專利名稱：電壓互感器串聯(lián)加法校驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電壓互感器誤差標(biāo)定方法及校驗裝置，屬于計量和精密測試科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電壓互感器串聯(lián)加法校驗方法及裝置。
背景技術(shù)：
為了確保電能計量公平公正、準(zhǔn)確規(guī)范，使發(fā)電、輸電及供電三方的利益得到明確和保證，按照我國計量法相關(guān)規(guī)定，必須定期對測量用互感器實行強制檢定，而要開展這項工作需要有提供標(biāo)準(zhǔn)量值的計量標(biāo)準(zhǔn)器具。其中標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器作為使用方便，量值穩(wěn)定的一種重要工頻電壓比例計量器具，其量值復(fù)現(xiàn)方法主要有三種參考電勢法、數(shù)字模擬法和電壓加法。1953年，德國物理技術(shù)研究院(PTB)提出了電壓互感器并串聯(lián)加法線路(參見《電壓互感器誤差絕對標(biāo)定的方法》西德電氣技術(shù)學(xué)報ETZ-A75S805)，并建立了德國120kV電磁式工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)，由于供電變壓器中間抽頭的電壓穩(wěn)定性與對稱度要求很嚴(yán)格，要使用精密交流穩(wěn)壓電源，把諧波失真控制在0. 1 %以下，還要在高電位接入電壓調(diào)節(jié)裝置以保證中間電位的對稱性。另外二次回路只能按并聯(lián)方式連接，需要兩套差值測量裝置，在高壓回路與低壓回路各自調(diào)節(jié)平衡，難度較大，沒有得到國際范圍內(nèi)的普遍推廣。1989年，國家高電壓計量站(中國) 發(fā)明了基于全絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法線路(參見中國發(fā)明專利90100301. 8，其原理線路如圖1所示)，并于1992年，建立了我國IlOkV工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)裝置。該套裝置溯源性強，而且兼有自校能力，形成自校系統(tǒng)。但該方法在使用過程中仍然存在電壓系數(shù)推定，在校驗過程中，由于屏蔽不完善， 當(dāng)屏蔽電位發(fā)生變化時，泄漏電流流過勵磁繞組，一定程度上影響了標(biāo)準(zhǔn)裝置的測量不確定度。而且該線路基于全絕緣電壓互感器的特點決定了其適用電壓等級不高于220kV，無法滿足更高電壓等級的應(yīng)用需求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于半絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法校驗方法及裝置，操作方便，不受電壓等級限制，用于測量電壓互感器誤差變化量，從而實現(xiàn)低電壓等級電壓互感器對高電壓等級電壓互感器開展量值傳遞的目的。本實用新型的技術(shù)方案是一種電壓互感器串聯(lián)加法校驗裝置，其包括對稱性高壓試驗電源、三端口串聯(lián)電壓互感器、半絕緣電壓互感器、誤差測量裝置及若干連接導(dǎo)線，其特征在于所述對稱性高壓試驗電源的輸出與三端口串聯(lián)電壓互感器及半絕緣電壓互感器的輸入對應(yīng)連接，所述對稱性高壓試驗電源既可以輸出獨立的電壓，又可以同時輸出對稱性電壓，用于產(chǎn)生和改變校驗所需的高壓電源；所述三端口串聯(lián)電壓互感器及半絕緣電壓互感器的輸出信號接入誤差測量裝置，所述誤差測量裝置用于以半絕緣電壓互感器的輸出端口電壓U3為參考，對三端口串聯(lián)電壓互感器輸出端口電壓U2進行電壓誤差測量。如上所述的電壓互感器串聯(lián)加法校驗裝置，其特征在于所述三端口串聯(lián)電壓互感器由上級和下級組成，上級和下級的高壓側(cè)與低壓側(cè)均串聯(lián)連接，且上級的二次繞組設(shè)置有高壓隔離單元，上級輸入端口和下級輸入端口可以分別獨立施加電壓，也可以同時施加電壓。采用如上所述的電壓互感器串聯(lián)加法校驗裝置，其使用方法包括如下步驟1)使用對稱性高壓試驗電源，對三端口串聯(lián)電壓互感器的上級端口施加半電壓 0、下級端口施加電壓半電壓U/2，誤差測量結(jié)果為ε1;2)使用對稱性高壓試驗電源，對三端口串聯(lián)電壓互感器的上級端口施加半電壓 U/2、下級端口施加電壓0，誤差測量結(jié)果為ε2;3)使用對稱性高壓試驗電源，對三端口串聯(lián)電壓互感器的上級端口施加半電壓 U/2、下級端口施加電壓半電壓U/2，誤差測量結(jié)果為ε 3 ；設(shè)半絕緣電壓互感器在半電壓U/2和全電壓U下的誤差分別為Y和Y，則由公
P P
式/ - 7 = - &計算可得半絕緣電壓互感器在U/2和U下的誤差變化量，進而通過插值法綜合可以得到半絕緣電壓互感器的電壓系數(shù)曲線。本實用新型的有益效果是1、基于半絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法校驗方法及裝置采用半絕緣標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器作為主標(biāo)準(zhǔn)器，相對于全絕緣電壓互感器準(zhǔn)確度和電壓等級更高，而且可以更符合電力生產(chǎn)中高壓電壓互感器均為半絕緣結(jié)構(gòu)的實際需求；2、基于半絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法校驗方法及裝置符合線性電路的比例性和疊加性，操作過程中只需改變線路的電源激勵狀態(tài)，可利用電壓疊加原理消除屏蔽泄露和雜散參數(shù)對校驗結(jié)果的影響，減小測量不確定度；3、用該線路可以對具有合適參數(shù)的半絕緣電壓互感器進行誤差標(biāo)定，具有良好的開放性。

圖1是傳統(tǒng)的電壓互感器串聯(lián)加法線路示意圖。圖2是本實用新型實施例中基于半絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法校驗裝置的原理框圖。圖3是本實用新型實施例中基于半絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法校驗方法的線路示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。圖1中的標(biāo)記說明Tm-雙極性試驗變壓器，T「全絕緣全屏蔽型電壓互感器，T2, T3-標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器，HE-誤差測量裝置，Δυ-線路的差壓端，Un-線路的參考電壓端。圖2中的標(biāo)記說明1-對稱性高壓試驗電源，2-三端口串聯(lián)電壓互感器，3-半絕緣電壓互感器，4-誤差測量裝置，三端口串聯(lián)電壓互感器的輸出端口電壓，U3-半絕緣標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器輸出端口電壓,KpK2-用于改變?nèi)丝诖?lián)電壓互感器激勵狀態(tài)的切換裝置。圖3中的標(biāo)記說明=TV1-三端口串聯(lián)電壓互感器的下級，TV2-三端口串聯(lián)電壓互感器的上級，TV3-半絕緣標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器，U11-三端口串聯(lián)電壓互感器的下級輸入端口電壓， U12-三端口串聯(lián)電壓互感器的上級輸入端口電壓。[0021]本實用新型實施例的基于半絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法校驗方法及裝置示意圖如圖2所示，該線路包括對稱性高壓試驗電源1、三端口串聯(lián)電壓互感器2、半絕緣電壓互感器TV3及誤差測量裝置HE。其中，三端口串聯(lián)電壓互感器2由下級TV1和上級TV2組成，TV1 和TV2的高壓側(cè)與低壓側(cè)均串聯(lián)連接，且在TV2的二次繞組設(shè)置有高壓隔離單元，用于隔離 TV2的二次繞組與TV1的二次繞組間的電位差。設(shè)TV1，TV2和TV3的額定電壓比均為K，在相同電壓激勵下的誤差分別為α、 β、Y。記三端口串聯(lián)電壓互感器2的輸出端口 U2對輸入端口電壓U11的響應(yīng)為U21，
U2l=^(l + a)，對輸入端口電壓U12的響應(yīng)為
權(quán)利要求1.一種電壓互感器串聯(lián)加法校驗裝置，其包括對稱性高壓試驗電源、三端口串聯(lián)電壓互感器、半絕緣電壓互感器、誤差測量裝置及若干連接導(dǎo)線，其特征在于所述對稱性高壓試驗電源的輸出與三端口串聯(lián)電壓互感器及半絕緣電壓互感器的輸入對應(yīng)連接， 所述對稱性高壓試驗電源既可以輸出獨立的電壓，又可以同時輸出對稱性電壓，用于產(chǎn)生和改變校驗所需的高壓電源；所述三端口串聯(lián)電壓互感器及半絕緣電壓互感器的輸出信號接入誤差測量裝置，所述誤差測量裝置用于以半絕緣電壓互感器的輸出端口電壓巧為參考，對三端口串聯(lián)電壓互感器輸出端口電壓υ 進行電壓誤差測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓互感器串聯(lián)加法校驗裝置，其特征在于所述三端口串聯(lián)電壓互感器由上級和下級組成，上級和下級的高壓側(cè)與低壓側(cè)均串聯(lián)連接，且上級的二次繞組設(shè)置有高壓隔離單元，上級輸入端口和下級輸入端口可以分別獨立施加電壓，也可以同時施加電壓。
專利摘要本實用新型提供一種基于半絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法校驗裝置，包括對稱性高壓試驗電源、三端口串聯(lián)電壓互感器、半絕緣電壓互感器及誤差測量裝置。根據(jù)實用新型所述特點可制造用于工頻電壓比例量值溯源的成套設(shè)備，按照基于半絕緣電壓互感器的串聯(lián)加法校驗線路，通過對三端口串聯(lián)電壓互感器與半絕緣電壓互感器間的相對誤差測量，并對測量結(jié)果進行數(shù)學(xué)處理后可以得到半絕緣電壓互感器誤差的電壓系數(shù)曲線。該裝置操作方便，不受電壓等級限制，可以建立從低壓10V到高壓1000kV的工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)量值體系，作為國家或省部級計量標(biāo)準(zhǔn)使用。
文檔編號G01R35/02GK202159133SQ201120233230
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者周峰, 李旻, 王樂仁, 章述漢, 雷民 申請人:四川電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院