[实用新型]一种电子式电压互感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及互感器技术领域，特别涉及一种电子式电压互感器。

背景技术

在高压测量、监控和保护中，常采用一种电阻分压的电子式电压互感器取代传统的电磁式电压互感器，它具有体积小、重量轻、不饱和、无铁磁谐振等许多优点。

现有技术中采用电阻分压的电子式电压互感器如图1所示，电阻R1和R2串联，电容C并联在电阻R2上，电压二次信号引出线也并联在电阻R2上，此种结构存在很多不完善的地方，比如相位偏差、易受干扰、稳定性差等，其相位偏差图如图2所示，输出电压落后于输入电压一个角度α，这是由电阻分压器自身分布电容特性造成的。

凡采用电阻分压的高压电子式电压互感器，他的核心元件分压电阻不可避免的会受到分布参数的影响，这些分布参数包括：分压器高低压臂电阻间的分布电容，分压器本体的纵向电容，高压电极在内的高压端对分压器本体的杂散电容，分压器本体分别对高压端、对地的杂散电容，分压器对外界运行环境的杂散电容。正是这些分布参数的存在使分压器的技术参数变得复杂起来，使施加的高压不再沿分压器本体的总长度均匀降落，轴向电位不再等梯度均匀分布，从而导致实际输出与理论值存在幅值和相位误差。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型通过采用三电阻串联加并联电容补偿相位结构，从而减小由电阻分压器分布电容引起的电子式互感器的相位偏差，提高电子式电压互感器测量精度。

本实用新型的技术方案为：

一种电子式电压互感器，其特征在于，包括三个串联电阻及相位补偿电容C组成的电路结构，所述三个串联电阻包括最上端的高压电阻R1，连接在高压电阻下端的中压电阻R2，及连接在中压电阻R2下端的低压电阻R3，所述相位补偿电容C并联设置在中压电阻R2上，电压二次信号引出线并联设置在低压电阻R3上；所述高压电阻R1的阻值在10MΩ-200MΩ之间，所述中压电阻R2的阻值在100kΩ-10MΩ之间，所述低压电阻R3的阻值在1kΩ-100kΩ之间，所述相位补偿电容C的电容值在0.1nF～50nF之间。

所述电子式电压互感器应用于输入电压为10-35kV的电路。

所述电子式电压互感器应用于输入电压为10kV的电路。

所述电路中中压电阻R2上加载的电压不超过2000V。

所述电路中通过三个串联电阻的电流小于10mA。

所述电路中通过三个串联电阻的电流在0.05-1mA之间。

附图说明

图1为现有技术电子式电压互感器的电路连接图；

图2为现有技术输出电压和输入电压的相量图；

图3为本实用新型电子式电压互感器的电路连接图；

图4为本实用新型输出电压和输入电压的相量图。

具体实施方式

以下将结合附图及实验数据对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

参考图1，在现有技术的电子式电压互感器电路图中，电阻R1和R2串联，电容C(模拟电阻分压器的对地杂散分布电容)并联在电阻R2上，电压二次信号引出线也并联在电阻R2上；输入电压为电阻R1上的电压为电阻R2上的电压(即输出电压)为通过电阻R1的电流为比较输出电压与输入电压的相位关系。

采用相量法计算过程如下：

(其中2*f＝100)

Z_C＝-jX_C

由向量式

故

令

因此

所以，输出电压滞后输入电压一个角度

参考图2，电压相量关系图，设输入电压处于第一象限并与输出电压夹角为α，即输出电压滞后输入电压一个角度α。

本实用新型的技术方案如图3所示，高压电阻R1、中压电阻R2、低压电阻R3串联(与其并联的分压器对地杂散电容先不予考虑)，电容C(补偿电容)并联在中压电阻R2上，电压二次信号引出线并联在电阻R3上；输入电压为电阻R1上的电压为电阻R2上的电压为电阻R3上的电压(即输出电压)为通过电阻R1的电流为比较输出电压与输入电压的相位关系。

采用相量法计算过程如下：

由向量式

令

因此