專利名稱：電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實用新型涉及高壓電子式電流互感器，尤其涉及電子式電流互感器高壓側(cè)傳感 頭與模擬通道接口保護電路。
背景技術(shù)：
電流互感器是電力系統(tǒng)中進行電能計量和繼電保護的重要設(shè)備，其精度及可靠性 與電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟運行密切相關(guān)。然而隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力傳輸系統(tǒng)容 量不斷增加，傳統(tǒng)的電磁式電流互感器暴露出一系列嚴重的缺點而不能滿足電力系統(tǒng)的要 求。與此同時，電子式電流互感器以其突出的優(yōu)點脫穎而出，其取代傳統(tǒng)電磁式互感器已經(jīng) 成為一種必然的趨勢，并成為人們研究的熱點。然而由于有電子線路在高壓側(cè)的存在，在高 壓大電流的環(huán)境下，如何能保證電子部分安全可靠的運行成為首要任務(wù)。目前，電子式電流互感器的傳感頭主要采用低功率電流互感器(LPCT)及空心互 感器(即Rogowski線圈，又稱羅氏線圈)，在遭受過電壓、過電流等極端情況時，電子式互感 器的傳感頭易受沖擊而導(dǎo)致性能下降或損壞。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口 保護電路。一種電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中包括保護 單元，保護單元用于與電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭、模擬通道接口相并聯(lián)；保護單元包 括至少一個二極管組，二極管組是由兩個二極管反向并聯(lián)構(gòu)成。所述的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中保護單 元包括至少兩個二極管組，各二極管組相串聯(lián)。所述的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中保護單 元包括十個二極管組。所述的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中保護單 元的兩端并聯(lián)有保護電容。本實用新型采用上述技術(shù)方案后將達到如下的技術(shù)效果本實用新型的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，通過保 護單元對高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口連接的取樣單元進行保護，保護單元是通過反并聯(lián) 的二極管組，在過載時，將高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口上所連接的取樣單元上的輸出電 流進行分流，從而保護取樣單元以及用于連接在取樣單元上的后端采集板；進一步的，通過 保護電容削弱故障電流情況下的工頻電流的高次諧波對二極管的導(dǎo)通反應(yīng)。如上可見，本 實用新型的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路可有效保護電子式 電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口。


圖1為本實用新型一種電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電 路的電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中 包括保護單元，保護單元用于與電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭、模擬通道接口相并聯(lián)；保 護單元包括至少一個二極管組，二極管組是由兩個二極管反向并聯(lián)構(gòu)成的。保護單元的兩 端并聯(lián)有保護電容。見圖1所示，本實施例中，保護單元由十個二極管組串聯(lián)構(gòu)成，每個二極管組均是 由兩個二極管反向并聯(lián)構(gòu)成，保護單元的兩端并聯(lián)有保護電容Cl ；圖中穿過低功率電流互 感器LPCT線圈的是高壓電力母線，取樣電阻Rl并接在低功率電流互感器LPCT線圈的二次 側(cè)，額定狀態(tài)下流過低功率電流互感器LPCT線圈二次側(cè)的電流是100mA，這樣取樣電阻Rl 的壓降是0. 7伏，低功率電流互感器LPCT線圈一次側(cè)通額定電流情況下保護單元中的二極 管Dl D20是不導(dǎo)通的，IOOmA電流基本完全流過取樣電阻R1，而保護單元中二極管組的 漏電流非常小，利用萬用表34401測試為10微安以下，對并接在取樣電阻Rl兩端A、B端的 后級采集板上的測量通道影響不大；本實施例中，保護電容Cl取10nF、220V，起到抑制低功 率電流互感器LPCT線圈二次側(cè)故障電流上升速度的作用，保護單元中的二極管Dl D20 是保護二極管用于獲得高的正向?qū)▔航?，減小正常的額定工作狀態(tài)下由于二極管Dl D20的分流作用對取樣電阻Rl造成的影響。比如做型式試驗時動熱穩(wěn)定實驗中可能的最大 一次電流為100KA，則二次電流最大為16A，二極管Dl D20采用額定電流為IOA的二極管 (故障電流是短時的，而二極管在短時工作時可有一定的過載能力)。如果低功率電流互感器LPCT線圈二次側(cè)輸出電流增加，取樣電阻Rl上的電壓也 將加大，取樣電阻Rl的功耗也將加大，這個趨勢直至二極管組的正向?qū)ǖ拈T檻電壓，10 個二極管組串聯(lián)的門檻電壓為IOV左右；也就是說，當?shù)凸β孰娏骰ジ衅鱈PCT線圈二次側(cè) 輸出電流大于1. 4A后，取樣電阻Rl兩端電壓將箝制在IOV (峰值)，取樣電阻Rl的功耗不 再增加，最大瞬時功耗為10X10/7 = 14. 28W.低功率電流互感器LPCT線圈二次側(cè)輸出電 流一部分將由保護單元中的二極管組分流，如此將保護取樣電阻Rl和后端的采集板。保 護單元中二極管的正向開通時間較短，小于1微秒，而故障電流雖然是工頻電流的高次諧 波，但二極管的反應(yīng)時間也是足夠的，通過并聯(lián)保護電容Cl的方式削弱這種影響。利用取樣電阻Rl和后級采集板對圖1的保護電路進行試驗，試驗電路中電流為 220/30 = 7. 33A (模擬熱穩(wěn)定)、220/15 = 14. 67A (模擬動穩(wěn)定)。試驗過程中采集板工作， 配合示波器進行監(jiān)測。試驗中，從處理器(MU)后臺和示波器上都可以監(jiān)測到保護單元中二 極管組保護的瞬態(tài)波形為削頂波。試驗間隔時間為2分鐘，模擬試驗各進行5次共10次。保護單元中10個二極管組并聯(lián)，其門檻電壓為IOV左右，取樣電阻Rl的最大功耗 為10X10/7 = 14. ^W，在試驗過程中，取樣電阻和采樣板完好。考慮模擬試驗和型式試驗的差異，留取裕度，還可以由四個相同的取樣電阻構(gòu)成 的取樣單元來代替圖1中單一的取樣電阻R1，該取樣單元中的其中兩個電阻構(gòu)成的并聯(lián)電 路與另外兩個電阻構(gòu)成的并聯(lián)電路相串聯(lián)，如此，取樣單元中每個取樣電阻瞬時功耗將變?yōu)?14. 28/4 = 3. 57ff0采取該保護電路后，重新進行溫度循環(huán)試驗，在-15度和40度時，相對于室溫17 度，其誤差分別為-0. 02%和0.01%，符合項目的需要。模擬試驗后，將保護電路組裝在互感器頭部，在武漢國家高壓計量站做動熱穩(wěn)定 實驗，試驗中額定動穩(wěn)定一次電流100KA，時間為1秒，額定短時熱電流40KA，時間為3秒， 實驗結(jié)束后對被測互感器進行復(fù)試，下面的表1所示為對被測互感器進行復(fù)試的結(jié)果數(shù) 據(jù)，由表1可見，測量精度沒有損失，符合要求。表1 額定一 次電流二次 端子級 別. 誤差額定電流百分比1520100120600A測量0.2S比例誤差 (%)-0.16-0.04+0.04 ·+0.04+0.06相位誤差’ C )+16+8+5+4+4保護5P比值誤差 (%)■ ///-0.28/相位誤差 C )！//+13/‘ 溫度18°C相對濕度，‘ 70%
權(quán)利要求1.一種電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其特征在于包括 保護單元，保護單元用于與電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭、模擬通道接口相并聯(lián)；保護單 元包括至少一個二極管組，二極管組是由兩個二極管反向并聯(lián)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其 特征在于保護單元包括至少兩個二極管組，各二極管組相串聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其 特征在于保護單元包括十個二極管組。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護 電路，其特征在于保護單元的兩端并聯(lián)有保護電容。
專利摘要一種電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路，其中包括保護單元，保護單元用于與電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭、模擬通道接口相并聯(lián)；保護單元包括至少一個二極管組，二極管組是由兩個二極管反向并聯(lián)構(gòu)成。保護單元是通過二極管組中反并聯(lián)的兩個二極管，在過載時，將高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口上所連接的取樣單元上的輸出電流進行分流，從而保護取樣單元以及用于連接在取樣單元上的后端采集板；進一步的，通過保護電容削弱故障電流情況下的工頻電流的高次諧波對二極管的導(dǎo)通反應(yīng)。如上可見，本實用新型的電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口保護電路可有效保護電子式電流互感器高壓側(cè)傳感頭與模擬通道接口。
文檔編號H02H9/02GK201838998SQ20102050273
公開日2011年5月18日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者喬利紅, 劉巍, 劉昊, 劉磊, 劉韶林, 孔圣立, 孫新良, 時晨, 李建三, 楊曉輝, 林烽, 沈強, 王少俊, 王英杰, 石光, 謝凱, 趙勇, 郭耀珠, 閻東 申請人:河南恩湃電力技術(shù)有限公司, 河南電力試驗研究院