CN103063916A - 基于电容电流的cvt谐波测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电力技术领域中的一种基于电容电流的CVT谐波测试方法。其技术方案是：通过电流传感器分别测量流过低压电容C₂的电容电流I₂(jω)和流过高压电容C₁的电流I₁(jω)，然后应用谐波分析系统计算直接得到CVT一次侧各频点的电压U₁(jω)，并进行谐波分析。本发明的有益效果是，可以准确获得高次谐波的成分，通过指导谐波治理措施，有效的抑制谐波干扰，提高电能质量。

Description

基于电容电流的CVT谐波测试方法

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种基于电容电流的CVT谐波测试方法。

背景技术

供电质量是用户和电力企业共同关注的热点。随着电网的发展，直流工程和新能源项目的建设，开关电源、晶闸管器件、风电机组等在电网中越来越多的得到应用。这些设备一方面提高了人们对电能的利用效率，另一方面在电网里形成了大量谐波电流。其后果是使同一电网的其他电子产品受到干扰，谐波电流还会引起电网中线电流的超载，影响电网对电力的传输能力。此外，对交流电源的相位控制还会在电网上引起电流有效值的变化，导致电压有效值明显波动，这种电压波动有可能引起照明装置的闪烁。因此对系统谐波的监测是电力系统必不可少的测试环节。

目前，在进行电压谐波测试时采用的方法都是将谐波分析仪直接连接到电容式电压互感器CVT二次侧进行测试。这种直接应用谐波分析仪开展测试的方法可以准确获得连接的电容式电压互感器CVT二次侧谐波成分，但是电容式电压互感器CVT等互感器在设计时均以测试50Hz基波电压电流为目的，其带宽较窄。国外开展的相关研究表明，不同频率下电容式电压互感器CVT的变比差异很大，现有直接利用谐波分析仪的测试方法不能准确反映高次谐波的构成比例。

发明内容

针对上述背景技术中提到电容式电压互感器CVT谐波测量问题，本发明提出了一种基于电容电流的CVT谐波测试方法。

一种基于电容电流的CVT谐波测试方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：通过电流传感器分别测量流过低压电容C₂的电容电流I₂(jω)和流过高压电容C₁的电流I₁(jω)，其中，j为虚数单位；ω为相位角；

步骤2：应用谐波分析系统计算直接得到CVT一次侧各频点的电压U₁(jω)，并进行谐波分析。

所述步骤2中，应用谐波分析系统计算直接得到CVT一次侧各频点的电压U₁(jω)的计算公式为：

U₁(jω)=I₁(jω)jX_c1+I₂(jω)jX_c2

其中，U₁(jω)为CVT一次侧电压；I₁(jω)为流过高压电容C₁在各频点的电流，通过电流线圈A测量；I₂(jω)为流过低压电容C₂在各频点的入地电流，通过电流线圈B测量；X_c1为高压电容器C₁对应于各频点的电抗值，X_c2为低压电容器C₂对应于各频点的电抗值；j为虚数单位；ω为相位角。

本发明的有益效果是，可以准确获得高次谐波的成分，通过指导谐波治理措施，有效的抑制谐波干扰，提高电能质量。

附图说明

图1是基于电容电流的电容式电压互感器CVT谐波测试方法的内部电路图；

图2是基于电容电流的电容式电压互感器CVT谐波测试方法的外部接线图；

图3是测试系统一次测电压信号图及谐波含有率图；其中，（a）是测试系统一次测电压信号图；（b）是谐波含有率图；

图4是流过低压电容C₂的电容电流I₂(jω)和流过高压电容C₁的电流I₁(jω)图及各自的谐波含有率图；其中，（a）是流过低压电容C₂的电容电流I₂(jω)和流过高压电容C₁的总电流I₁(jω)；（b）是I₁的谐波含有率图；（c）是I₂的谐波含有率图；

图5是由电容电流法计算得到的一次测电压信号图及谐波含有率图；其中，（a）是CVT一次侧各频点的电压U₁(jω)；（b）是CVT一次侧的谐波组成。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

（1）将各模块按电器接线图正确接线，组成测试系统：

将电流传感器（测量范围0~30A，精确度到1mA，误差为±1%）、数据采集卡（每频道不低于25kHz采样率、12位分辨率、具有同步采样功能的4通道数据采集卡）、计算机（安装有谐波分析软件）及电容式电压互感器CVT按电器接线图正确接线，组成测试系统。如图1及图2。

（2）通过电流传感器分别测量流过低压电容C₂的电容电流I₂(jω)和流过高压电容C₁的电流I₁(jω)：

（3）应用谐波分析系统计算直接得到CVT一次侧各频点的电压U₁(jω)，并进行谐波分析：

通过式（1）可以得到CVT一次侧各频点的电压U₁(jω)：

U₁(jω)=I₁(jω)jX_c1+I₂(jω)jX_c2           (1)

其中，U₁(jω)为CVT一次侧电压；I₁(jω)为流过高压电容C₁在各频点的电流，通过电流线圈A测量；I₂(jω)为流过低压电容C₂在各频点的入地电流，通过电流线圈B测量；X_c1为高压电容器C₁对应于各频点的电抗值，X_c2为低压电容器C₂对应于各频点的电抗值；j为虚数单位；ω为相位角。

本例由计算机算得的一次侧各频点的电压U₁(jω)如图5（a）所示。

以上述基础可以得到电容式电压互感器CVT一次侧的电压，对其进行分析可以得到一次侧的谐波组成，如图5（b）所示

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种基于电容电流的CVT谐波测试方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：通过电流传感器分别测量流过低压电容C₂的电容电流I₂(jω)流过高压电容C₁的电流I₁(jω)，其中，j为虚数单位；ω为相位角；

步骤2：应用谐波分析系统计算直接得到CVT一次侧各频点的电压U₁(jω)，并进行谐波分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于电容电流的CVT谐波测试方法，其特征在于，所述步骤2中，应用谐波分析系统计算直接得到CVT一次侧各频点的电压U₁(jω)的计算公式为：

U₁(jω)=I₁(jω)jX_c1+I₂(jω)jX_c2

其中，U₁(jω)为CVT一次侧电压；I₁(jω)为流过高压电容C₁在各频点的电流，通过电流线圈A测量；I₂(jω)为流过低压电容C₂在各频点的入地电流，通过电流线圈B测量；X_c1为高压电容器C₁对应于各频点的电抗值，X_c2为低压电容器C₂对应于各频点的电抗值；j为虚数单位；ω为相位角。

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