本發(fā)明涉及一種雙二次繞組雙級電壓互感器，屬于電力監(jiān)測與計量技術領域。

背景技術：

雙級電壓互感器見圖1，有一個勵磁繞組和一個一次繞組，可滿足一個以地電位為參照電位的二次電壓測量要求，如果同時還需要一個以一次電壓的高壓電位為參照電位的二次電壓測量要求時，普通雙級電壓互感器不能滿足要求。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決問題是提供一種雙二次繞組雙級電壓互感器，該雙級電壓互感器，具有一個勵磁繞組、一個一次繞組和二個二次繞組，其中，N_L為勵磁繞組，N₁為一次繞組，N₂為以地電位為參照電位的二次繞組，N₃為以一次電壓的高壓電位為參照電位的二次繞組，在滿足一個二次變換量以地電位為參照電位測量要求的同時滿足另一個二次變換量以一次電壓的高壓電位為參照電位測量要求。

本發(fā)明采用下述技術方案來實現。一種雙二次繞組雙級電壓互感器，包括第一級鐵芯、第二級鐵芯，勵磁繞組N_L繞制在第一級鐵芯上，一次繞組N₁和二次繞組N₂、二次繞組N₃繞制在第一級鐵芯和第二級鐵芯上。

更具體的，二次繞組N₂是以地電位為參照電位的二次繞組，二次繞組N₃為以一次電壓的高壓電位為參照電位的二次繞組。

更特別的是，勵磁繞組N_L的高電位端A_L與一次繞組N₁的高電位端A連接，勵磁繞組N_L的低電位端X_L與一次繞組N₁的低電位端X連接；二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，二次繞組N₃的非極性端2a設置在一次繞組N₁的高電位端A一側。

更特別的是，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的低電位端X的絕緣距離應不小于一次繞組N₁的高電位端A與一次繞組N₁的低電位端X的距離。

更特別的是，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的高電位端A之間絕緣距離應不小于2mm。

更特別的是，自一次繞組N₁的高電位端A引出A端子，自一次繞組N₁的低電位端X引出X端子，自二次繞組N₂的非極性端1a引出1a端子，自二次繞組N₂的極性端1n引出1n端子，自二次繞組N₃的非極性端2a引出2a端子。

本發(fā)明所述雙二次繞組雙級電壓互感器的二次繞組N₂和二次繞組N₃的二次負荷為空載。

本發(fā)明的有益效果是，在普通雙級電壓互感器基礎上，在外形上增加一個二次繞組N₃的2a端子，在繞制一次繞組N₁時，將二次繞組N₃與一次繞組N₁串聯繞制，二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，并引出至雙二次繞組雙級電壓互感器的A端子，該A端子即是一次繞組N₁的高電位端A，又是二次繞組N₃的極性端2n；即解決了二次繞組N₃以一次電壓的高壓電位為參照電位測量二次電壓的問題，又解決了兩個二次繞組之間的絕緣問題；可同時實現一個以地電位為參照電位、另一個以一次電壓的高壓電位為參照電位二次電壓測量，具有方法簡潔、經濟、科學、實用、可操作性強、成本低等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是普通雙級電壓互感器原理圖；

圖2是普通雙級電壓互感器繞組接線圖；

圖3是普通雙級電壓互感器等效電路圖；

圖4是普通雙級電壓互感器外形主示意圖；

圖5是普通雙級電壓互感器外形俯視圖；

圖6是雙二次繞組雙級電壓互感器原理圖；

圖7是雙二次繞組雙級電壓互感器繞組接線圖；

圖8是雙二次繞組雙級電壓互感器等效電路圖；

圖9是雙二次繞組雙級電壓互感器外形主示意圖；

圖10是雙二次繞組雙級電壓互感器外形俯視圖；

圖中符號：

1----第一線鐵芯、2----第二級鐵芯；

N_L----勵磁繞組；

N₁----一次繞組；

N₂、N₃----二次繞組；

A----一次繞組的高電位端、X----一次繞組的低電位端；

A_L----勵磁繞組的高電位端、X_L----勵磁繞組的低電位端；

1a----二次繞組N₂的非極性端、1n----二次繞組N₂的極性端；

2a----二次繞組N₃的非極性端、2n----二次繞組N₃的極性端；

----一次電壓矢量；

----二次繞組N₂電壓矢量；

----二次繞組N₃電壓矢量；

----勵磁繞組N_L電流矢量；

----一次繞組N₁電流矢量；

----第一級互感器的一次感應電勢矢量；

----N₁繞組在兩鐵芯上的感應電勢矢量；

Z_L----N_L繞組的內阻抗；

Z₁----N₁繞組的內阻抗；

Z′₂----折算到一次的N₂繞組的內阻抗；

Z′₃----折算到一次的N₃繞組的內阻抗；

Y_ml----第一級互感器的勵磁導納；

Y_m2----第二級互感器的勵磁導納；

----折算到一次的N₂繞組電壓矢量；

----折算到一次的N₃繞組電壓矢量。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施步驟作進一步的描述。

雙二次繞組雙級電壓互感器如圖6所示，所述雙二次繞組雙級電壓互感器在常規(guī)雙級電壓互感器(見圖1-5)基本原理上，并考慮制造工藝和絕緣技術因素，在繞制原有的一次繞組N₁和二次繞組N₂的鐵芯上再加繞制另一個二次繞組N₃，二次繞組N₂的繞制位置、絕緣處理及輸出方式等均不變(見圖7)；一次繞組N₁的絕緣處理及輸出方式等均不變，本發(fā)明要求二次繞組N₃與一次繞組N₁串聯，先繞制二次繞組N₃再繞組一次繞組N₁，二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，解決二次繞組N₃以一次電壓的高壓電位為參照電位的問題；依據雙級電壓互感器基本原理，勵磁繞組N_L和一次繞組N₁的一次電壓相等，繞組的匝數相等，勵磁繞組N_L繞制在第一級鐵芯上，一次繞組N₁和二次繞組N₂、二次繞組N₃繞制在第一級鐵芯和第二級鐵芯上。

本發(fā)明中勵磁繞組N_L的高電位端A_L與一次繞組N₁的高電位端A連接，勵磁繞組N_L的低電位端X_L與一次繞組N₁的低電位端X連接；本發(fā)明要求二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，二次繞組N₃的非極性端2a設置在一次繞組N₁的高電位端A一側(見圖7)，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N的低電位端X的絕緣距離應不小于一次繞組N₁的高電位端A與一次繞組N₁的低電位端X的距離；二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的高電位端A之間的電位差為二次電壓，依據JJG314-2010《測量用電壓互感器檢定規(guī)程》電壓互感器額定二次電壓的最大值為100V，因此，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的高電位端A之間絕緣距離應不小于2mm。

本發(fā)明要求雙二次繞組雙級電壓互感器的二次繞組N₂和二次繞組N₃的二次負荷為空載。

增加一個二次比例繞組后對雙級電壓互感器誤差影響的評估，普通雙級電壓互感器等效電路圖見圖3，由電壓互感器基本原理可知，其空載誤差為：

推導參見《電壓比例標準》，山西科學技術出版社，趙修民；趙屹濤編著，P24～P25；

比較雙二次繞組雙級電壓互感器等效電路圖見圖8，電壓互感器的誤差由空載誤差和負荷誤差疊加構成，由于二次均為空載，因此，特殊雙二次繞組雙級電壓互感器的誤差僅為空載誤差，其誤差特性保持與普通雙級電壓互感器一致。

繞組匝數的計算：

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

式中：

N為繞組匝數；U_n為額定一次電壓；e為繞組的匝電勢；T為1匝。

以額定一次電壓10kV為例：

實施例1

1、維持同等級普通雙級電壓互感器基本原理、制造工藝、設計技術方法：

2、使用同等級普通雙級電壓互感器相同的絕緣材料、鐵芯、導線；

3、勵磁繞組、原一次繞組、二次繞組的計算、繞組方法、繞組位置不變；

4、原一次繞組、二次繞組在雙級電壓互感器外部設置的位置不變；

5、原同等級普通雙級電壓互感器外形基本不變，在A端子旁增加一個2a端子(見圖7、圖9、圖10)，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的低電位端X的絕緣距離應不小于一次繞組N₁的高電位端A與一次繞組N₁的低電位端X的距離，二次繞組N₃的非極性端2a與一次繞組N₁的高電位端A之間絕緣距離應不小于2mm。

6、勵磁繞組N_L和一次繞組N₁的一次電壓相等，繞組的匝數相等；

7、勵磁繞組N_L繞制在第一級鐵芯上，勵磁繞組N_L的高電位端A_L與一次繞組N₁的高電位端A連接，勵磁繞組N_L的低電位端X_L與一次繞組N₁的低電位端X連接；

8、在繞制一次繞組N₁時(見圖7、圖9、圖10)，將二次繞組N₃與一次繞組N₁串聯繞制在第一級鐵芯和第二級鐵芯上，二次繞組N₃的極性端2n與一次繞組N₁的高電位端A連接，并引出至雙二次繞組雙級電壓互感器的A端子，該A端子即是一次繞組N₁的高電位端A，又是二次繞組N₃的極性端2n；

9、二次繞組N₃的2a端引出至雙二次繞組雙級電壓互感器的2a端子；

10、一次繞組N₁的X端引出至雙二次繞組雙級電壓互感器的X端子；

11、在原同等級普通雙級電壓互感器繞制二次繞組N₂的位置，繞制二次繞組N₂，二次繞組N₂的非極性端1a引出至雙二次繞組雙級電壓互感器的1a端子，二次繞組N₂的極性端1n引出雙二次繞組雙級電壓互感器的的1n端子；

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員的公知技術。采用雙二次繞組雙級電壓互感器替換普通雙級電壓互感器，在滿足一個以地電位為參照電位的二次電壓測量要求的同時，還滿足一個以一次電壓的高壓電位為參照電位的二次電壓測量要求。