三相中性点不接地系统的电压采样装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网技术领域，特别是涉及一种三相中性点不接地系统的电压采样装 置。
【背景技术】
[0002] 为保证电网的正常运行，通常需要对电网进行电能质量监测。对三相中性点接地 系统进行电能质量监测时，一般都使用电压互感器进行降压处理后，在电压互感器的二次 侦嶙三相的地电位点接在一起，电压互感器二次侧的相电压就可以准确代表高压侧的相电 压。
[0003] 然而，在三相中性点不接地系统中，变压器中该电压等级绕组的基本运行结线为 三角形结构，没有中性点引出接地，三相中性点不接地系统的中性点是由配电线路的三相 导线对地分布电容和接在三相中性点不接地系统上用于三相工作电压测量的电压互感器 的激磁电抗共同决定的，有很大的不确定性。因此，根据电压互感器二次侧的相电压得到的 高压侧的电压中含有该系统中参数谐振的电压干扰，对三相中性点不接地系统的电压测量 准确度低。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以提高电压测量准确度高的三相中性 点不接地系统的电压采样装置。
[0005] -种三相中性点不接地系统的电压采样装置，包括第一电阻、第二电阻、第三电 阻、第一电流电压转换器、第二电流电压转换器和第三电流电压转换器，所述第一电流电压 转换器、所述第二电流电压转换器和所述第三电流电压转换器均设置有正相输入端、反相 输入端和信号输出端；
[0006] 所述第一电阻一端连接所述第一电流电压转换器的正相输入端，另一端连接第一 相电压互感器二次侧的输出测量端，所述第二电阻一端连接所述第二电流电压转换器的正 相输入端，另一端连接第二相电压互感器二次侧的输出测量端，所述第三电阻一端连接所 述第三电流电压转换器的正相输入端，另一端连接第三相电压互感器二次侧的输出测量 端，所述第一电流电压转换器、所述第二电流电压转换器和所述第三电流电压转换器的反 相输入端连接在一起构成重构中性点，所述第一电流电压转换器、所述第二电流电压转换 器和所述第三电流电压转换器的信号输出端分别用于连接电压检测设备。
[0007] 上述三相中性点不接地系统的电压采样装置，第一电阻与第一电流电压转换器构 成Y型结线电路的第一支路；第二电阻与第二电流电压转换器构成Y型结线电路的第二支 路；第三电阻与第三电流电压转换器构成Y型结线电路的第三支路。第一电流电压转换器、 第二电流电压转换器和第三电流电压转换器的反相输入端连接在一起，建立重构中性点 〇2。参考星形/三角形电路变换理论，通过测量流过第一支路的电流、流过第二支路的电流 与流过第三支路的电流，即可得出对应Y型结线电路的各相电压，从而对应得出高压侧的 各相电压，完成对高压侧的电压测量。该电压采样装置可以完全排除系统设备元件参数改 变和谐振对电压测量的影响，提高电压测量的准确度。
【附图说明】
[0008] 图1为三相中性点不接地系统中等值电路和干扰来源示意图；
[0009] 图2为三相中性点不接地系统的电压测量装置的结构图；
[0010] 图3为一实施例中本发明三相中性点不接地系统的电压采样装置的结构图；
[0011] 图4为三角形电路与Y型结线电路变换的特性示意图；
[0012] 图5为另一实施例中本发明三相中性点不接地系统的电压采样装置的电路结构 图。
【具体实施方式】
[0013] 参考图1，为三相中性点不接地系统中等值电路和干扰来源示意图，变压器高压绕 组电场构成的激励电源Vp，通过线圈之间的分散耦合电容Cp，向由互感器激磁电感200和 该电压等级上对地分散电容Ca、Cb、Cc共同构成的等值电路提供谐振能量。三相对地电位 由于是系统原件参数决定的电位，而不完全是系统电压决定，所以三相中性点不接地系统 的零电位点有很大的不确定性。参考图2。电压互感器激励电感200的一次侧低压端接在 地电位点(^上，则电压互感器二次侧的电压输出上就会反映出这种因系统元件参数产生的 谐振电压。见图2。因此，若按现有的方法以电压互感器二次侧的电压ua、ub、uc来表示高 压侧的电压，误差较大。
[0014] 本发明提供一种可以提高测量准确度高的三相中性点不接地系统的电压采样装 置。参考图3,本发明一实施例中的三相中性点不接地系统的电压采样装置，包括第一电阻 R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电流电压转换器110、第二电流电压转换器120和第三电 流电压转换器130,第一电流电压转换器110、第二电流电压转换器120和第三电流电压转 换器130均设置有正相输入端、反相输入端和信号输出端。
[0015] 第一电阻R1 -端连接第一电流电压转换器110的正相输入端，另一端连接第一相 电压互感器二次侧210的输出测量端a ;第二电阻R2 -端连接第二电流电压转换器120的 正相输入端，另一端连接第二相电压互感器二次侧210的输出测量端b ;第三电阻R3 -端 连接第三电流电压转换器130的正相输入端，另一端连接第三相电压互感器二次侧210的 输出测量端c。第一电流电压转换器110、第二电流电压转换器120和第三电流电压转换器 130的反相输入端连接在一起构成重构中性点02，第一电流电压转换器110、第二电流电压 转换器120和第三电流电压转换器130的信号输出端用于分别连接电压检测设备。
[0016] 参考图3和图4,本发明三相中性点系统的电压采样装置的工作原理为：第一电阻 R1、第二电阻R2和第三电阻R3连接成Y型结线电路，通过第一电阻R1、第二电阻R2和第 三电阻R3分别连接电压互感器二次侧210的三相输出a、b、c，将三角形电路转换成Y型绕 结线电路，变换后的外特性（电压、测量用电流）一致。Y型结线电路中满足ia+ib+ic = 0 的条件，其中，ia为第一电阻R1所在支路的电流，ib为第一电阻R2所在支路的电流，ic为 第一电阻R3所在支路的电流，因此，将Y型结线电路中的结线中点作为重构中性点02，通过 准确测量流过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3所在的Y型结线电路的各相电流，即 可对应得出高压侧的各相电压，排除掉三相中性点不接地系统中的元件参数谐振干扰，准 确度高。
[0017] 在其中一实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3均为纯电阻。通过采 用纯电阻而非储能元件，避免引起高频相移和新的谐振出现，使得重构中性点〇2更准确。
[0018] 在其中一实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R1的阻值和精度均相 同。通过设置相同阻值和相同精度的三个电阻，进一步避免高频相移和新的谐振出现，重构 中性点〇2更准确。
[0019] 具体地，本实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值均为 200K Ω/2W，阻值精度均为0. 05 %。采用200K Ω/2W，阻值精度为0. 05 %的第一电阻R1、第 二电阻R2和第三电阻R3，接在低于380V以下的被测系统中，自身消耗功耗小，发热小，可以 且长时间稳定工作。
[0020] 在其中一实施例中，参考图5,第一电流电压转换器110包括第一小电流测量互感 器111、第一反馈电阻r和第一运算放大器115。第一运算放大器115的同相输入端和反相 输入端分别连接第一小电流测量互感器111二次侧的两端，且第一运算放大器115的同相 输入端与第一小电流测量互感器111二次侧连接的公共端接地，具体可以是通过联接到仪 器的公共地上接地，第一运算放大器115的输出端作为第一电流电压转换器110的信号输 出端，连接电压检测设备。第一反馈电阻r跨接在第一运算放大器115的反相输入端和输 出端。第一小电流测量互感器111 一次侧的一电流输入端作为第一电流电压转换器110的 正相输入端，连接第一电阻R1，第一小电流测量互感器111 一次侧的另一电流输入端作为 第一电流电压转换器110的反相输入端，与第二电流电压转换器120、第三电流电压转换器 130连接，构成重构中性点。
[0021] 通过测量第一运算放大器115的输出电压，可以对应得出第一电阻R1所在支路从 电压互感器二次侧210流到重构中性点02的电流，从而可以得出第一电阻R1所在支路的 相电压，可以完全排除系统设备参数改变对电压测量的影响，提高电压测量的准确性。第一 电阻R1、第一小电流测量互感器111、第一反馈电阻r与第一运算放大器115，可以将数百伏 的输入电压调理成数字电路处