【技术实现步骤摘要】
一种电容分压器的低压电容两端的电压修正方法及系统
[0001]本专利技术涉及高压绝缘
，并且更具体地，涉及一种电容分压器的低压电容两端的电压修正方法及系统。
技术介绍
[0002]电网的谐波电压信号需使用电能分析仪、电能质量监测终端等设备通过电压互感器的二次绕组测量得到，这就要求电压互感器具有准确的谐波传变特性，以实现对谐波的准确测量。在我国，电容式电压互感器(Capacitor voltage transformer，CVT)是110kV及以上电力系统测量系统电压的主要传感终端，然而其在某些频段具有明显的带通或带阻特性，致使由二次绕组测得的谐波电压波形将会产生不同程度的畸变，因此直接通过CVT很难准确获得电网谐波电压的真实水平。
[0003]为解决这一问题，已有研究者提出了一种具备谐波测量功能的CVT的技术思路，即在常规CVT的电容分压器部分增加低压电容C3，利用分压原理在低压电容两端进行电网谐波电压的测量。现场开展电能质量测量时，从低压电容两端获得的电压信号中既有基波也有谐波，基波和谐波的测量准确度高低会直接影响到后续谐波含有率、总畸变率等指标计算的准确度，更是谐波测量数据源准确度的核心关键所在。受低压电容带载能力所限，同时考虑到二次设备及人员的安全性，低压电容两端输出信号往往需要通过屏蔽电缆送入电能质量信号采集单元进行就地数字化，而此负载(主要包括C3接线端子阻抗、电缆阻抗及就地模块阻抗3部分)对低压电容两端的信号测量准确度有较大影响，尤其是基波信号，与国标《GB/T19862
‑>2016电能质量监测设备通用要求》中对基波电压测量精度
±
0.1％的要求存在一定差距。目前的解决方法是：在规定低压电容端的电压基波信号测量准确度的前提下，制造厂通过试验方法获取其上限负荷，作为现场负荷布置的参考数据。然而，受CVT本体制造工艺及技术特点所限，所规定的低压电容端的电压基波信号的测量准确度不可能太小，目前仅能达到
±
2％的误差限值水平，远大于标准规定的CVT基波误差限值。而且对于具备谐波测量功能的CVT而言，由于谐波测量功能是在电容分压器上实现的，受单个电容芯子的电容量所限，不可能采用抽头方式实现电容量控制，因此在设备制造完毕后，若试验过程中发现谐波测量部分的误差不满足要求，是无法对其进行干预和控制的。
[0004]综上所述，现有的CVT谐波测量技术措施还存在一定不足，因此需要一种能够对CVT的电容分压器的低压电容端的电压进行修正的方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术提出一种电容分压器的低压电容两端的电压修正方法及系统，以解决如何对具备谐波测量功能的电容式电压互感器中的电容分压器的低压电容两端的电压修正进行的问题。
[0006]为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种电容分压器的低压电容两端的电压修正方法，所述方法包括：
[0007]获取电容分压器的对地电流和电容分压器的低压电容两端的测量电压；
[0008]分别对所述测量电压和对地电流进行信号分解，确定所述测量电压对应的基波和各次谐波信号以及所述对地电流对应的基波和各次谐波信号；
[0009]根据所述测量电压对应的基波和各次谐波信号以及所述对地电流对应的基波和各次谐波信号，计算所述低压电容端的阻抗；
[0010]根据所述电容分压器的高压电容和中压电容，计算等效容抗；
[0011]根据所述低压电容端的阻抗和所述等效容抗，确定电压修正系数；
[0012]根据所述修正系数对所述测量电压进行修正，以获取修正电压。
[0013]优选地，其中所述分别对所述测量电压和对地电流进行信号分解，确定所述测量电压对应的基波和各次谐波信号以及所述对地电流对应的基波和各次谐波信号，包括：
[0014][0015][0016]其中，U3为所述测量电压；I
d
为所述对地电流；h为谐波次数，h＝1时为基波；n为最高谐波次数；U3‑
h
和θ3‑
h
分别为所述测量电压U3第h次谐波分量的有效值和相位角；I
d
‑
n
和θ
d
‑
h
分别为所述对地电流I
d
的第h次谐波分量的有效值和相位角；ω
h
＝2πhf为h次谐波角频率，f为工频频率。
[0017]优选地，其中所述根据所述测量电压对应的基波和各次谐波信号以及所述对地电流对应的基波和各次谐波信号，计算所述低压电容端的阻抗，包括：
[0018][0019]其中，Z
h
为所述低压电容端的阻抗；和分别为测量电压U3和对地电流I
d
的第h次谐波分量的向量形式，h取1时为两者基波分量的向量形式；U3‑
h
和θ3‑
h
分别为所述测量电压U3第h次谐波分量的有效值和相位角；I
d
‑
n
和θ
d
‑
h
分别为所述对地电流I
d
的第h次谐波分量的有效值和相位角。
[0020]优选地，其中所述根据所述电容分压器的高压电容和中压电容，计算等效容抗，包括：
[0021][0022]其中，Z
C
‑
h
为所述电容分压器的高压电容C1和中压电容C2串联后的等效容抗；ω
h
为h次谐波角频率，ω
h
＝2πhf，f为工频频率；j表示复数。
[0023]优选地，其中所述根据所述低压电容端的阻抗和所述等效容抗，确定电压修正系数，包括：
[0024][0025][0026]其中，K
d
‑
h
为电压修正系数；Z
h
为所述低压电容端的阻抗；Z
C
‑
h
为所述电容分压器的高压电容C1和中压电容C2串联后的等效容抗；K
C3
为空载分压比；C1、C2和C3分别为电容分压器的高压电容、中压电容和低压电容。
[0027]优选地，其中所述根据所述修正系数对所述测量电压进行修正，以获取修正电压，包括：
[0028][0029]其中，U
3d
为所述修正电压；K
d
‑
h
为电压修正系数；h为谐波次数，h＝1时为基波；n为最高谐波次数；U3‑
h
和θ3‑
h
分别为所述测量电压U3第h次谐波分量的有效值和相位角；ω
h
＝2πhf为h次谐波角频率，f为工频频率。
[0030]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种电容分压器的低压电容两端的电压修正系统，所述系统包括：
[0031]数据获取单元，用于获取电容分压器的对地电流和电容分压器的低压电容两端的测量电压；
[0032]信号分解单元，用于分别对所述测量电压和对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电容分压器的低压电容两端的电压修正方法，其特征在于，所述方法包括：获取电容分压器的对地电流和电容分压器的低压电容两端的测量电压；分别对所述测量电压和对地电流进行信号分解，确定所述测量电压对应的基波和各次谐波信号以及所述对地电流对应的基波和各次谐波信号；根据所述测量电压对应的基波和各次谐波信号以及所述对地电流对应的基波和各次谐波信号，计算所述低压电容端的阻抗；根据所述电容分压器的高压电容和中压电容，计算等效容抗；根据所述低压电容端的阻抗和所述等效容抗，确定电压修正系数；根据所述修正系数对所述测量电压进行修正，以获取修正电压。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对所述测量电压和对地电流进行信号分解，确定所述测量电压对应的基波和各次谐波信号以及所述对地电流对应的基波和各次谐波信号，包括：各次谐波信号，包括：其中，U3为所述测量电压；I
d
为所述对地电流；h为谐波次数，h＝1时为基波；n为最高谐波次数；U3‑
h
和θ3‑
h
分别为所述测量电压U3第h次谐波分量的有效值和相位角；I
d
‑
n
和θ
d
‑
h
分别为所述对地电流I
d
的第h次谐波分量的有效值和相位角；ω
h
＝2πhf为h次谐波角频率，f为工频频率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述测量电压对应的基波和各次谐波信号以及所述对地电流对应的基波和各次谐波信号，计算所述低压电容端的阻抗，包括：其中，Z
h
为所述低压电容端的阻抗；和分别为测量电压U3和对地电流I
d
的第h次谐波分量的向量形式，h取1时为两者基波分量的向量形式；U3‑
h
和θ3‑
h
分别为所述测量电压U3第h次谐波分量的有效值和相位角；I
d
‑
n
和θ
d
‑
h
分别为所述对地电流I
d
的第h次谐波分量的有效值和相位角。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电容分压器的高压电容和中压电容，计算等效容抗，包括：其中，Z
C
‑
h
为所述电容分压器的高压电容C1和中压电容C2串联后的等效容抗；ω
h
为h次谐波角频率，ω
h
＝2πhf，f为工频频率；j表示复数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述低压电容端的阻抗和所述等效容抗，确定电压修正系数，包括：
其中，K
d
‑
h
为电压修正系数；Z
h
为所述低压电容端的阻抗；Z
C
‑
h
为所述电容分压器的高压电容C1和中压电容C2串联后的等效容抗；K
C3
为空载分压比；C1、C2和C3分别为电容分压器的高压电容、中压电容和低压电容。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正系数对所述测量电压进行修正，以获取修正电压，包括：其中，U
3d
为所述修正电压；K
d
‑
h
为电压修正系数；h为谐波次数，h＝1时为基波；n为最高谐波次数；U3‑
h
和θ3‑
h
分别为所述测量电压U3第h次谐波分量的有效值和相位角；ω
h
＝2πhf为h次谐波角频率，f为工频频率。7.一种电容分压器的低压电容两端的电压修正系统，其特征在于，所述系统包括：数据获取单元，用于获取电容分压器的对地电流和电容分压器的低压电容两端的测量电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，冯宇，陈晓明，徐思恩，邱进，杜砚，毛安澜，刘坤雄，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网陕西省电力公司国网陕西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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