一种电压互感器测量误差校验方法与流程

本发明涉及互感器误差测量技术领域，具体涉及一种电压互感器测量误差校验方法。

背景技术：

随着工业经济的发展，电力系统内接入了越来越多的非线性负荷，谐波畸变率是衡量电能质量的重要指标，一般从电压互感器的二次取测量信号，用于对电能质量进行评估，因此在高次谐波条件下电压互感器的测量误差将会影响电能质量评估的准确性，电能计量存在同样的问题，目前谐波电能表已可以实现50次谐波以下电能的准确计量，然而如果互感器本身存在的测量误差，后端的计量再准确也是没有意义的，而传统的互感器的误差校验方法都是针对工频信号的，无法完成在高频条件下的误差测量，或者在高频条件下测量准确度较低。

因此，需要提供一种电压互感器测量误差的校验方法，实现从工频到高频的互感器误差的准确测量，以解决上述问题。

技术实现要素：

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种电压互感器测量误差校验方法。

本发明的技术方案是：

所述方法包括：

步骤1：在标准互感器的二次侧绕制一个参考绕组，并获取该参考绕组两端的电压信号U_ref；步骤2：获取标准互感器的二次侧绕组和待测互感器的二次侧绕组之间的电压差ΔU；

步骤3：测量所述电压差ΔU相对于电压信号U_ref的同相分量U_in和正交分量U_eq；

步骤4：测量标准互感器的二次侧绕组两端的电压信号U_2s；

步骤5：依据所述同相分量U_in、正交分量U_eq和电压信号U_2s计算待测互感器的测量误差。

优选的，所述步骤2采用隔离互感器获取电压差ΔU包括：

将所述隔离互感器一次侧绕组的一端与待测互感器中二次侧绕组的高压端连接，另一端与标准互感器中二次侧绕组的高压端连接；

所述电压差ΔU的值为所述隔离互感器的二次侧绕组两端的电压值；

优选的，所述隔离互感器的变比为1:1；

优选的，所述步骤3中采用锁相放大器测量所述同相分量U_in和正交分量U_eq；

将电压信号U_ref接入所述锁相放大器的参考信号输入端，将所述电压差ΔU接入锁相放大器的电压测量端；

优选的，所述步骤4中采用电压测量仪表直接测量所述测量标准互感器的二次侧绕组两端的电压信号U_2s；

优选的，所述待测互感器的测量误差包括比值误差e_a和角度误差e_r；

所述比值误差e_a的计算公式为：

所述角度误差e_r的计算公式为：

优选的，所述标准互感器为标准电磁式电压互感器。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

本发明提供的一种电压互感器测量误差校验方法，能够实现50Hz～2500Hz条件下电压互感器测量误差的准确测量，同时采用锁相放大器也能够保证较高的测量准确度。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1：本发明实施例中一种电压互感器测量误差校验方法原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明中一种电压互感器测量误差校验方法，适用于50Hz～2500Hz条件下的宽频误差测量，其实施例如图1所示，具体为：

1、向待测互感器和标准互感器的施加测试电源U。

本实施例中标准互感器为标准电磁式电压互感器。

2、在标准互感器的二次侧绕制一个参考绕组，并获取该参考绕组两端的电压信号U_ref；

3、获取标准互感器的二次侧绕组和待测互感器的二次侧绕组之间的电压差ΔU。

①：将隔离互感器一次侧绕组的一端与待测互感器中二次侧绕组的高压端连接，另一端与标准互感器中二次侧绕组的高压端连接；

②：采集隔离互感器的二次侧绕组两端的电压，该电压即为电压差ΔU的值。

本实施例中隔离互感器的变比为1:1。

4、测量电压差ΔU相对于电压信号U_ref的同相分量U_in和正交分量U_eq。

本实施例中采用锁相放大器测量所述同相分量U_in和正交分量U_eq：

①：将参考绕组通过同轴电缆接入锁相放大器的参考信号输入端，即将电压信号U_ref通过接入锁相放大器的参考信号输入端；

②：将隔离互感器的二次侧绕组也通过同轴电缆接入锁相放大器的电压测量端，即将电压差ΔU接入锁相放大器的电压测量端。

5、测量标准互感器的二次侧绕组两端的电压信号U_2s。

采用电压测量仪表直接测量所述测量标准互感器的二次侧绕组两端的电压信号U_2s。

本实施例中采用数字万用表34410A测量标准互感器的二次侧绕组两端的电压信号U_2s。

6、依据同相分量U_in、正交分量U_eq和电压信号U_2s计算待测互感器的测量误差。

待测互感器的测量误差包括比值误差e_a和角度误差e_r，其中，

比值误差e_a的计算公式为：

角度误差e_r的计算公式为：

本实施例中采用电压互感器测量误差校验方法对10kV电压互感器Tx测量误差校验的过程为：

1、在10kV标准电磁式电压互感器Ts的二次侧绕置一个参考绕组；电压互感器Ts的一次侧绕组匝数为3000匝，参考绕组的匝数为2匝，参考绕组两端电压信号的相位与电压互感器Ts的二次侧绕组输出电压的相位相同。

2、将电压互感器Tx的二次侧绕组的高压端和电压互感器Ts二次侧绕组的高压端分别接入隔离互感器的一次侧，隔离互感器的匝数比为200:200，得到电压互感器Tx和电压互感器Ts二次侧绕组的电压差ΔU。

3、将参考绕组两端的电压信号U_ref接入锁相放大器的参考信号输入端，将电压差ΔU接入锁相放大器的电压测量端，输出得到同相分量U_in和正交分量U_eq。

本实施例中锁相放大器采用Stanford Research Systems公司生产的SR850数字式锁相放大器，幅值测量精度1％，相位灵敏度0.001°。

4、用数字万用表34410A测量此时电压互感器Ts的二次侧绕组两端的电压信号U_2s。

5、依据公式(1)和(2)计算比值误差e_a和角度误差e_r。

本实施例中在电压互感器Tx和电压互感器Ts的一次侧施加的电源电压依次为2kV、5kV、8kV、10kV和12kV，并根据上述测量和计算方法就可以得到电压互感器Tx在2kV、5kV、8kV、10kV和12kV电压下的测量误差。

最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。