一种轻便升压器的制作方法

1.本发明属于升压器技术领域，特别涉及一种轻便升压器。


背景技术：

2.电压互感器将高电压转换成低电压，低电压输入到测量设备，经测量设备按变比转换成高电压，用于监测电网高压设备的运行情况。为了校验电压互感器的电压转换功能，需要以高电压u1输入到电压互感器的一次侧，在二次侧测量输出的低电压u2，那么该电压互感器的变比就是高压侧电压除以低压侧电压，即变比k＝u1/u2。
3.u1越接近电压互感器的额定值，越能模拟电压互感器的正常运行状态，越能在接近额定条件下测量二次电压值。一次侧电压u1越高，二次侧的电压u2也越高，电压表测量二次侧电压越准确。
4.电力系统常见的线电压等级为：220v、380v、10kv、35kv、110kv、220kv、500kv，常见的电压互感器一次侧额定电压值也是跟随着电力系统电压等设计，二次侧电压统一设计为线电压100v。
5.目前校验电压互感器变比的方法有如下两种：
6.1、以380v工作电源接入到电压互感器一次侧，从二次侧以电压表测量二次侧电压。
7.2、以高压试验专业的电磁式升压器产生单相高压，将单相高压输入到电压互感器一次侧，从二次侧以电压表测量二次侧电压。
8.在工作中现有的工作电源电压为220v、380v工作电源，220v、380v工作电源完全适用于220v、380v电压互感器校验变比，对于10kv电压互感器，变比k＝10k/100＝100，以380v电压输入到一次侧，二次侧电压为3.8v，对于35kv电压互感器，变比k＝35k/100＝350，以380v电压输入到一次侧，二次侧电压为1.085v，电压表勉强能显示，工作人员能读取电压值。但是如果电压等级再大一级的电压互感器，二次侧测量电压将会是小数，而电压表显示屏上小数点后的数字会漂浮不定，工作人员很难读数。
9.目前两种校验电压互感器的方法存在以下弊端：
10.1、以380v工作电源校验电压互感器，适用于电压等级低的电压互感器，对较高电压等级电压互感器，由于二次侧电压太小，电压表测量到的电压显示值不稳定，读数不确定，校验不准确。
11.2、380v电源不易获取。有的场合只有220v电源，有的工作环境没有380v专用插座，常常以线芯挂接地380v接线柱上取电，工作人员易触电。
12.3、高压试验专业使用的电磁式升压器，使用220v工作电源，产生的高压电是单相电压，对于三相电压互感器，需要分相校验，工作效率低；高压试验专业的升压器体积大，重量重，需要两人搬运，户外作业移动使用不方便；另外，由于只有一相电压，对于三相电压互感器的开口三角绕组，如图2的pl、pn，无法校验在三相电压平衡状态下开口三角绕组有没有电压输出。
13.因此，发明一种轻便升压器来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

14.针对上述问题，本发明提供了一种轻便升压器，以解决上述背景技术中提出的问题。
15.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轻便升压器，包括三相交流电源、空气开关、升压器、电压互感器和升压器中性点电压采样电路，所述三相交流电源输出三相交流电，所述三相交流电包括电源a相、电源b相和电源c相，所述空气开关包括空气开关qf1、空气开关qf2、空气开关qf3、空气开关qf4、空气开关qf5和空气开关qf6，且电源a相连接到空气开关qf1，电源b相连接到空气开关qf3，电源c相连接到空气开关qf5，所述三相交流电源利用空气开关与升压器输入端连接，所述升压器输出端与电压互感器，所述升压器中性点电压采样电路与电压互感器连接。
16.进一步的，所述电源a相连接到空气开关qf1后，从空气开关qf1出来后分为两路，一路连接空气开关qf2，经空气开关qf2连接到升压器的低压侧a相极性端ta，另一路连接到升压器的低压侧c相非极性端tnc；
17.所述电源b相连接到空气开关qf3后，从空气开关qf3出来后分为两路，一路连接空气开关qf4，经空气开关qf4连接到升压器的低压侧b相极性端tb，另一路连接到升压器的低压侧a相非极性端tna；
18.所述电源c相连接到空气开关qf5，从空气开关qf5出来后分为两路，一路连接空气开关qf6，经空气开关qf6连接到升压器的低压侧c相极性端tc，另一路连接到升压器的低压侧b相非极性端tnb。
19.进一步的，所述升压器的输出端包括升压器高压侧的a相极性端ta、b相极性端tb和c相极性端tc，所述a相极性端ta与电压互感器高压侧极性端pc，b相极性端tb连接电压互感器高压侧极性端pb，c相极性端tc连接电压互感器高压侧极性端pc，所述升压器的高压侧非极性端tna、非极性端tnb和非极性端tnc连接在一起。
20.进一步的，所述电压互感器的低压侧三相绕组a相极性端p1a、b相极性端p1b，c相极性端p1c作为电压互感器低压侧三相绕组输出端，且电压互感器的低压侧三相绕组a相非极性端p1na、b相非极性端p1nb和c相非极性端p1nc相连接地。
21.进一步的，所述电压互感器的低压侧开口三角绕组p2a的极性端作为开口三角绕组的输出极性端pl、三角绕组p2a的非极性端连接三角绕组p2b的极性端、三角绕组p2b的非极性端连接三角绕组p2c极性端，三角绕组p2c的非极性端作为开口三角绕组的输出非极性端pn，所述开口三角绕组的输出极性端pl作为电压互感器低压侧开口三角绕组输出端。
22.进一步的，所述升压器中性点电压采样电路包括电压采样电阻、电压采样变压器、分压电阻、电压比较器和电压采样电路输出端，所述电压采样电阻一端连接升压器高压侧的非极性端tna、非极性端tnb和非极性端tnc，且电压采样电阻另一端接地，所述电压采样电阻两端并联电压采样变压器的一次绕组，电压采样变压器一次绕组极性端连接在电压采样电阻的靠升压器中性点端。
23.进一步的，所述电压采样变压器二次绕组连接电压比较器，电压采样变压器二次绕组的极性端连接电压比较器的同相端，电压采样变压器非极性端连接电压比较器的反相
端。
24.进一步的，所述分压电阻由电阻r1和电阻r2串联组成，电阻r1一端连接工作电源+vcc，电阻r1另一端连接电阻r2一端以及电压比较器的反相端，且电阻r2另一端接地。
25.进一步的，所述电压采样电路输出端作为升压器中性点电压采样电路的输出端out，电压采样电路输出端连接显示电路作指示用。
26.本发明的技术效果和优点：
27.1、本发明使用升压器将工作电源电压升高后再接入到电压互感器的一次侧，升压器应轻型化、小型化，适合户外移动作业使用，而且需要具有三相的升压器，每相的相位相差120
°
，测量电压互感器低压侧三相电压等参数可以校验电压互感器，测量开口三角绕组电压等参数可以校验平衡状态下开口三角绕组性能；当断开某一相或两相空气开关时，电压互感器将接收到不平衡的电压，通过测量开口三角绕组的输出极性端pl、开口三角绕组的输出非极性端pn的电压等参数，可以校验开口三角绕组在不平衡状态下性能。
28.2、本发明中升压器在使用过程中某一相或两相接地故障时，电压互感器的三相绕组将不平衡，由升压器的高压侧非极性端tna、非极性端tnb和非极性端tnc连接在一起的中性点将会产生电流，该电流流经电压采样电阻，电压采样电阻两端产生压降，使得并联在电压采样电阻两端的电压采样变压器二次侧产生电压，电压采样变压器的二次侧电压加在电压比较器的同相端和反相端，电压采样电阻两端电压大于电阻r2的电压时，电压比较器输出高电平，电压采样电路输出端起动外部的指示电路，指示升压器处理不正常工作状态。
29.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
31.图1示出了本发明实施例的轻便升压器电路图；
32.图2示出了本发明实施例的电压互感器电路绕组图；
33.图中：1、三相交流电源；2、空气开关；3、升压器；4、电压互感器；41、电压互感器低压侧三相绕组输出端；42、电压互感器低压侧开口三角绕组输出端；5、升压器中性点电压采样电路；51、电压采样电阻；52、电压采样变压器；53、分压电阻；54、电压比较器；55、电压采样电路输出端。
具体实施方式
34.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护
的范围。
35.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.本发明提供了一种轻便升压器，如图1所示，包括三相交流电源1、空气开关2、升压器3、电压互感器4和升压器中性点电压采样电路5，所述三相交流电源1输出三相交流电，所述三相交流电包括电源a相、电源b相和电源c相，所述空气开关2包括空气开关qf1、空气开关qf2、空气开关qf3、空气开关qf4、空气开关qf5和空气开关qf6，且电源a相连接到空气开关qf1，电源b相连接到空气开关qf3，电源c相连接到空气开关qf5，所述三相交流电源1利用空气开关2与升压器3输入端连接，所述升压器3输出端与电压互感器4，所述升压器中性点电压采样电路5与电压互感器4连接。
38.其中，三相交流电源1为三相380v电源，电源a相、电源b相和电源c相的相电压为220v，电源a相、电源b相和电源c相的相位相差120
°
。三相交流电源1经空气开关2控制后，连接到升压器3一次侧(低压侧)，升压器3二次侧(高压侧)产生高电压，升压器3的二次侧连接到电压互感器4一次侧，从而使电压互感器4接入到升压后的高于380v的高电压。且升压器3采用线圈绕制，一次侧绕组圈数小于二次侧绕组圈数，实现升压。示例性的，升压器3的电压大电流小，升压器3的功率在50va以下，从而给实现小型化以及轻型化设计。为使电压互感器4校验时测量数据更准确，应使用升压器3将工作电源电压升高后再接入到电压互感器4的一次侧，升压器3应轻型化、小型化，适合户外移动作业使用，而且需要具有三相的升压器3，每相的相位相差120
°
。
39.在图1中，所述电源a相连接到空气开关qf1后，从空气开关qf1出来后分为两路，一路连接空气开关qf2，经空气开关qf2连接到升压器3的低压侧a相极性端ta，另一路连接到升压器3的低压侧c相非极性端tnc；所述电源b相连接到空气开关qf3后，从空气开关qf3出来后分为两路，一路连接空气开关qf4，经空气开关qf4连接到升压器3的低压侧b相极性端tb，另一路连接到升压器3的低压侧a相非极性端tna；所述电源c相连接到空气开关qf5，从空气开关qf5出来后分为两路，一路连接空气开关qf6，经空气开关qf6连接到升压器3的低压侧c相极性端tc，另一路连接到升压器3的低压侧b相非极性端tnb。
40.在图1中，所述升压器3的输出端包括升压器高压侧的a相极性端ta、b相极性端tb和c相极性端tc，所述a相极性端ta与电压互感器高压侧极性端pc，b相极性端tb连接电压互感器高压侧极性端pb，c相极性端tc连接电压互感器高压侧极性端pc，所述升压器3的高压侧非极性端tna、非极性端tnb和非极性端tnc连接在一起。
41.在图1和图2中，所述电压互感器4的低压侧三相绕组a相极性端p1a、b相极性端p1b，c相极性端p1c作为电压互感器低压侧三相绕组输出端41，且电压互感器4的低压侧三相绕组a相非极性端p1na、b相非极性端p1nb和c相非极性端p1nc相连接地。
42.在图1和图2中，所述电压互感器4的低压侧开口三角绕组p2a的极性端作为开口三角绕组的输出极性端pl、三角绕组p2a的非极性端连接三角绕组p2b的极性端、三角绕组p2b的非极性端连接三角绕组p2c极性端，三角绕组p2c的非极性端作为开口三角绕组的输出非
极性端pn，所述开口三角绕组的输出极性端pl作为电压互感器低压侧开口三角绕组输出端42。
43.在图1中，所述升压器中性点电压采样电路5包括电压采样电阻51、电压采样变压器52、分压电阻53、电压比较器54和电压采样电路输出端55，所述电压采样电阻51一端连接升压器3高压侧的非极性端tna、非极性端tnb和非极性端tnc，且电压采样电阻51另一端接地，所述电压采样电阻51两端并联电压采样变压器52的一次绕组，电压采样变压器52一次绕组极性端连接在电压采样电阻51的靠升压器3中性点端。当升压器3在使用过程中某一相或两相接地故障时，电压互感器4的三相绕组将不平衡，由升压器3的高压侧非极性端tna、非极性端tnb和非极性端tnc连接在一起的中性点将会产生电流，该电流流经电压采样电阻51，电压采样电阻51两端产生压降，使得并联在电压采样电阻51两端的电压采样变压器52二次侧产生电压，电压采样变压器52的二次侧电压加在电压比较器54的同相端和反相端。
44.在图1中，所述电压采样变压器52二次绕组连接电压比较器54，电压采样变压器52二次绕组的极性端连接电压比较器54的同相端，电压采样变压器52非极性端连接电压比较器54的反相端。
45.在图1中，所述分压电阻53由电阻r1和电阻r2串联组成，电阻r1一端连接工作电源+vcc，电阻r1另一端连接电阻r2一端以及电压比较器54的反相端，且电阻r2另一端接地。
46.在图1中，所述电压采样电路输出端55作为升压器中性点电压采样电路5的输出端out，电压采样电路输出端55连接显示电路作指示用。电压采样电阻51两端电压大于电阻r2的电压时，电压比较器54输出高电平，电压采样电路输出端55起动外部的指示电路，指示升压器3处理不正常工作状态。
47.本发明工作原理：
48.参照说明书附图1-2，三相交流电源1经空气开关2进入到升压器3中,升压器3输出三相高压电到电压互感器4的高压侧，使电压互感器4高压侧接收到高压电，从而在电压互感器4低压侧产生低压电，测量电压互感器4低压侧三相电压等参数可以校验电压互感器4，测量开口三角绕组电压等参数可以校验平衡状态下开口三角绕组性能。当断开某一相或两相空气开关2时，电压互感器4将接收到不平衡的电压，通过测量开口三角绕组的输出极性端pl、开口三角绕组的输出非极性端pn的电压等参数，可以校验开口三角绕组在不平衡状态下性能。
49.当升压器3在使用过程中某一相或两相接地故障时，电压互感器4的三相绕组将不平衡，由升压器3的高压侧非极性端tna、非极性端tnb和非极性端tnc连接在一起的中性点将会产生电流，该电流流经电压采样电阻51，电压采样电阻51两端产生压降，使得并联在电压采样电阻51两端的电压采样变压器52二次侧产生电压，电压采样变压器52的二次侧电压加在电压比较器54的同相端和反相端。
50.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
52.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。