一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法
【专利摘要】本发明公开了一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，包括以下步骤，1）生成电压互感器优化选型的输入参数集PJ；2）计算所有待选电压互感器型号的选型评价总分F；3）将所有待选电压互感器的选型评价总分F排序，总分F最高的电压互感器为运行状态计量精度最优的型号。本发明的提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，适用于电力电压互感器的设备选型，填补了电压互感器运行计量精度优化选型的技术空白，输出所有待选型号的运行计量精度评价分值，便于设计者在技术和经济性之间做权衡设计，具有良好的应用前景。
【专利说明】一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，属于电测量
【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 电能计量装置选型的合理性及其运行准确性直接影响到电量贸易结算的公平，电 力电压互感器是关口电能计量装置中的重要组成部分，其优化选型方法是保证关口电能精 确计量的关键技术之一。
[0003] 根据相关理论和试验结果，可以总结出多绕组电压互感器的二次负荷配置原则如 下：
[0004] (1)计量绕组的二次额定负荷选型要恰当，不宜过大，目前，电子式电能表逐渐普 及，相对于感应式电能表，电子式电能表的二次负荷大大减轻；另外，以往为了计量某计量 点流过的正反向有无功，需要安装四块感应式电能表，现在则只需安装一块电子式电能表； 还有，现在计量管理要求计量回路独立，因此计量回路只有电能表，没有其他二次设备。基 于以上三点原因，造成当前计量二次回路负荷普遍较轻，如果计量绕组额定负荷选择过大， 将造成计量绕组实际负荷率过低，计量绕组将运行于严重正偏差区域，甚至出现超差。
[0005] (2)保护绕组的二次额定负荷选型要恰当，不宜过大，采用微机保护替代传统电磁 式继电保护装置后，电压互感器保护绕组的二次负荷同样大大降低，如果选配的互感器保 护绕组额定负荷过大，将造成互感器计量误差控制区间宽度变差，即计量绕组在轻载和额 定负载时误差绝对值会更加接近互感器的误差限值。
[0006] 目前，电力系统中，统调电厂关口的电压互感器投运年限普遍较长，大部分是根据 电磁式二次设备的负荷容量进行的选型和配置；另外，为安全需要，设计部门往往以大于4 倍实际设备负荷的原则进行互感器容量选型，裕度过大。随着电子式电能表和微机保护装 置的推广应用，电压互感器计量绕组和保护绕组都严重轻载，可以预见，电压互感器的正偏 差现象将非常明显。
[0007] 国家出台了多个电压互感器配置和检定的标准和规范，包括：《电磁式电压互感器 GB1207-2006》、《JJG1021-2007电力互感器检定规程》、《电网关口电能计量装置配置规范 DB32/866-2005》等，明确指出了电压互感器的准确等级和误差限，文献《电压互感器二次负 荷对误差的影响》、《多绕组电压互感器实际负载下的误差的测试与计算》和《三绕组电压互 感器实际负荷下误差的推算方法》研究并分析了电压互感器的模型、计量误差的计算方法 以及多绕组二次负荷对计量误差的影响规律。
[0008] 综上所述，现有的标准、规范、研究文献等资料已经对电压互感器的计量精度做了 明确规定，并且对运行状态计量精度的关联影响因素展开了详细研究，但尚无提出一种有 效提升电压互感器运行状态计量精度的设备选型方法，该方法是指导新建电网关口或者旧 电网关口改造的关键技术。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是克服现有的标准、规范、研究文献等资料已经对电压互感器的计 量精度做了明确规定，但尚无提升电压互感器运行状态计量精度的设备选型方法的问题。 本发明的提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，适用于电力电压互感器的设 备选型，填补了电压互感器运行计量精度优化选型的技术空白，输出所有待选型号的运行 计量精度评价分值，便于设计者在技术和经济性之间做权衡设计，具有良好的应用前景。
[0010] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0011] 一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，其特征在于：包括以下 步骤，
[0012] 步骤（1)，生成电压互感器优化选型的输入参数集匕={DE，S1A，S 2A，S1N，S2N，WE}， 其中，D E为电压互感器准确等级，待选型的电压互感器具有相同的DE、S1A为电压互感器的计 量绕组需连接的实际二次负荷、S 2A为电压互感器的保护绕组需连接的实际二次负荷、S1N为 电压互感器的计量绕组额定二次负荷、S 2N为电压互感器的保护绕组额定二次负荷、WE为电 压互感器的计量误差控制宽度，计量误差控制宽度W E = Eu-Ed，由电压互感器的生产厂家测 量提供，Eu为上限误差，取计量绕组带2. 5VA负荷且保护绕组空载时的计量误差；Ed为下限 误差，取计量和保护绕组都带额定负荷时的计量误差；
[0013] 步骤⑵，计算所有待选电压互感器型号的选型评价总分F = Fi+F2+F3，其中，Fi为 计量额定负荷评价分项分值、F2为保护额定负荷评价分项分值、F 3为计量误差控制宽度评 价分项分值；
[0014] 步骤（3)，将所有待选电压互感器的选型评价总分F排序，总分F最高的电压互感 器为运行状态计量精度最优的型号。
[0015] 前述的一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，其特征在于：Fi 为计量额定负荷评价分项分值，用于评价计量绕组实际二次负荷S1A和额定二次负荷S1N的 比值对运行计量误差的影响，计量绕组实际二次负荷和额定负荷的比值对运行计量误差的 影响比重大，按照总分100分的40%来赋权，分项分值Fi满分F 1M取40分，根据公式（1)计 算得到匕，
[0016]
【权利要求】
1. 一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，其特征在于：包括以下步 骤， 步骤（1)，生成电压互感器优化选型的输入参数集匕={DE，S1A，S2A，S 1N，S2N，WE}，其中， DE为电压互感器准确等级，待选型的电压互感器具有相同的DE、S1A为电压互感器的计量绕 组需连接的实际二次负荷、S 2A为电压互感器的保护绕组需连接的实际二次负荷、S1N为电压 互感器的计量绕组额定二次负荷、S 2N为电压互感器的保护绕组额定二次负荷、WE为电压互 感器的计量误差控制宽度，计量误差控制宽度W E = Eu-Ed，由电压互感器的生产厂家测量提 供，Eu为上限误差，取计量绕组带2. 5VA负荷且保护绕组空载时的计量误差；Ed为下限误差， 取计量和保护绕组都带额定负荷时的计量误差； 步骤（2)，计算所有待选电压互感器型号的选型评价总分F = Fi+F2+F3，其中，匕为计量 额定负荷评价分项分值、F2为保护额定负荷评价分项分值、F3为计量误差控制宽度评价分 项分值； 步骤（3)，将所有待选电压互感器的选型评价总分F排序，总分F最高的电压互感器为 运行状态计量精度最优的型号。
2. 根据权利要求1所述的一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，其 特征在于：匕为计量额定负荷评价分项分值，用于评价计量绕组实际二次负荷S 1A和额定二 次负荷S1N的比值对运行计量误差的影响，计量绕组实际二次负荷和额定负荷的比值对运 行计量误差的影响比重大，按照总分100分的40%来赋权，分项分值Fi满分F 1M取40分，根 据公式（1)计算得到匕，
其中，实际二次负荷S1A取0. 5S1N时，计量误差绝对值最小；当S1A从0. 5S1N逐渐减少到 下限负荷2. 5VA时，误差逐渐变大接近正误差限，变化规律接近线性；当S1A从0. 5S1N逐渐 增大到1. 2S1N时，误差逐渐变小接近负误差限，变化规律接近线性。
3. 根据权利要求1所述的一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，其 特征在于：F2为保护额定负荷评价分项分值，用来评价保护绕组实际二次负荷S 2A和额定二 次负荷S2N的比值对运行计量误差的影响，保护绕组实际二次负荷S2A和额定二次负荷S 2N的 比值对运行计量误差的影响比重小，按照总分100分的10%来赋权，即分项分值F2满分F 2M 取10分，根据公式⑵计算得到F2，
其中，实际二次负荷S2A取0. 5S2N时，附加计量误差绝对值最小；当S2A从0. 5S2N逐渐减 少到空载时，附加计量误差逐渐变正，变化规律接近线性；当S2A从0.5S2N逐渐增大到S 2N时， 附加计量误差逐渐变负，变化规律接近线性。
4.根据权利要求1所述的一种提升电压互感器运行状态计量精度的优化选型方法，其 特征在于：F3为计量误差控制宽度评价分项分值，计量误差控制宽度对运行计量误差的影 响比重最大，按照总分100分的50%来赋权，即分项分值F 3满分F3M取50分，根据公式（3) 计算得到F3，
其中，计量误差控制宽度WE数值小于等于电压互感器准确等级De时，运行计量误差性 能好；当计量误差控制宽度WE从DE到2DE逐步增大时，运行计量精度将逐步变差，变化规律 接近线性；当计量误差控制宽度W E大于2DE时，电压互感器将不满足规程的误差要求，不能 选用。
【文档编号】G01R35/02GK104050375SQ201410279461
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】黄奇峰, 杨世海, 周赣, 卢树峰, 姚勋, 王忠东, 傅萌, 赵双双, 徐敏锐, 陈铭明, 陈刚, 吴桥 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 东南大学