一种电压互感器二次回路动态补偿装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电压互感器二次回路动态补偿装置，由无线传感器A、无线传感器C、电压采样、加法器、移相变换器、电流采样、信号反馈模块、变增益放大、功率放大、补偿输出、单片机动态控制、保护电路组成。本实用新型可广泛运用于发电厂、变电站、供电部门对电压互感器二次回路进行补偿，动态微机跟踪电压互感器二次线路压降的变化，具有电压互感器二次线路压降自动保护，报警并退出二次测量系统。
【专利说明】-种电压互感器二次回路动态补偿装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电力测量领域，尤其涉及一种电压互感器二次回路动态补偿装 置。
【背景技术】
[0002] 对于电能表的误差和互感器的合成误差，目前普遍采用提高电压互感器准确度等 级和电能表的准确度等级方法，很容易将其调得很小。而对于二次回路压降引起的误差， 国家制定了一系列规程，希望能够将其减小在一个合理的范围之内。根据《电能计量装置 技术管理规程》DL448-2000的规定："电压互感器二次回路电压降，对I类、II类、III类计 费用计量装置，应不大于额定二次电压的〇. 2% ;其它计量装置，应不大于额定二次电压的 0. 5%。电网电路设计和改造中就是严格按照这个规定选择电压互感器二次线的截面和元 器件的，但在实际测试中发现，二次回路压降往往超标，对于1995年以前建设的电厂和变 电站，其使用的电能计量装置误差大多数不能满足电能计量管理规程的要求，且有相当部 分的二次压降误差超标严重，高达1%-2. 5%。据了解，这种现象全国普遍存在。从而导致 少计发电量、供电量、用电量，造成发、供电量收支不平衡，以及少收电费，严重影响了测量 准确度和供、发电部门的利益。
[0003] 电压互感器二次压降过大是导致电能计量误差的主要原因，而引起压降的因素一 是负载电流，二是回路电阻。通过实际测试电流和电阻数据分析，二次负载电流一般在正 常范围内变化，且比较稳定，而回路电阻却变化很大，远远超出了设计要求；其根本原因是 因室外的电压互感器一般与控制室的电能表距离较远，其间除连接的二次导线外，还有开 关、熔断器、端子排等电气元件，而这些元件的接触电阻因受接触点状态和压力以及接触表 面氧化等因素的影响是不稳定的、随机变化的、不可预测的，有时比二次导线本身的电阻还 大的多，它在电压互感器二次回路引起的压降较大，且是一个动态变量，使得线路末端的电 压测量值与电压互感器二次出口端电压产生偏差，导致电能计量不准。以云南水利资源大 省为例，其一年发电量为450亿度，平均线路压降为0. 6伏，电压互感器二次出口端电压为 57. 7伏，则全年将至少损失4. 5亿度电能。此误差不能通过提高电压互感器和电压测量仪 表准确度的方式解决，而只能对其进行必要的补偿。为避免计量误差，电力部门己从过去只 重视互感器、电能表本身的误差，逐渐重视电压互感器二次压降引起的误差，并积极寻求消 除二次压降的方法。
[0004] 长期以来，为克服电压互感器二次压降的影响，一般采用的措施是：
[0005] (1)缩短二次回路长度，加大二次导线的截面；
[0006] (2)取消电压互感器二次回路的开关、熔断器、端子排等；
[0007] (3)将电能表装在电压互感器二次侧出口外；
[0008] (4)调快电能表，以弥补二次压降损失；
[0009] (5)对电压互感器二次回路压降实施定值补偿。
[0010] 这些措施固然在一定程度上降低了电压互感器二次回路压降，但由于受各种实际 因素和技术条件的影响和限制，其降低的程度是有限的，不能从根本上消除或最大限度的 减少二次回路压降所造成的影响。而传统的定值补偿方法认为电压互感器二次回路电阻不 变，补偿由于负载变化带来的电压降。显然，这些补偿方法存在明显的缺陷，补偿器不能够 跟踪电压互感器二次负载和阻抗的变化，在负载变化时会出现欠补偿或过补偿，达不到令 人满意的效果，难以满足国家对电能计量的规定指标。近年来，人们也研制出一些压降跟踪 式补偿装置，但由于产品的控制方法简单，其可靠性、动态性及性价比较差，影响了推广和 使用。
[0011] 针对实际运行中存在的上述问题，采用自动跟踪式电压互感器二次回路压降的动 态补偿方法，可以解决现有补偿装置存在的问题，达到合理计量电能的标准。由于是动态跟 踪线路压降的变化，因此可以做到不损害供需双方利益，实现合理计量电能。
【发明内容】
[0012] 有鉴于此，为克服现有技术中的不足，本实用新型设计出一种电压互感器二次回 路动态补偿装置，可广泛运用于发电厂、变电站、供电部门对电压互感器二次回路进行补 偿，动态微机跟踪电压互感器二次线路压降的变化，具有电压互感器二次线路压降自动保 护，报警并退出二次测量系统。
[0013] 本实用新型的技术方案是：
[0014] 一种电压互感器二次回路动态补偿装置，本实用新型特征在于，由无线传感器A、 无线传感器C、电压采样、加法器、移相变换器、电流采样、信号反馈模块、变增益放大、功率 放大、补偿输出、单片机动态控制、保护电路组成；其中：
[0015] 所述无线传感器A、无线传感器C和电压采样相连；
[0016] 所述电压采样、加法器、移相变换器、电流采样依序连接；
[0017] 所述加法器和信号反馈模块经过运算后与变增益放大相连；
[0018] 所述变增益放大分别和单片机动态控制、功率放大相连；所述功率放大和补偿输 出相连；所述单片机动态控制和保护电路相连。
[0019] 本实用新型所述移相变换器由C301和R302组成，C301选用范围为0. 01 μ F? 0. 1 μ F，优选0.055 μ F，R302选用范围为40k Ω?200k Ω，优选look Ω ;电流采样由电流互 感器CT301和R301组成，电流互感器CT301变比为20A :1A，R301阻值选用150k Ω。
[0020] 本实用新型所述变增益放大，由运算放大器LMH6629和精密电阻等外围电路组 成；共设置了 5个档位进行切换调节，其中0档的增益最小，5档的增益最大；并且5个档位 能够进行排列组合联合使用，5个开关能够同时合上。
[0021] 本实用新型所述保护电路设定为动作电流的大小，优选设定动作电流为16A。
[0022] 本实用新型所述无线传感器A和无线传感器C用于对二次回路电压的幅值和相角 进行准确测量，并将测量数据进行快速、实时、不失真的无线传输。无线传感器A和无线传 感器C结构相同，均用于测量该点电压幅值和相角。所述移相变换器和电流采样用于高精 度补偿抵消本实用新型安装在二次回路中产生的阻抗，消除附加二次压降的影响，提高补 偿精度，降低了附加不确定度。
[0023] 由于本实用新型的电路本身具有阻抗，且无线传感器A和无线传感器C，会产生微 小电压损耗，电压损耗量正比于负载电流大小。将本实用新型等效阻抗为Z，电压互感器二 次回路电流为I，则补偿器产生的附加电压损耗为：
【权利要求】
1. 一种电压互感器二次回路动态补偿装置，其特征在于，由无线传感器A、无线传感器 C、电压采样、加法器、移相变换器、电流采样、信号反馈模块、变增益放大、功率放大、补偿输 出、单片机动态控制、保护电路组成；其中： 无线传感器A、无线传感器C和电压采样相连； 电压采样、加法器、移相变换器、电流采样依序连接； 加法器和信号反馈模块经过运算后与变增益放大相连； 变增益放大分别和单片机动态控制、功率放大相连；功率放大和补偿输出相连；单片 机动态控制和保护电路相连。
2. 根据权利要求1所述的一种电压互感器二次回路动态补偿装置，其特征在于，所述 移相变换器由C301和R302组成，C301选用范围为0. 01 μ F?0. 1 μ F，R302选用范围为 40kQ?200kQ ;电流采样由电流互感器CT301和R301组成，电流互感器CT301变比为 20Α :1A，R301 阻值为 150k Ω。
3. 根据权利要求1所述的一种电压互感器二次回路动态补偿装置，其特征在于，所述 变增益放大，由运算放大器LMH6629和精密电阻等外围电路组成；共设置了 5个档位进行切 换调节，其中〇档的增益最小，5档的增益最大；并且5个档位能够进行排列组合联合使用， 5个开关能够同时合上。
4. 根据权利要求1所述的一种电压互感器二次回路动态补偿装置，其特征在于，所述 保护电路设定为动作电流的大小，设定动作电流为16A。
5. 根据权利要求2所述的一种电压互感器二次回路动态补偿装置，其特征在于，所述 移相变换器的C301为0. 055 μ F，R302为100k Ω。
【文档编号】G01R35/02GK203838325SQ201420200691
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月19日 优先权日:2014年4月19日
【发明者】沈鑫, 曹敏, 王昕 , 丁心志, 郑建云, 张林山 申请人:云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院, 云南电网公司技术分公司