專利名稱：三相集成電子式互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三相集成電子式互感器。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)普遍應(yīng)用的電流電壓測(cè)量裝置中，電壓、電流傳感器作為電網(wǎng)參數(shù)的主要參數(shù)測(cè)量方式被廣泛應(yīng)用，隨著保護(hù)功能不斷豐富，可靠性要求不斷提高，電力系統(tǒng)中已經(jīng)不再單獨(dú)依靠電流互感器來(lái)提供測(cè)量和保護(hù)信號(hào)，測(cè)量和保護(hù)裝置需要采集三相電流、三相電壓、零序電流、零序電壓等多個(gè)測(cè)量信號(hào)，目前常見(jiàn)的解決方案是分別采用電壓互感器、電流互感器、零序電壓互感器、零序電流互感器測(cè)量各自的電量信號(hào)，使得開(kāi)關(guān)設(shè)備體積龐大、接線復(fù)雜，成本高昂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種集成三相電流、電壓和零序電流、電壓測(cè)量功能、相位誤差小、無(wú)磁飽和，測(cè)量范圍大、響應(yīng)頻帶寬的三相集成電子式互感器。本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器采用的主要技術(shù)方案為:包括本體以及與所述本體相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換盒，所述本體內(nèi)澆注有三相測(cè)量組件，所述三相測(cè)量組件均包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用電容式電壓傳感器，所述電流傳感器采用羅氏線圈，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換盒內(nèi)安裝有信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述三相測(cè)量組件與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連接。本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器還可具有如下附屬技術(shù)特征:所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模 塊包括相連接的信號(hào)放大單元、信號(hào)合成單元、信號(hào)積分單元以及信號(hào)轉(zhuǎn)換單元。所述信號(hào)合成單元將三相電壓和三相電流分別進(jìn)行相序信號(hào)矢量相加合成零序電壓信號(hào)和零序電流信號(hào)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將所有測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流型信號(hào)輸出。所述電壓傳感器和電流傳感器采用同軸安裝，所述電壓傳感器位于所述電流傳感器內(nèi)部，在所述本體上對(duì)應(yīng)所述電壓傳感器的軸心處開(kāi)設(shè)有預(yù)留孔，被測(cè)一次導(dǎo)體由所述預(yù)留孔穿過(guò)所述電壓傳感器的軸心。所述電壓傳感器包括采用同心安裝的接地電極、低壓電極以及高壓電極，所述接地電極、低壓電極以及高壓電極之間采用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行絕緣。所述信號(hào)放大單元包括一運(yùn)算放大器Al以及連接在所述運(yùn)算放大器Al上的電阻R1、R2和可變電阻R3、過(guò)壓保護(hù)二極管D1，可變電阻R3校正所述三相測(cè)量組件輸出的信號(hào)。所述信號(hào)合成單元包括運(yùn)算放大器A2以及連接在所述運(yùn)算放大器A2上的電阻R4、R5、R6、R7、R8。所述信號(hào)積分單元包括運(yùn)算放大器A3以及連接在所述運(yùn)算放大器A3上的電阻R9、R10、R11、電容 Cl。
所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括運(yùn)算放大器A4以及連接在所述運(yùn)算放大器A4上的電阻R12、電容C2、保護(hù)二極管D2、互感器CTl，所述R12將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。采用本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器帶來(lái)的有益效果為集成三相電流、電壓和零序電流、電壓測(cè)量功能，分別采用羅氏線圈和電容分壓形式分別測(cè)量系統(tǒng)電流和電壓，沒(méi)有采用傳統(tǒng)電磁式的工頻變壓器形式，沒(méi)有傳統(tǒng)電磁式互感器的磁滯效應(yīng)，相位誤差小、無(wú)磁飽和，測(cè)量范圍大、響應(yīng)頻帶寬。采用三相共體時(shí)結(jié)構(gòu)，大大降低安裝尺寸，方便使用和維護(hù)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的三相測(cè)量組件中的其中一相的剖視圖。圖3為本發(fā)明的工作原理框圖。圖4為本發(fā)明中羅氏線圈的結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明中電容電壓傳感器工作原理圖。圖6為本發(fā)明中信號(hào)放大單元的原理圖。圖7為本發(fā)明中信號(hào)合成單元的原理圖。圖8為本發(fā)明中信號(hào)積分單元的原理圖。圖9為本發(fā)明中信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步的詳述如圖1至圖2所示，按照本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器的實(shí)施例，包括本體I以及與所述本體I相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換盒2，所述本體內(nèi)澆注有三相測(cè)量組件3，所述三相測(cè)量組件3均包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用電容式電壓傳感器，所述電流傳感器采用羅氏線圈31，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換盒2內(nèi)安裝有信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊21，所述三相測(cè)量組件3與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊21相連接。參見(jiàn)圖1至圖2，按照本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器的實(shí)施例，所述電壓傳感器和電流傳感器采用同軸安裝，所述電壓傳感器位于所述電流傳感器內(nèi)部，在所述本體I上對(duì)應(yīng)所述電壓傳感器的軸心處開(kāi)設(shè)有預(yù)留孔22，被測(cè)一次導(dǎo)體由所述預(yù)留孔22穿過(guò)所述電壓傳感器的軸心。參見(jiàn)圖1至圖2，按照本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器的實(shí)施例，所述電壓傳感器包括采用同心安裝的接地電極32、低壓電極33以及高壓電極34，所述接地電極32、低壓電極33以及高壓電極34之間采用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行絕緣，所述接地電極32與所述低壓電極33形成低壓電容Cb，所述高壓電極34與所述低壓電極33形成高壓電容Ca，所述的電壓傳感器為電容式電壓傳感器，本互感器采用三相共體式結(jié)構(gòu)，采用環(huán)氧絕緣材料將三相電壓、電流測(cè)量組件澆注為一個(gè)整體，被測(cè)高壓導(dǎo)體從互感器的三個(gè)預(yù)留孔22中穿過(guò)，互感器測(cè)量部件輸出信號(hào)線經(jīng)過(guò)傘裙進(jìn)入信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊21。如圖4所示，羅氏線圈31是均勻繞在非磁性骨架上的線圈，羅氏線圈31測(cè)量電流的理論依據(jù)是法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律，當(dāng)被測(cè)電流沿軸線通過(guò)羅氏線圈中心時(shí)，線圈上產(chǎn)生出的電壓正比于所穿過(guò)電流的變化率，即
權(quán)利要求
1.一種三相集成電子式互感器，包括本體以及與所述本體相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換盒，其特征在于:所述本體內(nèi)澆注有三相測(cè)量組件，所述三相測(cè)量組件均包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器采用電容式電壓傳感器，所述電流傳感器采用羅氏線圈，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換盒內(nèi)安裝有信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述三相測(cè)量組件與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相集成電子式互感器，其特征在于:所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括相連接的信號(hào)放大單元、信號(hào)合成單元、信號(hào)積分單元以及信號(hào)轉(zhuǎn)換單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號(hào)合成單元將三相電壓和三相電流分別進(jìn)行相序信號(hào)矢量相加合成零序電壓信號(hào)和零序電流信號(hào)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將所有測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流型信號(hào)輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相集成電子式互感器，其特征在于:所述電壓傳感器和電流傳感器采用同軸安裝，所述電壓傳感器位于所述電流傳感器內(nèi)部，在所述本體上對(duì)應(yīng)所述電壓傳感器的軸心處開(kāi)設(shè)有預(yù)留孔，被測(cè)一次導(dǎo)體由所述預(yù)留孔穿過(guò)所述電壓傳感器的軸心。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相集成電子式互感器，其特征在于:所述電壓傳感器包括采用同心安裝的接地電極、低壓電極以及高壓電極，所述接地電極、低壓電極以及高壓電極之間采用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行絕緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號(hào)放大單元包括一運(yùn)算放大器Al以及連接在所述運(yùn)算放大器Al上的電阻R1、R2和可變電阻R3、過(guò)壓保護(hù)二極管Dl，可變電阻R3校正所述三相測(cè)量組件輸出的信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號(hào)合成單元包括運(yùn)算放大器A2以及連接在所述運(yùn)算放大器A2上的電阻R4、R5、R6、R7、R8。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號(hào)積分單元包括運(yùn)算放大器A3以及連接在所述運(yùn)算放大器A3上的電阻R9、RIO、R11、電容Cl。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相集成式電子互感器，其特征在于:所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括運(yùn)算放大器A4以及連接在所述運(yùn)算放大器A4上的電阻R12、電容C2、保護(hù)二極管D2、互感器CTl，所述R12將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三相集成電子式互感器，包括本體以及與所述本體相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換盒，所述本體內(nèi)澆注有三相測(cè)量組件，所述三相測(cè)量組件均包括電壓傳感器和電流傳感器，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換盒內(nèi)安裝有信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。本發(fā)明提供的三相集成電子式互感器采用共體式結(jié)構(gòu)，集成三相電流、三相電壓和零序電流、零序電壓測(cè)量功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單；信號(hào)輸出采用小信號(hào)電流環(huán)方式，抗干擾能力強(qiáng)；電壓傳感器和電流傳感器分別采用羅氏線圈和電容式電壓傳感器，沒(méi)有傳統(tǒng)電磁式互感器的磁滯效應(yīng)和飽和現(xiàn)象，可滿足高精度的測(cè)量要求。
文檔編號(hào)G01R15/18GK103076481SQ20121057451
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者韓玉璽, 韓志剛, 顧翼南, 顏睿, 葉祖標(biāo), 陳明潔, 汪大杰 申請(qǐng)人:北京科銳配電自動(dòng)化股份有限公司