电容式电压互感器谐波传递特性测量系统的制作方法

本发明属于电压测量技术领域，特别涉及一种电容式电压互感器谐波传递特性测量系统。

背景技术

在110kv、220kv及更高的电压等级电网中，主要应用的电压互感器为电容式电压互感器(capacitorvoltagetransformer，cvt)。我国cvt在设计制造水平和产品质量方面已经具有很成熟的经验，运行可靠性显著提高，在高压及超高压系统中广泛应用。有资料表明，1995年以来，cvt产销量平均每年以25％的速度高速增长。少数35kv电压等级的变电站中会选用cvt，在110～220kv,cvt由于优势突出，因此在新建变电站中普遍选用，部分需改造的变电站也常常用cvt代替pt，330～500kv更是几乎全部采用cvt。在使用cvt测量电压时，由于cvt内部含有电容单元及电磁单元构成谐振回路，其频率响应只适合额定工频的测量，在基波频率下有准确的变比关系，但对于各次谐波变比一般不能达到基波的准确级要求，且各频率下变比不一。国际电工委员会(iec)一般认为cvt测量准确范围只在一个额定频率点。我国国标gb/t4703-2007电容式电压互感器中规定，cvt应在15hz-100hz的频率范围内提供低电压信号，为测量、控制和继电保护装置使用。由标准可知，在使用cvt进行电压测量时，基波电压的准确性是可以保证的，但cvt的频率范围有限，对于谐波电压测量结果会出现畸变和偏差，因此不能用于谐波测量。在gb/t15459电能质量公用电网谐波(征求意见稿)中也规定cvt不能用于谐波电压测量，但未明确应选用的测试仪器和方法。

然而在110kv及以上电压等级电网应用cvt现场中，谐波测量结果基本均来源于cvt，cvt对谐波的传递实际已经发生了非线性的变化。cvt二次侧谐波电压已经不能真实地反应高压侧谐波情况，尽管低压侧谐波测量设备精度可以满足要求，但也只能还原经cvt畸变后的高压侧谐波水平。因此，在仅应用cvt的现场如何通过cvt、采用何种测量方法得到电网高压侧真实谐波水平，如何准确地得到谐波信号是一个现实未解决的问题。

电容式电压互感器谐波传递特性是使用cvt进行谐波测量的关键问题。分析cvt在谐波频率范围内的频率特性，揭示和量化cvt对谐波的传递规律及畸变的程度，有效的对现有cvt谐波测量结果进行修正最终得到高压电网中真实的谐波含量，可为电力系统中准确监测和及时治理谐波问题提供更有价值的参考依据，为电网运行和检修等职能部门的管理决策提供有力的支持，提高电网运行的安全性和经济性。

技术实现要素：

本发明通过电能质量扰动平台对电容式电压互感器施加不同含量的基波电压和谐波电压值，在电容式电压互感器正常运行条件下测量二次侧输出的电压值，从而能够测量电容式电压互感器基波和谐波输出的稳定性、电容式电压互感器对不同含量谐波条件下输出的一致性以及电容式电压互感器对各次谐波的传递特性，为电力系统中准确监测和及时治理谐波问题提供更有价值的参考依据，为电网运行和检修等职能部门的管理决策提供有力的支持，提高电网运行的安全性和经济性。

本发明具体为一种电容式电压互感器谐波传递特性测量系统，所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统包括电能质量扰动平台、电能质量分析仪、升压变压器、电容式电压互感器、电磁式电压互感器、电容分压器以及波形记录仪，所述电能质量扰动平台分别连接到所述电能质量分析仪和所述升压变压器的一次侧，所述升压变压器的二次侧同时连接到所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器均连接到所述波形记录仪；所述电能质量扰动平台设置基波电压及谐波电压发生量；所述升压变压器用于将所述电能质量扰动平台输出的基波电压及谐波电压升压至110kv；所述电能质量分析仪用于监控和校正所述电能质量扰动平台的谐波输出含量；所述波形记录仪同时记录所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的二次侧输出波形；所述电容分压器的测量结果作为输出准确值进行参考，所述电磁式电压互感器进行同步测量作为对照；所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统通过电能质量扰动平台对电容式电压互感器施加不同含量的基波电压和谐波电压值，在电容式电压互感器正常运行条件下测量二次侧输出的电压值，从而能够测量电容式电压互感器基波和谐波输出的稳定性、电容式电压互感器对不同含量谐波条件下输出的一致性以及电容式电压互感器对各次谐波的传递特性。

进一步的，所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统对电容式电压互感器的基波输出稳定性进行测量，设置所述电能质量扰动平台仅发出50hz的基波电压，设置含量分别从10％增加至100％，50hz的基波电压同时作用于所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，测量所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的输出波形，从而确定基波测量准确性，作为谐波测量的前提和基础，同时作为谐波测量的冗余进行参照对比。

进一步的，所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统对电容式电压互感器的谐波输出稳定性进行测量，分别设置所述电能质量扰动平台输出2-50次纯谐波电压，同时作用于所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，测量所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的输出波形，分析不同谐波电压对电容式电压互感器的谐波传递特性是否存在影响，从而确定电容式电压互感器的谐波输出稳定性。

进一步的，所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统对电容式电压互感器在不同含量谐波条件下输出的一致性进行测量，谐波电压含量分别设置从5％增加至95％，同时作用于所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，测量所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的输出波形，分析不同谐波电压含量对电容式电压互感器的谐波传递特性是否存在影响，从而确定电容式电压互感器在不同含量谐波条件下输出的一致性。

进一步的，所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统对电容式电压互感器各次谐波的传递特性进行测量，分别设置额定基波电压迭加不同含量的谐波电压，模拟电网真实谐波含量情况，同时改变负载大小及功率因数，作用于所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，测量所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的输出波形，得到量化的电容式电压互感器对各次谐波的传递系数。

附图说明

图1为本发明电容式电压互感器谐波传递特性测量系统的结构组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明电容式电压互感器谐波传递特性测量系统的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本发明的电容式电压互感器谐波传递特性测量系统包括电能质量扰动平台、电能质量分析仪、升压变压器、电容式电压互感器、电磁式电压互感器、电容分压器以及波形记录仪，所述电能质量扰动平台分别连接到所述电能质量分析仪和所述升压变压器的一次侧，所述升压变压器的二次侧同时连接到所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器均连接到所述波形记录仪；所述电能质量扰动平台设置基波电压及谐波电压发生量；所述升压变压器用于将所述电能质量扰动平台输出的基波电压及谐波电压升压至110kv；所述电能质量分析仪用于监控和校正所述电能质量扰动平台的谐波输出含量；所述波形记录仪同时记录所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的二次侧输出波形；所述电容分压器的测量结果作为输出准确值进行参考，所述电磁式电压互感器进行同步测量作为对照；所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统通过电能质量扰动平台对电容式电压互感器施加不同含量的基波电压和谐波电压值，在电容式电压互感器正常运行条件下测量二次侧输出的电压值，从而能够测量电容式电压互感器基波和谐波输出的稳定性、电容式电压互感器对不同含量谐波条件下输出的一致性以及电容式电压互感器对各次谐波的传递特性。

所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统对电容式电压互感器的基波输出稳定性进行测量，设置所述电能质量扰动平台仅发出50hz的基波电压，设置含量分别为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和100％，50hz的基波电压同时作用于所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，测量所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的输出波形，从而确定基波测量准确性，作为谐波测量的前提和基础，同时作为谐波测量的冗余进行参照对比。

所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统对电容式电压互感器的谐波输出稳定性进行测量，分别设置所述电能质量扰动平台输出2-50次纯谐波电压，同时作用于所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，测量所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的输出波形，分析不同谐波电压对电容式电压互感器的谐波传递特性是否存在影响，从而确定电容式电压互感器的谐波输出稳定性。

所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统对电容式电压互感器在不同含量谐波条件下输出的一致性进行测量，谐波电压含量分别设置为5％、10％、15％、20％、……、95％，同时作用于所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，测量所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的输出波形，分析不同谐波电压含量对电容式电压互感器的谐波传递特性是否存在影响，从而确定电容式电压互感器在不同含量谐波条件下输出的一致性。

所述电容式电压互感器谐波传递特性测量系统对电容式电压互感器各次谐波的传递特性进行测量，分别设置额定基波电压迭加不同含量的谐波电压，模拟电网真实谐波含量情况，同时改变负载大小及功率因数，作用于所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器，测量所述电容式电压互感器、所述电磁式电压互感器和所述电容分压器的输出波形，得到量化的电容式电压互感器对各次谐波的传递系数。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。