该互感器能耗小，温度大大降低，保证了运行的可靠性。

四、该互感器无油，解决了绝缘油带来的一系列环境污染、安全性差等一系列问题。

五、暂态性能优良。

附图说明

图1为本发明的实施例结构示意图；

图2为本发明的工作原理框图；

图3为本发明实施例的等效原理图；

图4为本发明实施例中模拟积分器的结构原理图。

具体实施方式