CN201402318Y - 电容式电压互感器现场校验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种电容式电压互感器现场校验装置，主要包括第一信号处理器、第二信号处理器、放大滤波单元、微处理器、显示屏、输入装置、数据存储单元和内部负荷单元；在被测电容式电压互感器一次侧和二次侧直接测量电压、电流信号，并利用其测试结果计算出被测互感器的比差和角差，实现该电容式电压互感器的现场校验；本实用新型不需要标准互感器、调压器、升压器、电抗器等设备，仅需通过本实用新型中的电容式电压互感器现场校验装置即可实现单独测量该被测电容式电压互感器的误差，节省试验时间，降低工作人员劳动强度，解决了现场电容式电压互感器误差试验不易实施的困难。

Description

电容式电压互感器现场校验装置

技术领域

本实用新型涉及一种电容式电压互感器现场校验装置，主要用于计量用电容式电压互感器的现场误差测试。

背景技术

常规的电容式电压互感器现场校验主要采用比较法进行，校验设备主要由标准电压互感器、升压源(器)、负载箱组成。现场校验时，利用升压源(器)同时向标准互感器和被测电容式电压互感器一次绕组提供试验电压，然后以标准电压互感器的二次绕组输出为真值，计算或测量出被测电容式电压互感器二次绕组的输出误差。该现场校验方法的校验设备体积庞大、笨重，现场接线复杂，造成校验工作时间长、效率低，难以满足电容式电压互感器大批量、高效率现场误差测试的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有电容式电压互感器现场校验设备体积庞大、笨重、效率低下的现状，提出一种能显著降低校验设备重量和体积的电容式电压互感器现场校验装置。

本实用新型一种电容式电压互感器现场校验装置，主要包括：

一第一信号处理器：用于在被测电容式电压互感器一次侧的电容单元高压端、载波端和电磁单元低压接线端间施加交流测试信号并测量该接入测试信号源的电压、电流值；

一第二信号处理器：用于当第一信号处理器在被测电容式电压互感器一次侧的电容单元高压端和电磁单元低压接线端间施加交流测试信号且二次侧开路时，测量二次侧端子的电压值；当一次侧电容单元高压端、电磁单元低压接线端、载波端开路时，在二次侧输出低频、小电压信号，并测量二次回路的电流值；

一微处理器：用于当现场校验时，根据被测电容式电压互感器的参数情况，控制第一信号处理器所施加的测试电压值的大小；并根据预设值或操作者选定的接入负荷值控制内部负荷单元所并入的二次负荷单元的大小；根据预设值或操作者选定的测试电压点控制第二信号处理器在二次侧注入相应的低频、小电压信号的大小；

一内部负荷单元：由微处理器控制自动并入二次侧；

一放大滤波单元：用于将第一信号处理器和第二信号处理器输出的信号放大、滤波后发送给微处理器，经微处理器计算及处理后将测试结果在显示屏上显示出来；

一输入装置：用于输入测试参数和操作者指令；

以及一数据存储单元：用于保存和处理测试结果。

本实用新型在被测电容式电压互感器一次侧和二次侧直接测量电压、电流信号，计算出影响电容式电压互感器误差的参数。并利用其测试结果计算出被测互感器的比差和角差。因此本实用新型不需要标准互感器、调压器、升压器、电抗器等设备，即可实现单独测量该被测电容式电压互感器的误差，节省试验时间，降低测试电压信号，降低工作人员劳动强度，解决了现场电容式电压互感器误差试验不易实施的困难，同时采用了异频技术，增强了抗干扰能力。

附图说明

图1是本实用新型电容式电压互感器校验原理示意图；

图2是本实用新型电容式电压互感器等效电路示意图。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

具体实施方式

如图1所示，其中C1、C2为电容分压单元，T为电磁单元，L_K为补偿电抗器，a、n为计量绕组，、dn为保护绕组，Z_X为阻尼单元，P1为被测电容式电压互感器的电容单元高压端，N为被测电容式电压互感器的载波端，E为电磁单元低压接线端。

本实用新型主要包括第一信号处理器1、第二信号处理器2、放大滤波单元3、微处理器4、显示屏5、输入装置6、数据存储单元7和内部负荷单元8；

其中该第一信号处理器1用于在被测电容式电压互感器一次侧的电容单元高压端P1、载波端和电磁单元低压接线端E间施加交流测试信号并测量该接入测试信号源的电压、电流值；

该第二信号处理器2用于当第一信号处理器1在被测电容式电压互感器一次侧的电容单元高压端P1和电磁单元低压接线端E间施加交流测试信号且二次侧开路时，测量二次侧端子的电压值；当一次侧电容单元高压端P1、电磁单元低压接线端E、载波端N开路时，在二次侧输出低频、小电压信号，并测量二次回路的电流值；

当现场校验时，根据被测电容式电压互感器的参数情况，由微处理器4控制第一信号处理器1所施加的测试电压值的大小；微处理器4根据预设值或操作者选定的接入负荷值控制内部负荷单元8所并入的二次负荷单元的大小；微处理器4根据预设值或客户选定的测试电压点控制第二信号处理器在二次侧注入相应的低频、小电压信号；该内部负荷单元由微处理器4控制自动并入二次侧；该放大滤波单元4将第一信号处理器1和第二信号处理器2输出的信号放大、滤波后发送给微处理器4，经微处理器4计算及处理后将测试结果在显示屏5上显示出来；该输入装置6和数据存储单元7则实现了测试参数和操作者指令的输入和测试结果的保存及处理。

本实用新型涉及的现场校验方法，主要包括如下步骤：

步骤1、校验装置的第一信号处理器1在被测电容式电压互感器的电容单元高压端P1和电磁单元低压接线端E间分别施加两个不超过3kV的交流测试信号V₁1、V₁2，二次侧开路；

步骤2、该校验装置的第二信号处理器2分别测试出二次侧端子的电压信号V₂1、V₂2，并根据ε′＝f+jB、f＝(K_R×V₂-V₁)/V₁×100％、jB＝∠V₂-∠V₁(其中额定变比K_R＝V_P/V_S，V_P为一次额定电压、V_S为二次额定电压均由操作者通过键盘输入)；计算出被测电容式电压互感器在V₁1、V₁2电压点下的空载误差ε_kv1、ε_kv2和实际变比k₁＝V₁2/V₂2；

步骤3、在测试完步骤2的各项空载参数后，校验装置自动在二次侧并入二次负荷Z_l，第一信号处理器1在一次侧施加V₁2电压时，按照步骤2的方法，计算出在V₁2电压点下、二次负荷为Z_l的误差ε_v2；

步骤4、将图1中的载波端N端、电磁单元低压接线端E端断开，电容单元高压端P1端与载波端N端短接。

由于阻尼单元Z_X阻抗仅在出现谐振时才并接在保护绕组da、dn上，在计算被测电容式电压互感器精度时可以忽略。因此可等效为图2的被测电容式电压互感器等值电路。图2中X_C为等值电容(C1+C2)的等值电抗，X_K为补偿电抗器，X_T1、X_T2′为被测电容式电压互感器一二次绕组的漏抗(折算到一次侧)，R₁为被测电容式电压互感器一次绕组和补偿电抗器直流电阻及电容分压器损耗等值电阻之和R₁＝(R_C+R_K+R_T1)，R₂′为被测电容式电压互感器二次绕组折算到一次的直流电阻，Z_m为被测电容式电压互感器的励磁阻抗。

由此，根据图2所示，第一信号处理器1在一次侧P1、E端施加一不超过3kV的交流测试信号V′，二次侧开路，第二信号处理器2在二次侧测量出电压信号V₂′，即可求出被测电容式电压互感器实际变比K₂＝V′/V₂′。

步骤5、一次侧电容单元高压端、电磁单元低压接线端、载波端开路。根据V₁1＝K₁×V₂1、V₁2＝K₁×V₂2；V′₁＝K₂×V₂(其中V′₁为载波端与电磁单元低压端之间的电压)，在保证V′₁在工频信号下小于3kV，根据不同的K₁、K₂，运用公式E＝4.44fNΦ，通过第二信号处理器分别从二次侧注入低频、小电压测试信号V_TP，测试出在等效一次电压V₁1、V₁2测试点下的一次空载导纳

根据Δε_k＝ε_kv1-ε_kv2； $\mathrm{\ΔY}=Y_{v_{1}1}-Y_{v_{1}2}$ 和 $Z_1=-\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ϵ}}_k}{\mathrm{\ΔY}}$ 求得一次回路阻抗Z₁。

步骤6、当第二信号处理器分别从二次侧注入低频、小电压测试信号V_TP且在串入二次负荷Z_l时，按照步骤5所述，分别测试出二次负荷为Z_l时、等效一次电压为V₁2、V_TP点下的励磁导纳值Y_v2、Y_TP，计算出导纳差ΔY_TP＝Y_TP-Y_v2。

由公式Δε_TP＝ΔY_TP×Z₁、ε_TP＝Δε_TP+ε_v2、ε_TP＝f_TP+jδ_TP即可计算出在Z_l、V_TP下的比差f和角差δ。

步骤7、通过改变不同的二次负荷Z_l和二次侧注入的低频、小电压信号V_TP，可测试出不同负荷、不同电压点下的比差f和角差δ，从而完成该电容式电压互感器的现场校验。

该校验装置在步骤1、2、3、4中采用避开工频的测试信号，最终测试结果通过频率曲线转化为工频下的测试结果，因此具有很强的抗现场干扰能力。

本实用新型在被测电容式电压互感器一次侧和二次侧直接测量电压、电流信号，并利用其测试结果计算出被测互感器的比差和角差。因此本实用新型不需要标准互感器、调压器、升压器、电抗器等设备，即可实现单独测量该被测电容式电压互感器的误差，节省试验时间，降低测试电压信号，降低工作人员劳动强度，解决了现场电容式电压互感器误差试验不易实施的困难，同时采用了异频技术，增强了抗干扰能力。

Claims (1)

1、一种电容式电压互感器现场校验装置，其特征在于主要包括：

一第一信号处理器：用于在被测电容式电压互感器一次侧的电容单元高压端、载波端和电磁单元低压接线端间施加交流测试信号并测量该接入测试信号源的电压、电流值；

一第二信号处理器：用于当第一信号处理器在被测电容式电压互感器一次侧的电容单元高压端和电磁单元低压接线端间施加交流测试信号且二次侧开路时，测量二次侧端子的电压值；当一次侧电容单元高压端、电磁单元低压接线端、载波端开路时，在二次侧输出低频、小电压信号，并测量二次回路的电流值；

一微处理器：用于当现场校验时，根据被测电容式电压互感器的参数情况，控制第一信号处理器所施加的测试电压值的大小；并根据预设值或操作者选定的接入负荷值控制内部负荷单元所并入的二次负荷单元的大小；根据预设值或操作者选定的测试电压点控制第二信号处理器在二次侧注入相应的低频、小电压信号的大小；

一内部负荷单元：由微处理器控制自动并入二次侧；

一放大滤波单元：用于将第一信号处理器和第二信号处理器输出的信号放大、滤波后发送给微处理器，经微处理器计算及处理后将测试结果在显示屏上显示出来；

一输入装置：用于输入测试参数和操作者指令；

以及一数据存储单元：用于保存和处理测试结果。

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