CN1018767B - 电压互感器串联加法线路 - Google Patents

Abstract

使用电压互感器串联加法线路，通过三台同变比的电压互感器相对误差测量，就能确定它们的误差曲线形状，即误差的电压系数曲线。该方法克服了西德发明的互感器并串联加法需要精密交流稳压与回路同时平衡的缺点，使互感器加法技术达到实用化程度。本发明可用于设立部门与单位的工频电压比例标准。

Description

本发明涉及电压互感器串联加法线路，属于电压互感器误差校验技术。

电压互感器在电能计量、继电保护等方面有广泛应用。为了对电压互感器的误差进行校验，需要有计量标准。目前建立计量标准的技术线路，公知的有西德物理技术研究院（PTB）于1954年发明的电压互感器并串联加法线路（图1，参见《电压互感器误差绝对标定的方法》西德电气技术学报ETZ-A75 S805），由于供电变压器中间抽头的电压稳定性与对称度要求很严格，要使用精密交流稳压电源，把谐波失真控制在0.1%以下，还要在高电位端接入电压调整装置以保证中间电位的对称性。串联回路的两台电压互感器N₂，N₃的变比是被测的屏蔽式电压互感器N1变比的1/2倍，因而二次回路只能按并联方式连接，需要两套差值测量装置VG1和VG2，高压回路与低压回路各自调节平衡，难度较大。到目前为止尚未获得推广。

本发明的目的为提供一种可直接用电网供电，用互感器校验仪测差，操作的复杂性与电压互感器常规检定接近，容易推广应用的电压互感器串联加法线路。

本发明以如下方式实现，图2为电压互感器串联加法线路原理图，图中包括：调压器T1，双极性升压器T2，标准电压互感器T3和T4，其一次侧与二次侧均串联连接，全绝缘全屏蔽电压互感器T5，精密电压互感器校验仪HEJ1。设T3、T4、T5额定变比为K，T3误差为    ，T4误差为    ，T5误差为    ，根据电压互感器的误差定义有：

校验仪读数εa的定义为：

然后，T3和T5，T4和T5作等电压比对，校验仪读数为ε_b与ε_c。

式（5）与（6）中的α^＊为T5在Uc/2≈U_a≈U_b时的误差，由（4），（5），（6）得到：

${\mathrm{a\; -\; a}}^{*}{\mathrm{=\; \epsilon }}_a-\frac{{\epsilon }_b{\mathrm{+\; \epsilon }}_c}{2}\mathrm{(7)}$

这样通过三次测量，即可确定T5在U与U/2之间的误差变化量。

如果T5在U/2的误差已经标定，那么该误差值加上（α-α^＊）值就是T5在U的误差。

还可以用数据插入法综合得到T5在任意区间的误差变化曲线，并标定其中一点的误差，从而确定T5在该区间各点误差。该方法可用来制造复现工频电压比例量值的成套设备。

附图1：西德PTB并串联加法线路。

图2：本发明串联加法线路原理图。

图3： $\frac{\mathrm{110KV}}{\sqrt{3}}\mathrm{/\; 100V}$ 电压互感器误差变化曲线

图中：-电压互感器串联加法结果

-电容倍压法结果

本发明的应用举例如下，对一台 $\frac{\mathrm{110KV}}{\sqrt{3}}\mathrm{/\; 100V}$ 全绝缘全屏蔽电压互感器进行串联加法测量，得到表1数据。

表1：比值误差f×10^-6

U_P/U_N% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

ε_a56 45 36 29 21 14 8 0 -8 -17 -31

ε_b58 39 26 18 10 5 0 -3 -6 -6 -9

ε_c2 4 3 2 0 -2 -4 -5 -6 -6 -6

α-α^＊26 23 21 19 16 12 10 4 -2 -11 -24

角值误差δ×10^-8

ε_a-80 -84 -85 -86 -87 -88 -88 -89 -88 -88 -87

ε_b-64 -72 -78 -83 -87 -90 -93 -96 -98 -98 -102

ε_c-89 -89 -89 -88 -87 -87 -86 -86 -87 -87 -87

α-α^＊-4 -3 -2 -1 0 1 2 2 5 5 7

根据表1数据（U_P相当于U_C），算得各倍压区间的误差变化α-α^＊，以20%点为参考零点，可定出10%，40%，80%点的位置，其他点可用插入法补足，据此得到该互感器的电压系数曲线如图3。

图3中的虚线是用电容倍压法技术路线测得的数据（参见《用倍压法测量压缩气体电容器的电压系数》国际电工电子工程师学会学报1EEE    IM-36    PT30），可以看出，这两种不同的方法均得到相同的结果，不一致程度只有百万分之五。

这样，只要标定这台 $\frac{\mathrm{110KV}}{\sqrt{3}}$ 互感器在10%点的误差，其他点的误差也就确定了。用串联加法技术，可以建立从低电压到高电压的全套标准比例量值，作为部门与单位的计量标准。

Claims (1)

1、一种电压互感器串联加法线路，有供电变压器，两台一次侧串联的标准电压互感器，被测电压互感器，精密电压互感器校验仪组成，其特征是供电变压器T₂为双极性升压器，两台一次侧串联的标准电压互感器T₃和T₄二次侧也串联，被测电压互感器T₅为全绝缘全屏蔽电压互感器，T₃、T₄和T₅的额定变比相同。

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