用于测试互感器的方法和装置制造方法及图纸

为了测试互感器(20)，通过等效电路(30)对互感器(20)进行模拟，并且通过对互感器(20)的测试响应进行评估来确定互感器(20)的与等效电路(30)相关的精确度，然后将该精确度自动地转换为互感器(20)的与工作条件相关的精确度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于测试互感器的方法和装置本专利技术涉及用于测试互感器的方法和装置。特别地，本专利技术涉及用于测试电压互感器精确度的方法和装置，但不限于该优选应用领域。利用电磁感应或电容工作原理的电压互感器是高压技术的设备，并且是任何供电系统的组成部分。电磁感应工作原理主要是单相变压器的原理；电容工作原理是电容分压器、扼流线圈以及单相变压器的组合。电容式电压互感器用于例如具有几百kV范围内的非常高的电压的高压以及非常高压的系统中，电压互感器的电容式分压器因此用作降压器，其用于将高压转换到几kV的中压范围内并且利用该电压来供给互感器。电压互感器一方面用于将工作电压变换为能够通过信息技术进一步处理的成比例的电压；另一方面，它们用于以电流方式分离高压和次级技术。互感器的经变换电压还用于计费或保护目的。根据使用领域(计费或保护)，互感器必须符合特定的精确度等级。在标准DIN EN 60044-2中限定了用于电磁式互感器的精确度等级，而在标准DIN EN 60044-5中限定了电容式互感器精确度等级，这些标准现在正在被标准系列DIN EN 61869取代。根据标准，电压互感器根据它们的期望用途被分为不同精确度等级。根据等级，变换的相位角以及振幅误差必须不超过特定值。互感器特别地被分为基于它们在额定电压和额定负载下的最大容许百分偏差(电压测量误差)的等级(等级的示例为0.1 - 0.2 -0.5 - 1.0 - 3.0)。在用于测量目的的互感器的情况下，所述等级必须在工作频率(50Hz或60Hz)、具有例如0.8到1.0的感应性功率因数的额定负载(例如在25%到100%的范围内)、和例如额定电压的80%至120%的电压下。在用于保护目的的互感器的情况下，等级必须在工作频率、具有0.8的感应性功率因数的额定负载(25%到100% )、和额定电压的5%到190% (根据接地故障系数)的电压下。上述等级和极限值能够根据国家变化，并且客户也可以要求与其不同的值。当考虑精确度等级时，会看出，电压互感器必须是高精确度测量仪器，其在电压传输系数方面以及在传输角度方面这两个方面对其进行了非常高的精确度要求。不精确性可能会导致由于在传输能量的测量中的误差而产生的高成本或者会危及安全工作。为了测试互感器的精确度，目前它们根据需要被拆除，被替代互感器所替代并且被运输到高压实验室用于精确度测试。复杂的措施导致高成本、长的停机时间以及在测试和安装方面的高费用。为了补偿成本和费用，过去已经设计了测试解决方案，其允许在原位以额定电压进行测试并且由此使安装和运输方面的费用最少化。然而，目前没有在不使用互感器的大致额定电压作为测试电压的情况下在原位测试互感器精确度的方法。设备的非线性不允许直接在低压下进行测试。从电流互感器领域已知的方法不能完全移用到电压互感器，这是因为互感器的参数由于寄生影响及其内部结构而不能被容易地确定。此外，已知方法没有考虑电压互感器损耗的非线性频率依赖性特性。因此，本专利技术的目的在于提供一种改进的方法和相应配置的装置，借助于其能够以低费用在原位测试互感器精确度，其中本专利技术特别适用于测试电压互感器。根据本专利技术，通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求21的特征的装置实现了所述目的。从属权利要求限定了本专利技术的优选和有利实施例。本专利技术提出了借助于等效电路对待测试互感器进行模拟并且通过评估由测试信号产生的互感器测试响应来自动确定互感器的与等效电路相关的精确度。与等效电路相关的精确度然后还自动地或利用计算机辅助地被转换为互感器的与工作条件相关的精确度。本专利技术总体上确保了互感器精确度的独立测试，其中能够通过互感器在低测试电压下的传输特性来准确且可再现地概算互感器的工作状态。本专利技术能够以便携式测试装置形式实施，使得能够在原位测试互感器。本专利技术特别适用于测试电磁式或电容式电压互感器，但是本专利技术能够一般性地用于测试互感器精确度。根据本专利技术的一个实施例，测量和计算模型被用于根据在低测量电压下利用不同频率获得的测量结果得出与在工作条件下的特性相关的信息。作为其基础，使用被配置为用于该工作条件的等效电路，该等效电路的元件能够根据不同变量确定。如果等效电路的所有参数都是已知的，则可以基于等效电路，根据互感器的电压矢量图计算互感器在不同工作条件下的量和相位方面的特性及其精确度。根据另一实施例，本专利技术能够利用在可变频率下互感器低压侧的低电压和利用相应的损耗解析和计算模型来确定互感器的所有必需参数、互感器的变比和频率依赖性线性或非线性铁损。根据本专利技术的另一实施例，使用互感器的等效电路，在该等效电路中复杂且分散的初级内部电容被考虑作为集总元件，并且使用用于确定初级内部电容的新方法以及在此基础上的用于确定互感器的开路变换的方法。根据本专利技术的一个优选实施例，考虑了绕组校正，其可以在制造互感器过程期间进行以符合精确度等级。在本专利技术的其他实施例中，还能够独立地或组合地实施以下特征:-在电容式电压互感器的情况下，还能够测试电压互感器的电容式分压器的精确度。-能够使用互感器的频率依赖性和通量依赖性铁损的仿真模型，该模型通过通量密度依赖性而将常规的根据经验分析的损耗模型简化为Ptot= C.f X.Wy，其中C、fx和Ψx描述了依赖于互感器以及依赖于频率f和通量Ψ的分量。为了允许该简化，对于相同相关通量来说在每种情况下利用不同频率执行测量。最后，使用基于模型的方法，能够确定动态系数C和频率f的指数X以及通量Ψ的指数I。为了运行仿真模型，优选地在小于1V的低压和O到50Hz的可变频率下执行所述测量。-等效电路的集总初级内部电容能够基于具有精确的已知参考电容的参考测量值来确定。为此，在次级侧上向电压互感器施加具有可变频率的低水平信号，以找出第一并联共振。借助于添加的参考电容，然后有意地解调该共振频率以在已知参考电容以及新调节的共振的情况下确定初级内部电容。仅在电磁式电压互感器的情况下执行该方法，这是因为在电容式电压互感器中使用的电磁式电压互感器的情况下的内部电容对于50Hz左右的频率范围是可忽略的。-能够利用d.c.电压信号确定等效电路的绕组电阻。-能够基于计算出的初级内部电容或基于所测量的短路电抗来确定等效电路的漏感之和。在具有一个绕组的互感器的情况下，漏感能够被认为根据由经验确定的值分离。在具有多个绕组的互感器的情况下，能够基于单独绕组的相互测量来确定与所关心的侧相关的漏感。总之，本专利技术允许在没有获得和了解所使用的材料的情况下获得关于互感器精确度的完整信息，并且基于系列标准DIN EN 60044或目前的DIN EN 61869允许考虑具有不同功率因数和不同工作电压的的可变负载。以下会借助于附图并且参照优选实施例来更详细地解释本专利技术。图1示出了电容耦合式电压互感器形式的互感器的结构以及相应的等效电路。图2示出了根据本专利技术一个实施例的、用于测试互感器的测试装置的简化示意框图。图3示出了将测试装置耦合和连接到图1所示的电容耦合式电压互感器，以用于测试电压互感器、特别地用于测试电压互感器的总变比的示例。图4示出了将测试装置连接到图1的电压互感器，以用于测试互感器的电磁式电压互感器部分的变比以及用于测试互感器的电容式分压器的示例。图5示出了用于解释根据本专利技术一个实施例的用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试互感器(20)的方法，其包括以下步骤：a)借助于等效电路(30)模拟所述互感器(20)，b)向所述互感器(20)施加测试信号，c)检测所述互感器(20)的依赖于所述测试信号的测试响应，d)基于所述测试响应，自动确定所述互感器(20)的与所述等效电路(30)相关的精确度，和e)根据所述与所述等效电路(30)相关的精确度，自动确定所述互感器(20)的与工作条件相关的精确度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·耶格尔，迈克尔·克吕格尔，德米特里·阿特拉斯，弗洛里安·普雷多，迈克尔·弗赖布格，
申请(专利权)人：欧米克朗电子仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT