[发明专利]独立支柱式光学电流电压组合互感器

说明书

本发明涉及一种独立支柱式光学电流电压组合互感器，包括无源光学电流互感器、无源光学电压互感器和同轴圆柱形电容分压器，无源光学电流互感器采用磁光玻璃型无源光学电流传感单元，无源光学电压互感器是由同轴圆柱形电容分压器与光学电压传感单元结合成的，同轴圆柱形电容分压器是由圆柱形金属屏蔽筒、金属圆柱环与一次导体结合成的。本发明绝缘性能好，测量精度高，稳定性好，大大降低了设备成本。

技术领域

本发明涉及一种支柱式光学电流电压组合互感器，为电力系统提供测量、保护和监控用的电流和电压信息。

背景技术

电子式互感器具有许多传统互感器所无法比拟的优点：绝缘性能优良、无暂态磁饱和、动态测量范围大、无铁磁谐振、频率响应宽、体积小重量轻、易与数字设备接口等，在电力系统中具有广阔的应用前景。

根据测量对象的不同，电子式互感器可分为电子式电流互感器、电子式电压互感器和电子式电流电压组合互感器。电子式电流电压组合互感器可以是有源电子式电流互感器与有源电子式电压互感器或无源电子式电压互感器的组合，也可以是无源电子式电流互感器与有源电子式电压互感器或无源电子式电压互感器的组合。目前，主流的独立支柱式电子式电流电压组合互感器主要包括：(1)利用空心线圈(或与LPCT组合)传感被测电流和电容分压器传感被测电压的有源电子式电流电压组合互感器；(2)利用磁光玻璃传感被测电流和电容分压器传感被测电压的有源电子式电流电压组合互感器；(3)利用磁光玻璃传感被测电流和电光晶体直接传感被测电压的无源光学电流电压组合互感器。

独立支柱式电子式电流电压组合互感器中，传感被测电流的电子式电流互感器主要包括：(1)空心线圈型有源电子式电流互感器；(2)空心线圈与LPCT组合的有源电子式电流互感器；(3)磁光玻璃型无源光学电流互感器。而传感被测电压的电子式电压互感器主要有：(1)电容分压器型有源电子式电压互感器；(2)电光晶体全电压型无源光学电压互感器。

空心线圈或空心线圈与LPCT组合的有源电子式电流互感器一般采用线圈取能或激光供能的方式对高压侧电子电路进行供能，可靠性低；或是通过电缆将传感电信号传输至低压侧，在低压侧进行信号处理，由于传输的是电气小信号，抗干扰能力差，绝缘成本高。磁光玻璃型无源光学电流互感器基于Faraday磁光效应原理，高低压之间由光纤进行传输，抗干扰能力强，绝缘性能优良。

电容分压器型有源电子式电压互感器采用类似于电容式电压互感器(CVT)的多级电容串联分压方式，将高电压分压至小电压取样后再通过电子电路变换成数字光脉冲进行信号传输。由于采用了电容分压器，其长期运行分压比会受外界电场干扰和环境温度变化的影响而产生误差；而且在带滞留电荷重合闸时，聚集在低压电容器上的电荷不能通过负荷电阻及时完全释放，会引起暂态过电压，严重时将会影响到测量结果的正确性和继电保护动作的准确性。

电光晶体全电压型无源光学电压互感器实现了被测高压的真正直接测量，加在晶体上的电压不受环境温度的影响，纵向调制结构的光学电压传感单元不受外电场的影响，这使的光学电压互感器精度与稳定性得以提高。但是，全电压型光学电压互感器存在两个方面的难问题：一方面制作能够直接耐受被测高电压的性能优良的长条晶体非常困难，并且成本很高；另一方面电光晶体的半波电压通常只有几十千伏，远远小于被测电压，为了重建被测信号，信号解调原理对光路和电路要求均较高。

综上所述，目前独立支柱式电子式电流电压组合互感器还存在诸多技术问题。

发明内容

发明目的

本发明目的是解决现有独立支柱式电子式电流电压组合互感器存在的问题，提供一种结构新颖的独立支柱式光学电流电压组合互感器，绝缘性能好，测量精度高，稳定性好，大大降低了设备成本。

技术方案