[发明专利]组合式电气变量检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及组合式电气变量检测装置，其包括在公共框中布置的多个单相电流测量模块，对于每一个模块设置有独立的输出电缆/连接。

背景技术

在中压开关设备中，需要使用仪表用电流和电压互感器(transformer)，以便：

-将工厂或变电站的电流和电压值降低到使得能够被测量和保护设备检测到的值。

-使得次级测量和保护电路在电流上独立于初级电力电路，同时保证操作员的更好的安全性。

通常，通过在每一相上的独立装置来进行在中压网络中的电流和电压检测/测量。出于保护的目的，也需要用于剩余电流测量和/或剩余电压测量的独立装置。

也称为零序电流互感器的剩余电流互感器用于接地漏电的检测和接地故障保护。在这样的互感器中，三相系统的三个相(电缆或汇流条)通过电流互感器的内径。当系统无故障时，没有电流在剩余电流互感器的次级绕组中流动。当存在接地故障时，系统的剩余电流或零序电流流过剩余电流互感器的次级绕组，并且这运转所连接的继电器。

平衡系统的三个电压的和为零，但是如果系统经受单相接地故障，则不是这样。在该情况下存在的剩余电压作为用于检测接地故障条件的手段在保护开关设备的实践中是重要的。通过下述方式测量系统的剩余电压：以相至地的连接来连接三个单相电压互感器的初级绕组，并且串联地或以“开口三角形”来连接次级绕组。当施加平衡的正弦电压时，以“开口三角形”连接的次级绕组的输出是零，但是在不平衡的条件下，将产生系统的剩余电压。剩余电压是零序电压的三倍。

通常，如上所述的所有这些装置是独立的装置，它们需要被固定在系统内部的某处，以便保证初级导体的正确的定位和所有部件的机械稳定性。通常，感应仪表用互感器用于这个目的，尽管如此，也可以使用有时也被称为非传统仪表用互感器或传感器的电子仪表用互感器，以便满足相同的需要。

在感应电流互感器的情况下，很难制造在一个主体中设置有三个单相互感器的一个单元。如果如此，则解决方案会非常庞大和沉重，尤其是对于需要大的动态范围的保护的目的。此外，可以将三个单相互感器/线圈置于一个主体中，以便具有紧凑的解决方案，但是当今剩余电流测量需要独立的装置。

由于在传统电流互感器中铁磁芯的存在和结果产生的完全的解决方案的大小和重量，将相电流测量和甚至剩余电流测量组合在一起不是有益的。此外，铁磁芯的存在影响磁场，并且几个铁磁芯的组合——每一个铁磁芯被设计用于不同的额定初级电流——可能影响总磁场。这可能引起较高的非线性行为，其然后使得更难达到每一个测量所需要的精度。

也以相同的方式来使用电子电流互感器或传感器，但是它们的用于剩余电流测量的使用在中压应用中不常见，而是使用电流互感器。

为了能够计算输出功率，需要测量电子电流和电子电压。这些测量两者也是一些保护功能所需要的。在这样的情况下实现所有所需测量元件的限制因素可以是在中压开关装置内的空间。新的开关装置设计正在被设计得更小并且具有挑战性的参数，因此要求当今的传统仪表用互感器技术难以实现的更小和紧凑的测量方案。

本发明的一个目的是提出一种用于组合式电气变量检测装置的解决方案，所述组合式电气变量检测装置不仅用于测量在优选的三个单相中的电流，还用于同时测量在至少一个单相中的电压，并且包括剩余电流和电压测量可能性。

另一个目的是在公共框中布置小尺寸的测量模块并且提出整个组合式电气变量检测装置至输出测量和控制单元的容易的连接，其中，所述测量模块设置有用于每一个模块的独立的输出电缆/连接。

发明内容

已经通过组合式电气变量检测装置来实现了本发明的所述目的，所述组合式电气变量检测装置由在公共框内布置的多个单相电流测量模块构成，对于每一个模块具有独立的输出电缆/连接，本发明特征在于：至少一个单相电流测量模块设置有电压检测装置，所述组合式电气变量检测装置使用一个输出电缆/连接，其信号线耦接到来自所述模块的所述输出电缆/连接。优选的是，例如基于罗果夫斯基线圈原理的所有单相电流测量模块设置有电压检测装置。

在本发明的一个优选实施例中，所述组合式电气变量检测装置设置有围绕在所述公共框中的一个以上所述单相电流测量模块(1)的剩余电流检测装置。

在本发明的更优选的实施例中，所述组合式电气变量检测装置组合三个相电流测量模块，其中每一个相电流测量模块设置有对应的相电压检测装置，所有相电流测量模块和相电压检测装置与剩余电流检测装置一起被布置在所述公共框中，并且所有装置和模块被彼此接近地定位。