一种双二次绕组双级电压互感器的制作方法

本发明涉及一种双二次绕组双级电压互感器，属于电力监测与计量技术领域。

背景技术：

双级电压互感器见图1，有一个励磁绕组和一个一次绕组，可满足一个以地电位为参照电位的二次电压测量要求，如果同时还需要一个以一次电压的高压电位为参照电位的二次电压测量要求时，普通双级电压互感器不能满足要求。

技术实现要素：

本发明所要解决问题是提供一种双二次绕组双级电压互感器，该双级电压互感器，具有一个励磁绕组、一个一次绕组和二个二次绕组，其中，N_L为励磁绕组，N₁为一次绕组，N₂为以地电位为参照电位的二次绕组，N₃为以一次电压的高压电位为参照电位的二次绕组，在满足一个二次变换量以地电位为参照电位测量要求的同时满足另一个二次变换量以一次电压的高压电位为参照电位测量要求。

本发明采用下述技术方案来实现。一种双二次绕组双级电压互感器，包括第一级铁芯、第二级铁芯，励磁绕组N_L绕制在第一级铁芯上，一次绕组N₁和二次绕组N₂、二次绕组N₃绕制在第一级铁芯和第二级铁芯上。

更具体的，二次绕组N₂是以地电位为参照电位的二次绕组，二次绕组N₃为以一次电压的高压电位为参照电位的二次绕组。

更特别的是，励磁绕组N_L的高电位端A_L与一次绕组N₁的高电位端A连接，励磁绕组N_L的低电位端X_L与一次绕组N₁的低电位端X连接；二次绕组N₃的极性端2n与一次绕组N₁的高电位端A连接，二次绕组N₃的非极性端2a设置在一次绕组N₁的高电位端A一侧。

更特别的是，二次绕组N₃的非极性端2a与一次绕组N₁的低电位端X的绝缘距离应不小于一次绕组N₁的高电位端A与一次绕组N₁的低电位端X的距离。

更特别的是，二次绕组N₃的非极性端2a与一次绕组N₁的高电位端A之间绝缘距离应不小于2mm。

更特别的是，自一次绕组N₁的高电位端A引出A端子，自一次绕组N₁的低电位端X引出X端子，自二次绕组N₂的非极性端1a引出1a端子，自二次绕组N₂的极性端1n引出1n端子，自二次绕组N₃的非极性端2a引出2a端子。

本发明所述双二次绕组双级电压互感器的二次绕组N₂和二次绕组N₃的二次负荷为空载。

本发明的有益效果是，在普通双级电压互感器基础上，在外形上增加一个二次绕组N₃的2a端子，在绕制一次绕组N₁时，将二次绕组N₃与一次绕组N₁串联绕制，二次绕组N₃的极性端2n与一次绕组N₁的高电位端A连接，并引出至双二次绕组双级电压互感器的A端子，该A端子即是一次绕组N₁的高电位端A，又是二次绕组N₃的极性端2n；即解决了二次绕组N₃以一次电压的高压电位为参照电位测量二次电压的问题，又解决了两个二次绕组之间的绝缘问题；可同时实现一个以地电位为参照电位、另一个以一次电压的高压电位为参照电位二次电压测量，具有方法简洁、经济、科学、实用、可操作性强、成本低等优点。

附图说明

图1是普通双级电压互感器原理图；

图2是普通双级电压互感器绕组接线图；

图3是普通双级电压互感器等效电路图；

图4是普通双级电压互感器外形主示意图；

图5是普通双级电压互感器外形俯视图；

图6是双二次绕组双级电压互感器原理图；

图7是双二次绕组双级电压互感器绕组接线图；

图8是双二次绕组双级电压互感器等效电路图；

图9是双二次绕组双级电压互感器外形主示意图；

图10是双二次绕组双级电压互感器外形俯视图；

图中符号：

1----第一线铁芯、2----第二级铁芯；

N_L----励磁绕组；

N₁----一次绕组；

N₂、N₃----二次绕组；

A----一次绕组的高电位端、X----一次绕组的低电位端；

A_L----励磁绕组的高电位端、X_L----励磁绕组的低电位端；

1a----二次绕组N₂的非极性端、1n----二次绕组N₂的极性端；

2a----二次绕组N₃的非极性端、2n----二次绕组N₃的极性端；

----一次电压矢量；

----二次绕组N₂电压矢量；

----二次绕组N₃电压矢量；

----励磁绕组N_L电流矢量；

----一次绕组N₁电流矢量；

----第一级互感器的一次感应电势矢量；

----N₁绕组在两铁芯上的感应电势矢量；

Z_L----N_L绕组的内阻抗；

Z₁----N₁绕组的内阻抗；

Z′₂----折算到一次的N₂绕组的内阻抗；

Z′₃----折算到一次的N₃绕组的内阻抗；

Y_ml----第一级互感器的励磁导纳；

Y_m2----第二级互感器的励磁导纳；

----折算到一次的N₂绕组电压矢量；

----折算到一次的N₃绕组电压矢量。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施步骤作进一步的描述。

双二次绕组双级电压互感器如图6所示，所述双二次绕组双级电压互感器在常规双级电压互感器(见图1-5)基本原理上，并考虑制造工艺和绝缘技术因素，在绕制原有的一次绕组N₁和二次绕组N₂的铁芯上再加绕制另一个二次绕组N₃，二次绕组N₂的绕制位置、绝缘处理及输出方式等均不变(见图7)；一次绕组N₁的绝缘处理及输出方式等均不变，本发明要求二次绕组N₃与一次绕组N₁串联，先绕制二次绕组N₃再绕组一次绕组N₁，二次绕组N₃的极性端2n与一次绕组N₁的高电位端A连接，解决二次绕组N₃以一次电压的高压电位为参照电位的问题；依据双级电压互感器基本原理，励磁绕组N_L和一次绕组N₁的一次电压相等，绕组的匝数相等，励磁绕组N_L绕制在第一级铁芯上，一次绕组N₁和二次绕组N₂、二次绕组N₃绕制在第一级铁芯和第二级铁芯上。

本发明中励磁绕组N_L的高电位端A_L与一次绕组N₁的高电位端A连接，励磁绕组N_L的低电位端X_L与一次绕组N₁的低电位端X连接；本发明要求二次绕组N₃的极性端2n与一次绕组N₁的高电位端A连接，二次绕组N₃的非极性端2a设置在一次绕组N₁的高电位端A一侧(见图7)，二次绕组N₃的非极性端2a与一次绕组N的低电位端X的绝缘距离应不小于一次绕组N₁的高电位端A与一次绕组N₁的低电位端X的距离；二次绕组N₃的非极性端2a与一次绕组N₁的高电位端A之间的电位差为二次电压，依据JJG314-2010《测量用电压互感器检定规程》电压互感器额定二次电压的最大值为100V，因此，二次绕组N₃的非极性端2a与一次绕组N₁的高电位端A之间绝缘距离应不小于2mm。

本发明要求双二次绕组双级电压互感器的二次绕组N₂和二次绕组N₃的二次负荷为空载。

增加一个二次比例绕组后对双级电压互感器误差影响的评估，普通双级电压互感器等效电路图见图3，由电压互感器基本原理可知，其空载误差为：

推导参见《电压比例标准》，山西科学技术出版社，赵修民；赵屹涛编著，P24～P25；

比较双二次绕组双级电压互感器等效电路图见图8，电压互感器的误差由空载误差和负荷误差叠加构成，由于二次均为空载，因此，特殊双二次绕组双级电压互感器的误差仅为空载误差，其误差特性保持与普通双级电压互感器一致。

绕组匝数的计算：

$N=\frac{U_n}{e/T}\mathrm{...}\left(1\right)$

式中：

N为绕组匝数；U_n为额定一次电压；e为绕组的匝电势；T为1匝。

以额定一次电压10kV为例：

实施例1

1、维持同等级普通双级电压互感器基本原理、制造工艺、设计技术方法：

2、使用同等级普通双级电压互感器相同的绝缘材料、铁芯、导线；

3、励磁绕组、原一次绕组、二次绕组的计算、绕组方法、绕组位置不变；

4、原一次绕组、二次绕组在双级电压互感器外部设置的位置不变；

5、原同等级普通双级电压互感器外形基本不变，在A端子旁增加一个2a端子(见图7、图9、图10)，二次绕组N₃的非极性端2a与一次绕组N₁的低电位端X的绝缘距离应不小于一次绕组N₁的高电位端A与一次绕组N₁的低电位端X的距离，二次绕组N₃的非极性端2a与一次绕组N₁的高电位端A之间绝缘距离应不小于2mm。

6、励磁绕组N_L和一次绕组N₁的一次电压相等，绕组的匝数相等；

7、励磁绕组N_L绕制在第一级铁芯上，励磁绕组N_L的高电位端A_L与一次绕组N₁的高电位端A连接，励磁绕组N_L的低电位端X_L与一次绕组N₁的低电位端X连接；

8、在绕制一次绕组N₁时(见图7、图9、图10)，将二次绕组N₃与一次绕组N₁串联绕制在第一级铁芯和第二级铁芯上，二次绕组N₃的极性端2n与一次绕组N₁的高电位端A连接，并引出至双二次绕组双级电压互感器的A端子，该A端子即是一次绕组N₁的高电位端A，又是二次绕组N₃的极性端2n；

9、二次绕组N₃的2a端引出至双二次绕组双级电压互感器的2a端子；

10、一次绕组N₁的X端引出至双二次绕组双级电压互感器的X端子；

11、在原同等级普通双级电压互感器绕制二次绕组N₂的位置，绕制二次绕组N₂，二次绕组N₂的非极性端1a引出至双二次绕组双级电压互感器的1a端子，二次绕组N₂的极性端1n引出双二次绕组双级电压互感器的的1n端子；

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。采用双二次绕组双级电压互感器替换普通双级电压互感器，在满足一个以地电位为参照电位的二次电压测量要求的同时，还满足一个以一次电压的高压电位为参照电位的二次电压测量要求。