CN110082698A - 一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真*** - Google Patents

一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真*** Download PDF

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徐宏伟
王永军
杨爱冰
李鹏程
高晶
柳林溪
吴才远
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Abstract

本发明公开了一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，该方法为：通过建立CVT电路模型以及其绝缘参量与各个环境参量之间的对应关系，得到不同环境参数下CVT的仿真误差，将误差数据进行记录和存储，与现场安装的CVT误差在线监测装置测得的数据进行比对，评估CVT误差状态。本发明考虑CVT实际运行中内、外绝缘因素对CVT计量状态的影响，建立电容式电压互感器综合运行状态评估仿真模型，通过仿真分析得到环境温度、二次负载、电源频率、外部污秽等因素对CVT计量性能的影响规律，为提升CVT运行稳定性提供理论和实际依据。

Description

一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真***
技术领域
本发明属于CVT试验设备技术领域，涉及一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法。
背景技术
电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer，CVT)作为电力***中重要的计量和保护设备，其安全稳定运行直接关乎到电网运行的稳定性和电能计量的准确性。相较于传统电磁式电压互感器(Potential Transformer，PT)而言，CVT电容分压单元可兼做线路载波通信、不会与电力***电容元件相匹配引起的参数谐振、并对削弱雷电波波头有一定作用，此外同等情况下，CVT的造价比PT造价低很多，且易于维护和实现带电检测。也正因如此，CVT广泛应用于110kV及以上变电站的线路和母线，并有逐步取代传统PT的势头，成为电力***电能计量和继电保护的首选设备。
由于CVT结构较PT复杂，其计量准确度受到更多方面因素的影响，环境温度、二次负载、电源频率、外部污秽等都会对CVT计量准确度造成影响，运行一段时间后，容易存在误差超差、不稳定、绝缘性能下降、故障率高等问题。据统计，110kV及以上互感器的平均故障率为0.0102％，CVT的故障率为0.0539％，是PT的5倍，是CT的近10倍。各地市公司对CVT的周检数据显示，运行10年以上的CVT计量超差现象非常普遍。
目前，研究CVT的仿真模型是基于理想状态下的标准模型，未能考虑所有自身因素(内绝缘)和运行状态下的外界因素(外绝缘)等对CVT的影响，因此，模型仿真结果与实际运行结果有一定的差异，存在误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，该方法为：通过建立CVT电路模型以及其绝缘参量与各个环境参量之间的对应关系，得到不同环境参数下CVT的仿真误差，将误差数据进行记录和存储，与现场安装的CVT误差在线监测装置测得的数据进行比对，评估CVT误差状态。
CVT电路模型包括并联的高压臂等值电容CH和高压臂绝缘电阻RH，并联后串接有并联的低压臂等值电容CL和低压臂绝缘电阻RL，还包括串接的补偿电抗器等效电感和变压器一次侧总漏电感L1和补偿电抗器等效电阻和变压器一次侧总等效电阻R1，串接后电路一端连接在高压臂等值电容CH和低压臂等值电容CL之间，另一端串接，还包括串接的中间变压器激磁支路的等效电感Lm与中间变压器激磁支路的等效电阻Rm，串接后并联有串接的折算至一次侧的变压器二次侧漏电感L2、折算至一次侧的变压器二次侧等效电阻R2、折算至变压器一次侧的CVT二次负载的等效电感Ld和电阻Rd，并联后一端串接变压器一次侧总等效电阻R1输出端，另一端连接到低压臂等值电容CL的输出端。
绝缘参量与各个环境参量之间的对应关系为：
分压电容与温度的关系：
C＝CT0·(1+TC×(T-T0)) (1)
其中，TC为电容的温度系数，CT0为标准温度下的电容，默认值为20℃下的等值电容。
电压Us经过电容分压器分压以后输入电磁单元，经过“二次降压”输出低电压信号，其折算到中间变压器一次侧的输出电压U'2计算为，
其中，Zd为二次负载的阻抗，其计算公式为，
Zd＝Rd+jωLd (6)
Zm为中间变压器激磁支路的阻抗，其计算公式为，
Zm＝Rm+jωLm (7)
Z0为电磁单元的输入阻抗，其表达式为，
Z1为高压臂电容的等效阻抗，其计算公式如式(9)所示，其中tanδH为高压臂电容的介质损失角正切值，
Z1＝1/(ωCHtanδH+jωCH) (9)
Z2为低压臂电容和电磁单元的并联阻抗，其计算公式如式(10)所示，其中tanδL为低压臂电容的介质损耗角正切值，
Z2＝Z0/(1+jωCLZ0+ωCLtanδLZ0) (10)。
CVT误差在线监测装置包括同步采集卡、电压变换器、电容式电压互感器和电磁式电压互感器，电容式电压互感器和电磁式电压互感器一次侧均连接到高压母线，二次侧均通过二次电缆连接到电压变换器，两电压变换器连接到同步采集卡，同步采集卡上还连接有环境温度测量模块、环境湿度测量模块和泄露电流测量模块；同步采集卡还连接有差分放大器和增益相位信号调节模块，差分放大器连接到两电压变换器。
CVT误差在线监测装置的的监测方法为：设高压母线上的电压信号为U1(t)，通过隔离开关将电压信号输入给电容式电压互感器和电磁式电压互感器，经过电容式电压互感器、二次电缆和电磁式电压互感器、二次电缆后电压信号分别变为U3(t)和U3'(t)；使用同步采集卡同时采集U3(t)和U3'(t)，以及两者经过差分放大器后输出的电压信号，设通过电磁式电压互感器转换传输进入采集卡的电压信号幅值和相角分别为UP、通过电容式电压互感器转换和传输进入高精度采集卡的电压信号幅值和相角分别为UC、计算误差，以百分比表示，如下式所示：
如果ΔU和超过了所设定的阈值，则***发出报警。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：
1)本发明考虑CVT实际运行中内、外绝缘因素对CVT计量状态的影响，建立电容式电压互感器综合运行状态评估平台，通过仿真分析得到环境温度、二次负载、电源频率、外部污秽等因素对CVT计量性能的影响规律，为提升CVT运行稳定性提供理论和实际依据；
2)将电磁式电压互感器作为标准PT和电容式电压互感器CVT分别同时采集电压信号，以标准PT采得的信号为标准，通过计算得到CVT获取的信号与标准信号之间的比差(幅值和相位)，以此来判断CVT的运行状况，若是误差超过了所设定的允许范围，说明CVT出现问题，需要及时对CVT进行检修或者更换，该监测***能够有效、实时反映出CVT的计量状况。
附图说明
图1为CVT基本结构原理图；
图2为考虑多影响因素的CVT仿真电路模型；
图3为简化的CVT仿真电路模型；
图4为用户管理模块图；
图5为绝设备管理模块图；
图6为仿真/评估模块图；
图7为CVT综合评估平台结构图；
图8为CVT误差在线监测装置示意图；
图9为CVT误差在线监测装置二端口网络图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图9所示，一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，该方法为：通过建立CVT电路模型以及其绝缘参量与各个环境参量之间的对应关系(环境温度对应于电容分压单元的R、C值；环境湿度对应于电容分压单元的外绝缘电阻)，得到不同环境参数下CVT的仿真误差，将误差数据进行记录和存储，与现场安装的CVT误差在线监测装置测得的数据进行比对，评估CVT误差状态。
CVT的结构可分为电容分压器和电磁单元两大部分，电容分压器由高压电容C1及中压电容C2串联组成，电磁单元由中间变压器T、补偿电抗器Lk及其保护避雷器G、阻尼器D等组成，其结构原理图如图1所示。
由CVT的工作原理可知，其等效为将一次电压通过电容分压器进行分压后，再接入一个PT。而传统PT较为稳定，误差较小。而相对于PT来说，CVT由于结构更为复杂，易受频率、环境温度、绝缘状态、二次负载、污秽与环境湿度等因素影响，计量误差增大。
因此，在建立传统CVT数学模型的基础上，着重考虑各个特殊运行环境对于CVT测量误差的影响，结合绝缘状态、二次负载、环境温度、污秽与环境湿度等多个因素，完成考虑多影响因素的CVT仿真模型的搭建。
CVT电容分压器模型中，C11、C12、C2为每节分压电容的等效电容，主要受到环境温度和绝缘状态的影响，在这些因素的影响下分压电容的电容量和介电性能会发生变化，影响测量准确度；R11、R12、R2为每节分压电容的绝缘电阻，用集中参数来表示其内部的有功损耗，主要受到环境温度和绝缘状态的影响；由于瓷套表面还存在外表面泄漏电流，因此用R1w、R2w表征每节分压电容的表面电阻，主要受到设备表面污秽与环境湿度的影响，在高寒、高湿的运行地区加上污秽作用，将使设备表面形成一定的泄漏电流，影响CVT正常运行和准确测量。CVT电磁单元中，Lk和Rk为补偿电抗器等效电感和电阻，LT1和RT1为中间变压器一次侧的漏电感和漏电阻，Lm和Rm为中间变压器激磁支路的等效电感和等效电阻，LT2′和RT2′为折算至变压器一次侧的二次侧漏电感和漏电阻。Ld和Rd为折算至变压器一次侧的CVT二次负载的等效电感和电阻。表征不同的等效负载参数对CVT准确度的影响，简化后的CVT电路模型包括并联的高压臂等值电容CH和高压臂绝缘电阻RH，并联后串接有并联的低压臂等值电容CL和低压臂绝缘电阻RL，还包括串接的补偿电抗器等效电感和变压器一次侧总漏电感L1和补偿电抗器等效电阻和变压器一次侧总等效电阻R1，串接后电路一端连接在高压臂等值电容CH和低压臂等值电容CL之间，另一端串接，还包括串接的中间变压器激磁支路的等效电感Lm与中间变压器激磁支路的等效电阻Rm，串接后并联有串接的折算至一次侧的变压器二次侧漏电感L2、折算至一次侧的变压器二次侧等效电阻R2、折算至变压器一次侧的CVT二次负载的等效电感Ld和电阻Rd，并联后一端串接变压器一次侧总等效电阻R1输出端，另一端连接到低压臂等值电容CL的输出端。
绝缘参量与各个环境参量之间的对应关系为：
分压电容与温度的关系：
C＝CT0·(1+TC×(T-T0)) (1)
其中，TC为电容的温度系数，CT0为标准温度下的电容，默认值为20℃下的等值电容。
直流电阻与温度的关系：
R＝RT0·(1+TR×(T-T0)) (2)
其中，TR为铜线电阻的温度系数，RT0为标准温度下的电阻，默认值为20℃下的电阻。
电感量与温度的关系：
L＝LT0·(1+TL×(T-T0)) (3)
其中，TL为电感的温度系数，LT0为标准温度下的电感，默认值为20℃下的电感。
外绝缘电阻Rw的取值与环境湿度和污秽度有关，根据实验得到，CVT的表面电阻与环境湿度和污秽度的关系如下式所示，
RZ＝52370ρESDD -0.3884e-9.872×RH (4)。
电压Us经过电容分压器分压以后输入电磁单元，经过“二次降压”输出低电压信号，其折算到中间变压器一次侧的输出电压U'2计算为，
其中，Zd为二次负载的阻抗，其计算公式为，
Zd＝Rd+jωLd (6)
Zm为中间变压器激磁支路的阻抗，其计算公式为，
Zm＝Rm+jωLm (7)
Z0为电磁单元的输入阻抗，其表达式为，
Z1为高压臂电容的等效阻抗，其计算公式如式(9)所示，其中tanδH为高压臂电容的介质损失角正切值，
Z1＝1/(ωCHtanδH+jωCH) (9)
Z2为低压臂电容和电磁单元的并联阻抗，其计算公式如式(10)所示，其中tanδL为低压臂电容的介质损耗角正切值，
Z2＝Z0/(1+jωCLZ0+ωCLtanδLZ0) (10)。
如图8-9所示，CVT误差在线监测装置包括同步采集卡、电压变换器、电容式电压互感器和电磁式电压互感器，电容式电压互感器和电磁式电压互感器一次侧均连接到高压母线，二次侧均通过二次电缆连接到电压变换器，两电压变换器连接到同步采集卡，同步采集卡上还连接有环境温度测量模块、环境湿度测量模块和泄露电流测量模块；同步采集卡还连接有差分放大器和增益相位信号调节模块，差分放大器连接到两电压变换器，将电磁式电压互感器作为标准PT和电容式电压互感器CVT分别同时采集电压信号，以标准PT采得的信号为标准，通过计算得到CVT获取的信号与标准信号之间的比差(幅值和相位)，以此来判断CVT的运行状况，若是误差超过了所设定的允许范围，说明CVT出现问题，需要及时对CVT进行检修或者更换，该监测***能够有效、实时反映出CVT的计量状况。
CVT误差在线监测装置的的监测方法为：设高压母线上的电压信号为U1(t)，通过隔离开关将电压信号输入给电容式电压互感器和电磁式电压互感器，经过电容式电压互感器、二次电缆和电磁式电压互感器、二次电缆后电压信号分别变为U3(t)和U3'(t)；使用同步采集卡同时采集U3(t)和U3'(t)，以及两者经过差分放大器后输出的电压信号，设通过电磁式电压互感器转换传输进入采集卡的电压信号幅值和相角分别为UP、通过电容式电压互感器转换和传输进入高精度采集卡的电压信号幅值和相角分别为UC、计算误差，以百分比表示，如下式所示：
如果ΔU和超过了所设定的阈值，则***发出报警。
信号传输数据经过二次电缆和电压变换器的计算模型：
设U1(t)、U2(t)、U3(t)、U4(t)分别代表CVT高压侧、CVT低压侧(二次电缆首端)和二次电缆末端、电压变换器的时域电压信号，U1(s)、U2(s)、U3(s)、U4(s)分别是其各自对应的频域表达式，将二次电缆和电压变换器分别等效为二端口电路模型；
设T1为二次电缆二端口网络的传输参数，T2为电压变换器二端口网络的传输参数，其表达式如下：
设T为计量在线监测***电容式电压互感器整体二端口网络的传输参数，结合上式可得：
其中：
A(s)＝A1(s)*A2(s)+B1(s)*C2(s)
B(s)＝A1(s)*B2(s)+B1(s)*D2(s)
C(s)＝C1(s)*A2(s)+D1(s)*C2(s)
D(s)＝C1(s)*B2(s)+D1(s)*D2(s)
设T为电容式电压互感器支路二端口网络的传输参数、T'为电磁式电压互感器支路的二端口网络的传输参数，因为设备差异以及其它影响因素，两者的传输参数矩阵不可能完全相同，因此，根据两传输参数的结果通过信号调节模块对差分放大器进行调节，使得差分放大器输出的相位误差和幅值误差均为零。
一种电容式电压互感器计量精度在线监测***的监测方法，还包括环境温度测量模块测量温度和电容式电压互感器的电容量的变化，获得电容式电压互感器的电容量与温度间的变化曲线。
一种电容式电压互感器计量精度在线监测***的监测方法，还包括环境湿度测量模块测量的湿度和泄露电流测量模块测得的泄露电流，环境湿度增加和外部污秽沉积，会造成CVT外绝缘泄漏电流增加，表面电阻减小。该过程会改变CVT的等值电路参数，尤其是当多节CVT在污秽严重区域运行时，流过上节电容器表面的阻性电流会通过连接金具流入下节电容器内部，与电容电流一起流入分压回路，引起测量误差，根据湿度和泄露电流获得电容式电压互感器的外绝缘污秽程度，具体计算公式为：
其中，Rw0为确定非饱和湿润下瓷套表面单位面积等效直流电阻，RH相对湿度，两者之间呈指数函数关系，ρESDD为盐密，与Rw0之间呈幂函数的关系，其中K，a，b为与瓷套表面等效直流电阻相关的系数。
通过软件建立CVT综合运行状态评估平台，主要包括如下三大功能模块：用户管理、设备管理、仿真/评估。
本发明的创新点在于考虑多个参量(环境温度、电容分压单元内绝缘参量R、C值、频率以及二次负载)对CVT计量精度的影响，并可以通过天气预报给出的未来几天环境温度值预测CVT计量精度变化趋势。
各功能模块总体介绍如下：
(一)用户管理：该模块主要用于用户信息、角色权限、以及供应商的管理，用户信息主要是对用户的个人信息进行维护，包括登录名、密码、所属单位、角色、姓名、性别联系方式等，用户可以通过“新增”、“修改”、“删除”等操作完善个人信息。软件***可以为不同角色的用户分配权限，主要分为***管理员、普通用户和试验员等，***管理员的等级最高，普通用户和试验员拥有低一级的权限。供应商管理则记录CVT设备的生产厂家信息。
(1)用户信息
该功能主要是对***用户信息(登录名、密码、所属单位、角色、姓名、性别联系方式)进行管理。
(2)角色权限
该功能主要是针对***角色进行管理，***角色主要分为“***管理员”、“普通用户”和“试验员”等，不同的***角色有不同的权限。
(3)供应商管理
该功能主要是针对供应商信息(供应商名称、联系人、联系电话等)进行管理。
(二)设备管理：该功能主要用于管理CVT电压等级、测量精度、铭牌参数、电磁单元参数、CVT整体绝缘和误差数据等参数。作为“仿真”模块的数据来源，其功能较为丰富，“数据设置”主要包括CVT的基础数据设置，如CVT的电压等级和精确度等级，“铭牌参数”则细化到CVT各个单元、部分的具体参数，如每节电容的等效电容、介损、电容温度系数以及电磁单元的各个部件等效参数。该功能模块还具有绝缘评估和绝缘、计量参数预测的功能。绝缘评估主要是通过“能量密度”这一评价指标，通过计算每节电容的单位功率损耗，对CVT的绝缘状态进行评估，能量密度大的设备其绝缘劣化的可能性比能量密度小的设备高，评定等级分为“优、良、中、差”。绝缘、计量误差趋势预测通过调用matlab的最小二乘拟合函数，该函数可以较为准确地预测CVT绝缘性能和误差性能的变化趋势，并对其剩余寿命进行评估。
(1)电压等级及精度
该功能可以记录CVT的电压等级和精度，比差和角差的变化范围，其精度范围可以用来判断CVT是否超差。
(2)设备管理
该功能主要记录CVT设备所属的公司、变电站、回路和以及具体的某相信息，用户可以通过新增，修改，删除等操作完善CVT的信息。
(3)电容单元
该功能主要记录CVT电容分压器每节电容的供应商、温度系数、绝缘参量等信息，用户可以通过新增，修改，删除等操作完善电容单元信息，其参数可以用作CVT误差仿真时的依据。
(4)CVT设备
在完成CVT电压等级及精度、设备管理和电容单元的参数记录后，可以完成对CVT整体参数的填写，其中电容单元参数、绝缘阈值可以导入已有参数。CVT等效模型可以参见图3
所示，其电容单元参数可以通过“预试”或者“周检”数据得到，电磁单元中间变压器的参数较难直接测得，因此需要通过一定的方法计算得到，也可以向相关厂家索要。在录入完整的CVT设备参数以后，用来进行仿真计算。
(5)预试数据录入及绝缘评估
该功能主要通过录入预试数据，对CVT的绝缘状态进行评估，并通过最小二乘法对绝缘参数中的介损值进行趋势预测。
(6)计量数据录入及误差评估
该功能主要是录入计量数据，并且对录入的计量数据评估得到评估结果，依据历史计量数据对误差进行预测，绘制趋势图。
(三)仿真/评估：为***的核心模块，通过建立准确的CVT电路模型以及其绝缘参量与各个环境参量之间的对应关系，得到不同环境参数下CVT的仿真误差，将误差数据进行记录和存储，与现场安装的CVT误差在线监测装置测得的数据进行比对，评估CVT误差状态。
(1)仿真
在用该模块进行CVT误差计算时，首先根据CVT设备的位置所属关系选择需要仿真的设备，设备仿真的默认参数可以自动导入到计算***。该参数也可以通过用户自行更改。点击图“仿真”按键，***可以根据CVT的仿真模型计算相应环境参数下的CVT计量误差。
(2)在线数据比对
该评估***的准确性可以通过与在线监测***测量得到的参数进行比对验证。在使用该功能模块时可以通过导入在线监测***测量得到的误差数据与相同条件下“CVT综合运行性能评估***”的计算数据进行比较，分析误差的变化趋势，对仿真***的准确度进行验证。
CVT综合运行状态评估平台总体结构图如图7所示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，其特征在于：该方法为：通过建立CVT电路模型以及其绝缘参量与各个环境参量之间的对应关系，得到不同环境参数下CVT的仿真误差，将误差数据进行记录和存储，与现场安装的CVT误差在线监测装置测得的数据进行比对，评估CVT误差状态。
2.根据权利要求1所述的一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，其特征在于：CVT电路模型包括并联的高压臂等值电容CH和高压臂绝缘电阻RH，并联后串接有并联的低压臂等值电容CL和低压臂绝缘电阻RL，还包括串接的补偿电抗器等效电感和变压器一次侧总漏电感L1和补偿电抗器等效电阻和变压器一次侧总等效电阻R1，串接后电路一端连接在高压臂等值电容CH和低压臂等值电容CL之间，另一端串接，还包括串接的中间变压器激磁支路的等效电感Lm与中间变压器激磁支路的等效电阻Rm，串接后并联有串接的折算至一次侧的变压器二次侧漏电感L2、折算至一次侧的变压器二次侧等效电阻R2、折算至变压器一次侧的CVT二次负载的等效电感Ld和电阻Rd，并联后一端串接变压器一次侧总等效电阻R1输出端，另一端连接到低压臂等值电容CL的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，其特征在于：绝缘参量与各个环境参量之间的对应关系为：
分压电容与温度的关系：
C＝CT0·(1+TC×(T-T0)) (1)
其中，TC为电容的温度系数，CT0为标准温度下的电容，默认值为20℃下的等值电容，T0表示标准温度。
4.根据权利要求1所述的一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，其特征在于：电压Us经过电容分压器分压以后输入电磁单元，经过“二次降压”输出低电压信号，其折算到中间变压器一次侧的输出电压U'2计算为，
其中，Zd为二次负载的阻抗，其计算公式为，
Zd＝Rd+jωLd (6)
Zm为中间变压器激磁支路的阻抗，其计算公式为，
Zm＝Rm+jωLm (7)
Z0为电磁单元的输入阻抗，其表达式为，
Z1为高压臂电容的等效阻抗，其计算公式如式(9)所示，其中tanδH为高压臂电容的介质损失角正切值，
Z1＝1/(ωCHtanδH+jωCH) (9)
Z2为低压臂电容和电磁单元的并联阻抗，其计算公式如式(10)所示，其中tanδL为低压臂电容的介质损耗角正切值，
Z2＝Z0/(1+jωCLZ0+ωCLtanδLZ0) (10)。
5.根据权利要求1所述的一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，其特征在于：CVT误差在线监测装置包括同步采集卡、电压变换器、电容式电压互感器和电磁式电压互感器，电容式电压互感器和电磁式电压互感器一次侧均连接到高压母线，二次侧均通过二次电缆连接到电压变换器，两电压变换器连接到同步采集卡，同步采集卡上还连接有环境温度测量模块、环境湿度测量模块和泄露电流测量模块；同步采集卡还连接有差分放大器和增益相位信号调节模块，差分放大器连接到两电压变换器。
6.根据权利要求1所述的一种电容式电压互感器综合运行状态评估仿真方法，其特征在于：CVT误差在线监测装置的的监测方法为：设高压母线上的电压信号为U1(t)，通过隔离开关将电压信号输入给电容式电压互感器和电磁式电压互感器，经过电容式电压互感器、二次电缆和电磁式电压互感器、二次电缆后电压信号分别变为U3(t)和U3'(t)；使用同步采集卡同时采集U3(t)和U3'(t)，以及两者经过差分放大器后输出的电压信号，设通过电磁式电压互感器转换传输进入采集卡的电压信号幅值和相角分别为UP、通过电容式电压互感器转换和传输进入高精度采集卡的电压信号幅值和相角分别为UC、计算误差，以百分比表示，如下式所示：
如果ΔU和超过了所设定的阈值，则***发出报警。
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