1000kV特高压CVT一次性接线自动测试装置的制作方法

本实用新型为电容与介损值的检测装置，具体涉及一种1000kV特高压CVT一次性接线自动测试装置。

背景技术：

传统1000kVCVT测试的电气原理接线图，如图1所示，要测量C₁₁，C₁₂，C₁₃，C₁₄，C₁₅与C₂的电容与介损值，在C₁₁，C₁₂，C₁₃，C₁₄，C₁₅两电容之间的接线点按顺序分别为a、b、c、d，C₂末端接线点为&，在使用内高压内标准的情况下只有两个测量接口，分别是高压采样接口GX₁及低压采样接口CX₁，母线接地的情况下C₁₁用反接高压屏蔽法测试，C₁₂，C₁₃，C₁₄分别用正接法，C₁₅与C₂用CVT自激法测试。测量电路采用傅里叶变换滤掉干扰，分离出信号基波，对标准电流和试品电流进行矢量运算，也就是通过电流采集板所采集到的测量与标准通道的电压幅值进行比较计算出电容值，通过所采集的两通道的相位差计算tgδ值。由于滤除干扰，分离出基波信号所以现场应用过程中的抗干扰性能优异，数据准确稳定。但接线、测试要分五次完成，接线次数多，测量次数多，费时多，工作量大，效率低，试验时间长。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种一次性接线，就能完成所有电容与介损值测量的1000kV特高压CVT一次性测量自动测试装置。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种1000kV特高压CVT一次性接线自动测试装置，包括CVT电路和测试电路，其特征在于：所述CVT电路包括顺次连接的第一电容C11、第二电容C12、第三电容C13、第四电容C14、第五电容C15，相邻两个电容之间均设有接线点，分别为a、b、c、d四个接线点，接线点d与b分别与第一低压采样接口CX₁和第二低压采样接口CX₂相连，CVT电路还包括第六电容C2和第一变压器，第六电容C2的一端与第五电容C15相连，另一端设有接线点&，第五电容C15和第六电容C2之间设有接线点e，第一变压器的初级线圈的两端分别与接线点e和地相连；所述测试电路包括第二变压器、标准电容CN，第二变压器包括初级绕组、升压绕组、降压绕组，升压绕组通过第一继电器S1、第六继电器S10和第二高压采样接口GX₂与接线c点相连，第一继电器S1还通过导线与第二继电器S2相连，第二继电器S2的输出端连接有标准电容信号采集通道，所述标准电容CN的两端分别与第三继电器S3和第二继电器S2相连；第三继电器S3的其中一个输出端通过第四继电 器S4和第一高压采样接口GX₁与接线a点相连，另一个输出端通过第五继电器S5和CVT自激高压专用接口CVT-HV与接线点&相连；降压绕组通过第七继电器S11和CVT自激低压输出接口CVT-LV与第一变压器的其中一组降压二次线圈相连。

所述的一种1000kV特高压CVT一次性接线自动测试装置，还包括外面板，所述第一低压采样接口CX₁、第二低压采样接口CX₂、第一高压采样接口GX₁、第二高压采样接口GX₂、CVT自激高压专用接口CVT-HV、CVT自激低压输出接口CVT-LV均设置在外面板上，分别用于与被试品相连进行测试。

所述第二变压器为高压变压器。

所述第二变压器的升压绕组用于将电压升压到0-10KV；降压绕组用于将电压降压到0-50V。

所述第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5、第六继电器S10和第七继电器S11均为高压真空继电器。

所述第六继电器S10的其中一个输入电极接地；第七继电器S11的其中一个输入电极空接。

一种1000kV特高压CVT一次性接线自动测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、施加高压至第一高压采样接口GX₁，根据电容反接法，第一高压采样接口GX₁采集高压电流I₁，电流I₁为流经第一电容C₁₁的电流I₂与第二电容C₁₂的电流I₃的总电流，再将电流I₁与流过标准电容CN的电流I_CN作比较得出第一电容C₁₁与第二电容C₁₂并联状态下的高压电流I₁的大小与相位，保存结果；根据电容正接法，流过第二电容C₁₂的电流I₃进入第二低压采样接口CX₂，与标准电容CN的电流I_CN进行比较分析得出流过第二电容C₁₂的电流I₃的大小与相位，得到第二电容C₁₂的电容值与介损值，将采集到的电流I₁与电流I₃，结合公式计算得出电流I₂的相位与大小值，得出第一电容C₁₁的电容值与介损值；

步骤二、切换高压到与接点c连接的第二高压采样接口GX₂，将第一高压采样接口GX₁接地，第二高压采样接口GX₂输出的高压施加到第三电容C13和第四电容C14，分别产生电流I₅、电流I₆，电流I₅、电流I₆分别进入第二低压采样接口CX₂与第一低压采样接口CX₁，将电流I₅、电流I₆分别与流过标准电容CN的电流I_CN进行电流与相位的分析比较得出C₁₃与C₁₄的电容值与介损值；

步骤三、采用CVT自激法对第五电容C₁₅与第六电容C₂进行测试，控制第一高压真 空继电器S₁和第三高压真空继电器S₃动作，将第二电容C2与标准电容CN串联，产生流过标准电容CN的电流I_CN，并将接点c点接地，使得第二高压采样接口GX₂与第一高压采样接口GX₁的无高压输出；输出电压到第二变压器的初级线圈，其降压绕组产生一个自激电压并供给第一变压器的其中一个降压绕组，经过第一变压器升压后，e点产生高压，高压电流I₇经接点e点分成电流I₈、电流I₉，第一低压采样接口CX₁采集流过第五电容C15的电流I₈，通过与流过标准电容CN的电流I_CN比较得出C₁₅的电容值与介损值；动作第一高压真空继电器S₁、第二高压真空继电器S2，切断内高压，短路标准电容CN，流过第六电容C₂的电流I₉不经标准电容CN，直接进入到标准电容信号采集通道，通过将电流I₈作为标准与标准电容信号采集通道的电流I₉进行大小与相位的比较计算出C2的电容值和介损值。

所述第二变压器的升压绕组用于将电压升压到0-10KV；降压绕组用于将电压降压到0-50V。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过有效的功能整合，实现一次性接线，一次性测量，提高工作效率，降低劳动强度，有效的缩短了测试时间。

附图说明

图1为为传统1000kVCVT测试的五次接线电气原理图。

图2为本实用新型一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。

如图2所示，一种1000kV特高压CVT一次性接线自动测试装置，包括CVT电路和测试电路，所述CVT电路包括顺次连接的第一电容C11、第二电容C12、第三电容C13、第四电容C14、第五电容C15，相邻两个电容之间均设有接线点，分别为a、b、c、d四个接线点，接线点d与b分别与第一低压采样接口CX₁和第二低压采样接口CX₂相连，CVT电路还包括第六电容C2和第一变压器，第六电容C2的一端与第五电容C15相连，另一端设有接线点&，第五电容C15和第六电容C2之间设有接线点e，第一变压器的初级线圈的两端分别与接线点e和地相连(即第一变压器的初级线圈的其中一端接地，另一端与接线点e相连)；所述测试电路包括第二变压器、标准电容CN，第二变压器包括初级绕组、 升压绕组、降压绕组，升压绕组通过第一继电器S1、第六继电器S10和第二高压采样接口GX₂与接线c点相连，第一继电器S1还通过导线与第二继电器S2相连，第二继电器S2的输出端连接有标准电容信号采集通道，所述标准电容CN的两端分别与第三继电器S3和第二继电器S2相连；第三继电器S3的其中一个输出端通过第四继电器S4和第一高压采样接口GX₁与接线a点相连(优选地，在第四继电器S4和第一高压采样接口GX₁间还设有反接采样板)，另一个输出端通过第五继电器S5和CVT自激高压专用接口CVT-HV与接线点&相连；降压绕组通过第七继电器S11和CVT自激低压输出接口CVT-LV与第一变压器的其中一组二次线圈相连。

进一步地，所述的一种1000kV特高压CVT一次性接线自动测试装置，还包括外面板，所述第一低压采样接口CX₁、第二低压采样接口CX₂、第一高压采样接口GX₁、第二高压采样接口GX₂、CVT自激高压专用接口CVT-HV、CVT自激低压输出接口CVT-LV均设置在外面板上，用于与被试品相连进行测试。

进一步地，所述第二变压器为高压变压器。

进一步地，所述第二变压器的升压绕组用于将电压升压到0-10KV；降压绕组用于将电压降压到0-50V。

进一步地，所述第一继电器S1、第二继电器S2、第三继电器S3、第四继电器S4、第五继电器S5、第六继电器S10、第七继电器S11均为高压真空继电器。

进一步地，所述第六继电器S10的其中一个输入电极接地；第七继电器S11的其中一个输入电极空接。

一种1000kV特高压CVT一次性接线自动测试装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤一、施加高压至第一高压采样接口GX₁，根据电容反接法，第一高压采样接口GX₁采集高压电流I₁，电流I₁为流经第一电容C₁₁的电流I₂与第二电容C₁₂的电流I₃的总电流，再将电流I₁与流过标准电容CN的电流I_CN作比较得出第一电容C₁₁与第二电容C₁₂并联状态下的高压电流I₁的大小与相位，保存结果；根据电容正接法，流过第二电容C₁₂的电流I₃进入第二低压采样接口CX₂，与标准电容CN的电流I_CN进行比较分析得出流过第二电容C₁₂的电流I₃的大小与相位，得到第二电容C₁₂的电容值与介损值，将采集到的电流I₁与电流I₃，结合公式计算得出电流I₂的相位与大小值，得出第一电容C₁₁的电容值与介损值；

步骤二、切换高压到与接点c连接的第二高压采样接口GX₂，将第一高压采样接口GX₁接地，第二高压采样接口GX₂输出的高压施加到第三电容C13和第四电容C14，分别产生 电流I₅、电流I₆，电流I₅、电流I₆分别进入第二低压采样接口CX₂与第一低压采样接口CX₁，将电流I₅、电流I₆分别与流过标准电容CN的电流I_CN进行电流与相位的分析比较得出C₁₃与C₁₄的电容值与介损值；

步骤三、采用CVT自激法对第五电容C₁₅与第六电容C₂进行测试，控制第一高压真空继电器S₁和第三高压真空继电器S₃动作，将第二电容C2与标准电容CN串联，产生流过标准电容CN的电流I_CN，并将接点c点接地，使得第二高压采样接口GX₂与第一高压采样接口GX₁的无高压输出；输出电压到第二变压器的初级线圈，其降压绕组产生一个自激电压并供给第一变压器的其中一个降压绕组，经过第一变压器升压后，e点产生高压，高压电流I₇经接点e点分成电流I₈、电流I₉，第一低压采样接口CX₁采集流过第五电容C15的电流I₈，通过与流过标准电容CN的电流I_CN比较得出C₁₅的电容值与介损值；动作第一高压真空继电器S₁、第二高压真空继电器S2，切断内高压，短路标准电容CN，流过第六电容C₂的电流I₉不经标准电容CN，直接进入到标准电容信号采集通道，通过将电流I₈作为标准与标准电容信号采集通道的电流I₉进行大小与相位的比较计算出C2的电容值和介损值。

综上，本实用新型的测试原理具体说明如下：

通过第一低压采样接口CX₁、第二低压采样接口CX₂、第一高压采样接口GX₁、第二高压采样接口GX₂、CVT自激高压专用接口CVT-HV、CVT自激低压输出接口CVT-LV实现一次性接六根线，自动测试装置的自动控制分步进行测试，一次性得出C₁₁，C₁₂，C₁₃，C₁₄，C₁₅，C₂的电容值与介损值。

自动测试装置测试整个流程分步进行，首先会对C₁₁与C₁₂进行测试，其原理是自动测试装置的第一高压采样接口GX₁采集高压电流I₁(电容反接法)，此电流为流经C₁₁(I ₂)与C₁₂(I₃)的总电流，再将其与流过标准电容CN的电流I_CN作比较得出C₁₁与C₁₂并联状态下的高压电流I₁的大小与相位，结果保存。再以低压采样的方式(电容正接法)即流过C₁₂的电流I₃进入第二低压采样接口CX₂，与标准电流I_CN进行比较分析得出流过C₁₂的电流I₃的大小与相位，也就得出C₁₂的电容与介损值，此时I₁与I₃相位与大小值已经采集完毕，根据公式计算得出流过C₁₁的电流I₂的相位与大小值，也就得出了C₁₁的电容与介损值，C₁₁与C₁₂的电容与介损值就测试完成。

电容量及介损值测量机理是：在自动测试装置内部有一个标准电容CN，这个标准电容采用50pF、介损值为接近0，也就是说，在程序设计的时候把流过电容CN的电流默认为已知量，当同时向被试品(即CVT)和标准电容CN施加一个电压时候，通过比较被试 品的电流和标准电容CN的电流I_CN，比较他们的幅值大小可以计算出电容值，比较它们的角度可以计算出介损值。例如：测量电容值为100pF、介损值为0.02的电容C_X时，在测量高压的作用时，标准电容CN上产生电流I_CN，被试品产生电流I_X，此时若电流I_X幅值比电流I_CN大2倍{(U*ω*100)/U*ω*50}，电容值相差2倍，且I_X角度滞后I_CN约1.14576度(即arctan(0.02))。本实用新型中的电容量和介损值也可以采用其他现有的方法计算得到。

接下来切换高压到与c点连接的第二高压采样接口GX₂，将第一高压采样接口GX₁接地。第二高压采样接口GX₂输出的高压施加到C13和C14，产生两个电流I₅、I₆分别进入第二低压采样接口CX₂与第一低压采样接口CX₁。将I₅、I₆分别与I_CN进行电流与相位的分析比较就得出了C₁₃与C₁₄的电容与介损值。

C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₁₄都已经测试完成，接下来就开始对C₁₅与C₂进行CVT自激法的测试。控制高压真空继电器S₁与S₃动作，使得GX₂与GX₁无高压输出，并将c点接地。输出0-160V电压到第二变压器的初级线圈，此时其降压绕组产生一个0～50V自激电压供给第一变压器的其中一个降压绕组，经过第一变压器升压后，e点产生(0～4kV)的高压，高压电流I₇经e点分两路电流I₈、I₉，第一低压采样接口CX₁采集流过C15的电流I₈，通过与流过标准电容的I_CN电流比较得出C₁₅的电容与介损值。第二变压器为内高压变压器，它有三个绕组，初级绕组为160V，升压绕组为10KV，降压绕组为50V。输出0-160V的电压到内高变压器初级绕组，内高压变压器将升压到0-10KV的电压经S1输出到各个测量环节；同时也会在降压绕组里面产生0-50V的电压，用于CVT自激法输出。在电容正接法和电容反接法测量过程中，S1、S2不动作(如图2中所示)，内高压变压器产生的高压分两路走：其中一路流过与标准电容CN相连的标准电容信号采集通道，另一路经过S3或者S10到被试品。当采用CVT自激法的时候，S11动作，0-50输出到CVT的第一变压器的低压侧任意一个降压绕组，e点将产生0-4KV的高压；S1动作切断内高压输出，S3动作接通C2电容，使得C2电容与标准电容CN串联，产生I_CN电流，由于C2电容值远大于标准电容CN，通过对比I_CN和I₈的大小和角度计算出C15的电容及介损。第二步S2动作，切断内高压，短路标准电容CN，此时进入标准电容信号采集通道的是C2上的电流I9，通过对比之前已经算出的I₈电流计算出C2的电容和介损值，即第二步中将S₂动作，将标准电容CN短路，流过C₂的电流I₉不经标准电容CN，直接流入标准电容信号采集通道，然后将之前已经测试得出的流过C₁₅的电流I₈作标准与标准电容信号采集通道中的电流I₉进行大小与相位的比较就得出了C₂的电容与介损值。这样就完成了一次性接线，对C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₁₄、C₁₅、C₂的一次性测试。

一次性给出以上6个电容的电容与介损值。本实用新型通过有效的功能整合，实现一次性接线，一次性测量，提高工作效率，降低劳动强度，有效的缩短了测试时间。其余未述部分与现有技术相同。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。