专利名称：电容式电压互感器现场校验方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电容式电压互感器现场校验方法和装置，主要用 于计量用电容式电压互感器的现场误差测试。
背景技术：
常规的电容式电压互感器现场校验主要采用比较法进行，校验设 备主要由标准电压互感器、升压源(器)、负载箱组成。现场校验时， 利用升压源(器)同时向标准互感器和被测电容式电压互感器一次绕 组提供试验电压，然后以标准电压互感器的二次绕组输出为真值，计 算或测量出被测电容式电压互感器二次绕组的输出误差。该现场校验 方法的校验设备体积庞大、笨重，现场接线复杂，造成校验工作时间 长、效率低，难以满足电容式电压互感器大批量、高效率现场误差测 试的需要。发明内容本发明的目的在于解决现有电容式电压互感器现场校验设备体 积庞大、笨重、效率低下的现状，提出一种能显著降低校验设备重量 和体积的电容式电压互感器现场校验方法和装置。一种电容式电压互感器现场校验方法，主要包括如下步骤:步骤l、通过校验装置的第一信号处理器在被测电容式电压互感 器的一次侧接入交流测试信号源，二次侧开路；步骤2、通过校验装置的第一信号处理器测量该接入测试信号源 的电压、电流，同时第二信号处理器检测二次侧的电压信号，通过计 算得出该被测电容式电压互感器在该电压点下的比差和角差值；步骤3、校验装置采用于二次侧内部接入负荷单元的方式进行不 同负荷下比差和角差值的测试。所述的步骤1中校验装置的第一信号处理器在被测电容式电压 互感器的电容单元高压端和电磁单元低压接线端间分别施加两个交 流测试信号(W、 ^2), 二次侧开路；所述的步骤2中该校验装置的第二信号处理器分别测试出二次 侧端子的电压信号；根据施加的测试电压与二次侧所测电压的差值、 额定变比值，其中额定变比^ = ^/^, ^为一次额定电压、^为二次额定电压，该额定电压均由操作者输入，分别计算出被测电容式电 压互感器在该两个测试电压点(^ 、 )下的空载误差和实际变比《；所述的步骤3中，当完成步骤2的各项空载参数测试后，第一信 号处理器在一次侧施加测试电压"2)时，校验装置自动在二次侧并 入二次负荷(Z,)，按照步骤2的方法，计算出在测试电压点(^2)及 二次负荷Z,状态下的误差；步骤4、将所述的载波端、电磁单元低压接线端断开，电容单元 高压端与载波端短接；第一信号处理器在一次侧电容单元高压端和电 磁单元低压接线端施加一交流测试信号值为r'， 二次侧开路，第二信 号处理器在二次侧测量出电压信号值为^'，即可求出被测电容式电 压互感器电磁的实际变比i^ =F/r2，；步骤5、 一次侧电容单元高压端、电磁单元低压接线端、载波端 开路，根据测试得到的实际变比《、^和公式E-4.44yA^)，通过第二 信号处理器分别从二次侧注入低频、小电压测试信号(^)，测试出 在等效一次电压(W、 ^2)测试点下的一次空载导纳(&。 &2)， 根据上述空载测试电压点(W、 ^2)下的空载误差的差值以及空载 一次导纳差，求得一次回路阻抗(《)；步骤6、在串入二次负荷(Z,、)时，按照步骤5所述，分别测试 出二次负荷为Z,时、等效一次电压为^2、 ^点下的一次导纳值，计 算出在二次负荷为Z,、等效一次电压为^、 ^2点时的导纳差；由《、^点与Z,、 ^2点下的导纳差、 一次回路阻抗(^)、及二 次负荷(Z,)、电压为^2的误差，可计算出在负荷Z,、等效一次电压^ 下的比差/和角差5;步骤7、通过改变不同的二次负荷(Z,)和在二次侧注入不同的 低频、小电压(^)，可测试出不同负荷、不同电压点下的比差/和 角差5，从而完成该电容式电压互感器的现场校验。在所述步骤1、 2、 3、 4中釆用避开工频的测试信号，最终测试 结果通过频率曲线转化为工频下的测试结果。一种电容式电压互感器现场校验装置，主要包括一第一信号处理器用于在被测电容式电压互感器一次侧的电容 单元高压端、载波端和电磁单元低压接线端间施加交流测试信号并测 量该接入测试信号源的电压、电流值；一第二信号处理器用于当第一信号处理器在被测电容式电压互 感器一次侧的电容单元高压端和电磁单元低压接线端间施加交流测 试信号且二次侧开路时，测量二次侧端子的电压值；当一次侧电容单 元高压端、电磁单元低压接线端、载波端开路时，在二次侧输出低频、小电压信号,并测量二次回路的电流值；一微处理器用于当现场校验时，根据被测电容式电压互感器的 参数情况，控制第一信号处理器所施加的测试电压值的大小；并根据 预设值或操作者选定的接入负荷值控制内部负荷单元所并入的二次 负荷单元的大小；根据预设值或操作者选定的测试电压点控制第二信 号处理器在二次侧注入相应的低频、小电压信号的大小； 一内部负荷单元由微处理器控制自动并入二次侧； 一放大滤波单元用于将第一信号处理器和第二信号处理器输出 的信号放大、滤波后发送给微处理器，经微处理器计算及处理后将测 试结果在显示屏上显示出来；一输入装置用于输入测试参数和操作者指令； 以及一数据存储单元用于保存和处理测试结果。 本发明在被测电容式电压互感器一次侧和二次侧直接测量电压、 电流信号，计算出影响电容式电压互感器误差的参数。并利用其测试 结果计算出被测互感器的比差和角差。因此本发明的一种电容式电压 互感器现场校验方法不需要标准互感器、调压器、升压器、电抗器等 设备，仅需通过本发明中的电容式电压互感器现场校验装置即可实现 单独测量该被测电容式电压互感器的误差，节省试验时间，降低测试 电压信号，降低工作人员劳动强度，解决了现场电容式电压互感器误 差试验不易实施的困难，同时采用了异频技术，增强了抗干扰能力。
图1是本发明电容式电压互感器校验原理示意图； 图2是本发明电容式电压互感器等效电路示意图。 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施方式
如图1所示，其中Cl、 C2为电容分压单元，T为电磁单元，^为 补偿电抗器，a、 n为计量绕组，da、 dn为保护绕组，Zy为阻尼单元， Pl为被测电容式电压互感器的电容单元高压端，N为被测电容式电压 互感器的载波端，E为电磁单元低压接线端。本发明一种电容式电压互感器现场校验方法，主要包括如下步'步骤l、校验装置的第一信号处理器l在被测电容式电压互感器 的电容单元高压端Pl和电磁单元低压接线端E间分别施加两个不超 过3kV的交流测试信号W、 ^2， 二次侧开路；6步骤2、该校验装置的第二信号处理器2分别测试出二次侧端子 的电压信号W、 F22，并根据￡ = / + /5、 / = (i^xr2-F》/Fjx100。/。、^ = Zr2-ZFj(其中额定变比^-JV^， ^为一次额定电压、^为二次额定电压均由操作者通过键盘输入)， 计算出被测电容式电压互感 器在W、 ^2电压点下的空载误差&。 ^和实际变比k「^2A^2;步骤3、在测试完步骤2的各项空载参数后，校验装置自动在二 次侧并入二次负荷Z,，第一信号处理器1在一次侧施加^2电压时，按 照步骤2的方法，计算出在^2电压点下、二次负荷为Z,的误差^;步骤4、将图1中的载波端N端、电磁单元低压接线端E端断开， 电容单元高压端Pl端与载波端N端短接。由于阻尼单元^阻抗仅在出现谐振时才并接在保护绕组da、 dn上，在计算被测电容式电压互感器精度时可以忽略。因此可等效为图 2的被测电容式电压互感器等值电路。图2中J^为等值电容(Cl+C2)的等值电抗，J^为补偿电抗器，Zn 、 &2'为被测电容式电压互感器一二次绕组的漏抗(折算到一次侧)，^为被测电容式电压互感器一次绕组和补偿电抗器直流电阻及电容分压器损耗等值电阻之和 & =+ & + 及2'为被测电容式电压互感器二次绕组折算到一次的直流电阻，^为被测电容式电压互感器的励磁阻抗。由此，根据图2所示，第一信号处理器1在一次侧Pl、 E端施加 一不超过3kV的交流测试信号F'， 二次侧开路，第二信号处理器2 在二次侧测量出电压信号^'，即可求出被测电容式电压互感器实际 变比尺2="^'。步骤5、 一次侧电容单元高压端、电磁单元低压接线端、载波端开路。根据^1 =《><^1、 ^2 = ^xr22; ^=《2>^2 (其中y'i为载波端与电磁单元低压端之间的电压)，在保证^在工频信号下小于3kV,根据不同的&、 A，运用公式五-4.44/ VO，通过第二信号处理器分别 从二次侧注入低频、小电压测试信号^，测试出在等效一次电压W、^2测试点下的一次空载导纳^、 &2，根据/^=^-Ay-i;广i;2和4 -_~求得一次回路阻抗21 。步骤6、当第二信号处理器分别从二次侧注入低频、小电压测试 信号^且在串入二次负荷Z,时，按照步骤5所述，分别测试出二次负荷为Z,时、等效一次电压为《2、 ^点下的励磁导纳值^、 ^，计 算出导纳差A^-;-^。 '由公式= A&尸x Z, 、 &尸=ASjp + ￡v2 、 = + A尸艮卩可计算出在 Z,、 ^下的比差/和角差5。步骤7、通过改变不同的二次负荷Z,和二次侧注入的低频、小电 压信号^，可测试出不同负荷、不同电压点下的比差/和角差5，从而完成该电容式电压互感器的现场校验。该校验装置在步骤1、 2、 3、 4中采用避开工频的测试信号，最 终测试结果通过频率曲线转化为工频下的测试结果，因此具有很强的 抗现场干扰能力。本发明在被测电容式电压互感器一次侧和二次侧直接测量电压、 电流信号，并利用其测试结果计算出被测互感器的比差和角差。因此 本发明的一种电容式电压互感器现场校验方法不需要标准互感器、调 压器、升压器、电抗器等设备，仅需通过本发明中的电容式电压互感 器现场校验装置即可实现单独测量该被测电容式电压互感器的误差， 节省试验时间，降低测试电压信号，降低工作人员劳动强度，解决了 现场电容式电压互感器误差试验不易实施的困难，同时采用了异频技 术，增强了抗干扰能力。该校验装置主要包括第一信号处理器1、第二信号处理器2、放 大滤波单元3、微处理器4、显示屏5、输入装置6、数据存储单元7 和内部负荷单元8;其中该第一信号处理器1用于在被测电容式电压互感器一次侧 的电容单元高压端Pl、载波端和电磁单元低压接线端E间施加交流测试信号并测量该接入测试信号源的电压、电流值；该第二信号处理器2用于当第一信号处理器1在被测电容式电压 互感器一次侧的电容单元高压端Pl和电磁单元低压接线端E间施加 交流测试信号且二次侧开路时，测量二次侧端子的电压值；当一次侧 电容单元高压端P1、电磁单元低压接线端E、载波端N开路时，在二 次侧输出低频、小电压信号,并测量二次回路的电流值；当现场校验时，根据被测电容式电压互感器的参数情况，由微处 理器4控制第一信号处理器1所施加的测试电压值的大小；微处理器 4根据预设值或操作者选定的接入负荷值控制内部负荷单元8所并入 的二次负荷单元的大小；微处理器4根据预设值或客户选定的测试电 压点控制第二信号处理器在二次侧注入相应的低频、小电压信号；该 内部负荷单元由微处理器4控制自动并入二次侧；该放大滤波单元4 将第一信号处理器1和第二信号处理器2输出的信号放大、滤波后发 送给微处理器4，经微处理器4计算及处理后将测试结果在显示屏5 上显示出来；该输入装置6和数据存储单元7则实现了测试参数和操 作者指令的输入和测试结果的保存及处理。
权利要求
1、一种电容式电压互感器现场校验方法，其特征在于主要包括如下步骤步骤1、通过校验装置的第一信号处理器在被测电容式电压互感器的一次侧接入交流测试信号源，二次侧开路；步骤2、通过校验装置的第一信号处理器测量该接入测试信号源的电压、电流，同时第二信号处理器检测二次侧的电压信号，通过计算得出该被测电容式电压互感器在该电压点下的比差和角差值；步骤3、校验装置采用于二次侧内部接入负荷单元的方式进行不同负荷下比差和角差值的测试。
2、 根据权利要求1所述的一种电容式电压互感器现场校验方法， 其特征在于所述的步骤1中校验装置的第一信号处理器在被测电容 式电压互感器的电容单元高压端和电磁单元低压接线端间分别施加 两个交流测试信号(W、 ^2)， 二次侧开路；所述的步骤2中该校验装置的第二信号处理器分别测试出二次 侧端子的电压信号；根据施加的测试电压与二次侧所测电压的差值、 额定变比值，其中额定变比/^=^/^, ^为一次额定电压、F,为二 次额定电压，该额定电压均由操作者输入，分别计算出被测电容式电 压互感器在该两个测试电压点(W 、 "2 )下的空载误差和实际变比《；所述的步骤3中，当完成步骤2的各项空载参数测试后，第一信 号处理器在一次侧施加测试电压(^2)时，校验装置自动在二次侧并 入二次负荷(Z,)，按照步骤2的方法，计算出在测试电压点(^2)及 二次负荷Z,状态下的误差；步骤4、将所述的载波端、电磁单元低压接线端断开，电容单元 高压端与载波端短接；第一信号处理器在一次侧电容单元高压端和电 磁单元低压接线端施加一交流测试信号值为r'， 二次侧开路，第二信 号处理器在二次侧测量出电压信号值为^ '，即可求出被测电容式电 压互感器电磁的实际变比^ =r'/r2，；步骤5、 一次侧电容单元高压端、电磁单元低压接线端、载波端 开路，根据测试得到的实际变比^、 &和公式￡ = 4.44/^0)，通过第二 信号处理器分别从二次侧注入低频、小电压测试信号(^)，测试出 在等效一次电压(W、 ^2)测试点下的一次空载导纳(^、 &i2)，根据上述空载测试电压点(w、 ^2)下的空载误差的差ii以及'空载一次导纳差，求得一次回路阻抗(Z,);步骤6、在串入二次负荷(Z,)时，按照步骤5所述，分别测试出二次负荷为Z,时、等效一次电压为^2、 ^点下的一次导纳值，计 算出在二次负荷为Z,、等效一次电压为^、 ^2点时的导纳差；由Z,、 ^点与Z,、 ^2点下的导纳差、 一次回路阻抗(Z,)、及二 次负荷(Z,)、电压为^2的误差，可计算出在负荷Z,、等效一次电压^下的比差/和角差5;步骤7、通过改变不同的二次负荷(Z,)和在二次侧注入不同的 低频、小电压(^)，可测试出不同负荷、不同电压点下的比差/和角差^，从而完成该电容式电压互感器的现场校验。
3、 根据权利要求l、 2所述的任何一种电容式电压互感器现场校 验方法，其特征在于在所述步骤1、 2、 3、 4中采用避开工频的测 试信号，最终测试结果通过频率曲线转化为工频下的测试结果。
4、 一种电容式电压互感器现场校验装置，其特征在于主要包括-一第一信号处理器用于在被测电容式电压互感器一次侧的电容单元高压端、载波端和电磁单元低压接线端间施加交流测试信号并测 量该接入测试信号源的电压、电流值；一第二信号处理器用于当第一信号处理器在被测电容式电压互 感器一次侧的电容单元高压端和电磁单元低压接线端间施加交流测 试信号且二次侧开路时，测量二次侧端子的电压值；当一次侧电容单 元高压端、电磁单元低压接线端、载波端开路时，在二次侧输出低频、 小电压信号，并测量二次回路的电流值；一微处理器用于当现场校验时，根据被测电容式电压互感器的 参数情况，控制第一信号处理器所施加的测试电压值的大小；并根据 预设值或操作者选定的接入负荷值控制内部负荷单元所并入的二次 负荷单元的大小；根据预设值或操作者选定的测试电压点控制第二信 号处理器在二次侧注入相应的低频、小电压信号的大小；一内部负荷单元由微处理器控制自动并入二次侧；一放大滤波单元用于将第一信号处理器和第二信号处理器输出 的信号放大、滤波后发送给微处理器，经微处理器计算及处理后将测 试结果在显示屏上显示出来；一输入装置用于输入测试参数和操作者指令；以及一数据存储单元用于保存和处理测试结果。
全文摘要
本发明一种电容式电压互感器现场校验方法和装置，在被测电容式电压互感器一次侧和二次侧直接测量电压、电流信号，并利用其测试结果计算出被测互感器的比差和角差；因此本发明不需要标准互感器、调压器、升压器、电抗器等设备，仅需通过本发明中的电容式电压互感器现场校验装置即可实现单独测量该被测电容式电压互感器的误差，节省试验时间，降低工作人员劳动强度，解决了现场电容式电压互感器误差试验不易实施的困难。
文档编号G01R35/00GK101556320SQ20091011167
公开日2009年10月14日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者成 杨, 林玉涵, 理查德·道林, 陈耀高 申请人:厦门红相电力设备股份有限公司