一种电容式电压互感器的试验方法技术

本发明专利技术公开了一种电容式电压互感器的试验方法。运用CVT的结构及波传递特点，通过CVT电容单元与电磁单元连接的中间节点进行加压测试，记录中间节点电压、CVT输出电压及注入节点电流，计算获取CVT的接近实际工况的传递特性；有效解决了传统试验方法中特殊情况下因所需电压等级较高或电源容量较大等原因造成的无法试验的问题，在不影响其传递特性并精确模拟CVT电磁单元额定工况的情况下，准确获取CVT的整体传递特性，显著降低了在对CVT进行高压测试时的电压等级及电源容量要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电容式电压互感器领域，更具体地，设及一种电容式电压互感器的试 验方法。
技术介绍
电容式电压互感器（简称CVT)和传统的电磁式电压互感器（IVT)相比，具有绝缘 强度高、能够降低雷电冲击波的睹度、造价低且能兼作禪合电容器用于电力线载波通信等 优点，广泛应用于35kV及W上电压等级的电网中。当一次系统发生故障或遭受暂态侵入波 时，由于CVT中含有电容器及阻尼电抗器等储能元件，其二次侧输出电压不能及时准确地 反映一次侧输入电压的变化，暂态响应较差，同时CVT对谐波的传递特性也需要通过试验 手段来确定。对CVT开展相关传递特性试验，对分析电力系统谐波及暂态过电压具有重要 的应用价值。 然而，在多数情况下，特别是llOkV及W上电压等级的设备，受试验场地、试验设 备、运行环境和电压等级等多种因素的限制，传统的试验方案往往很难满足与系统相匹配 的电压等级及容量需求，较低的电压等级使其内部电磁单元无法达到饱和条件，进而无法 真实模拟实际运行情况，因此，亟需找到一套更加完善的试验方案，W满足在低压条件下模 拟高压CVT的实际工作情况。
技术实现思路
针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种电容式电压互感器的试 验方法，能准确获取CVT的整体传递特性，显著降低了在对CVT进行高压测试时的电压等级 及电源容量要求，有效解决了传统试验方法在特殊情况下因所需电压等级高、电源容量大 等原因造成的无法试验的问题。 阳〇化]为实现上述目的，本专利技术提供了，所述电容式 电压互感器由电容分压单元和电磁单元两部分组成，其中，电容分压单元包括高压臂电容 和低压臂电容，高压臂电容和低压臂电容的公共端作为电容分压单元的中间节点，其特征 在于，将试验电源由电容分压单元的中间节点接入电容式电压互感器，对电容式电压互感 器进行加压测试，测量电容分压单元的中间节点电压、电容式电压互感器的二次侧输出电 压和试验电源所在支路的电流。 优选地，试验电源的电压不得高于电容分压单元的低压臂电容所能承受的最高电 压。 优选地，计算得到电容式电压互感器的传递函数为： 其中，U2(s)为电容式电压互感器的二次侧输出电压，Um(s)为电容分压单元的中 间节点电压，Ii(s)为试验电源所在支路的电流，Cl为电容分压单元的高压臂电容。 总体而言，通过本专利技术所构思的W上技术方案与现有技术相比，具有W下有益效 果：本专利技术运用CVT的结构及波传递特点，通过CVT电容单元与电磁单元连接的中间节点进 行加压测试，记录中间节点电压、CVT输出电压及注入节点电流，计算获取CVT的接近实际 工况的传递特性；有效解决了传统试验方法中特殊情况下因所需电压等级较高或电源容量 较大等原因造成的无法试验的问题，在不影响其传递特性并精确模拟CVT电磁单元额定工 况的情况下，准确获取CVT的整体传递特性，显著降低了在对CVT进行高压测试时的电压等 级及电源容量要求。【附图说明】 图1是传统的电容式电压互感器的试验原理图； 图2是本专利技术实施例的电容式电压互感器的试验电路接线图； 图3是用本专利技术实施例的电容式电压互感器的试验方法进行CVT空载试验时的相 位-频率特性曲线； 图4是用本专利技术实施例的电容式电压互感器的试验方法进行CVT空载试验时的变 比比值差-频率特性曲线。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所设及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可W相互组合。 已知CVT的传递特性主要由其内部电磁单元决定，与电容分压单元的电容分压比 并无直接关联。如图1所示，常规的试验方法是将CVT的高压端作为输入，施加满足其额定 工况的工作电压，通过电容分压单元将一次电压变换为电压等级较低的中间电压，再通过 电磁单元将中间电压变换为二次电压。运种方法由于受试验场地、试验设备、运行环境和电 压等级等多种因素的限制，难W满足CVT额定运行条件的电压等级及容量需求，较低的电 压等级使其内部电磁单元无法达到饱和条件，进而无法真实模拟实际运行情况。本专利技术主 要是解决常规CVT试验需要高电压大容量电源的难题，提出了一种基于电容分压单元中压 抽头的CVT试验方法，即通过CVT的电容分压单元与电磁单元的中间节点进行加压测试，记 录中间节点电压、CVT的输出电压及注入节点电流，计算获取CVT的接近实际工况的传递特 性。利用较低的试验电压和电源容量即可模拟额定电压下电磁单元的工况，获取额定工况 下CVT的传递特性。 CVT由电容分压单元和电磁单元两部分组成；其中，电容分压单元包括高压臂电 容。和低压臂电容〇2,电容分压单元的高压端标记为A，电容分压单元的中间节点W及电磁 单元的接入端标记为B，电磁单元由中间变压器、补偿电抗器、保护装置和阻尼器组成。一 般地，电容分压单元将输入电压转变为10~20kV的电压信号，经过电磁单元转换后输出。 CVT的传递特性主要取决于电磁单元中的铁磁性元件，电容分压单元对CVT的传递特性基 本无影响，因而试验时需尽量模拟铁磁性元件的额定工况。 图1为传统的CVT试验原理图。在进行高压试验时，试验电源通过电容分压单元的 高压端接入CVT，电容分压单元使较高的输入电压降到一个合适的低电压（中间电压），再 通过电磁单元将电压等级较低的中间电压变换为二次电压。由于高压臂电容在电压传递过 程中起到分压降压作用，较低电压等级的试验电源无法使电磁单元饱和，进而无法模拟CVT 的实际运行情况。为接近CVT的额定工况，试验电源的电压等级和容量必须始终保持在较 高水平，因而对试验电源的试验仪器等提出了较高的要求。 为解决上述问题，本专利技术基于CVT的结构及其传递特性的特点，提供了一种针对 CVT高压试验的基于电容分压单元的中压抽头的CVT试验方法，通过电容分压单元的中间 节点注入接近电磁单元额定工况的电压。 如图2所示，对CVT进行高压试验时，试验电源不经过高压臂电容。，直接由低压 臂电容C2进行加压测试，即通过电容分压单元的中压端B直接对CVT进行加压测试，电磁 单元将试验电源电压进行二次处理得到CVT的二次侧电压。分别利用电压探头测量中间节 点与地之间的电压波形和CVT二次侧的输出电压波形，同时利用电流探头测量外接试验电 源注入中间节点的电流Ii的波形，记录中间节点电压、CVT的输出电压及注入中间节点的电 流，通过计算获取CVT的传递特性。其中，试验电源的电压不得高于电容分压单元的低压臂 电容所能承受的最高电压。 采用上述试验方法后，CVT的传递函数可表示为：[00 巧C1) 其中，Ui(s)为正常工况下CVT的一次侧输入电压，U2(s)为CVT的二次侧输出电 压。 CVT局压端电压可表不为：(2) 其中，Um(s)为电容分压单元的中间节点电压，为电容分压单元的高压臂电 容。的电压。 由于CVT实际工作时，流过高压臂电容的电流等于流过低压臂电容的电流和电磁 单元的电流之和。因而可假设实测试验电源注入电容分压单元的中间节点的电流Ii(S)(即 试验电源所在支路的电流）流经CVT的高压臂电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式电压互感器的试验方法，所述电容式电压互感器由电容分压单元和电磁单元两部分组成，其中，电容分压单元包括高压臂电容和低压臂电容，高压臂电容和低压臂电容的公共端作为电容分压单元的中间节点，其特征在于，将试验电源由电容分压单元的中间节点接入电容式电压互感器，对电容式电压互感器进行加压测试，测量电容分压单元的中间节点电压、电容式电压互感器的二次侧输出电压和试验电源所在支路的电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，周古月，廖爽，林福昌，刘思维，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42