CN104502678A - 测量电力变压器电压比的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测量电力变压器电压比的方法，采用电容器C1和电容器C2，电容器C1的两个电容极板的间距为d1，电容器C2的两个电容极板的间距为d2；通过调节电容器C1和C2的电容极板之间的距离来实现电桥平衡，具体为：当电流表指针归零时，电桥达到平衡，此时分别读取电容C1和C2的电容极板间距d1和d2，计算被试变压器的电压比为(d1+d2)/d2；本发明中所提出的电容压降式电压比电桥相比于感应式电压比电桥具有结构简单、易于实施的优点；相比于电阻压降式电压比电桥则具有实验结果稳定可靠以及量程大的优点。

Description

测量电力变压器电压比的方法
技术领域
本发明涉及一种测量电力变压器电压比的方法，应用于电力变压器行业，属于变压器实验方法领域。
背景技术
现有的利用电桥法测量电压比的方法主要有感应式电压比电桥和电阻压降式电压比电桥。前者需要采用具有多个抽头的自耦变压器和被试变压器并联，为了提高电桥灵敏度还需要增设升压变压器。因此，虽然结果较准确，但是结构和试验方法都较复杂。后者试验方法简化了很多，但是电阻值具有随温度变化的特性，因此影响了实验的精度；并且电压比测量的量程受限于采用的两个固定电阻值R1和R2，为了扩大量程增加R3的值又会增大误差。量程受限于采用的两个固定电阻值，实验精度和量程难于兼得。
发明内容
基于以上背景，本发明提出了一种测量电压比电桥的新方法。利用电容压降式电压比电桥，通过调节电容极板之间的距离，得到了一种较为直观的测量电力变压器电压比的新方法。具有结构简单、试验方法易于实现、测量结果直观可靠、精度高、量程大的利用电容压降式电压比电桥测量电力变压器电压比的新方案。
本发明的技术解决方案是：
一种测量电力变压器电压比的方法，包括：
采用电容器C1、电容器C2、电流表，电容器C1的一极连接被试变压器的初级绕组的A端，电容器C1的另一极通过电流表连接被试变压器的次级绕组的a端；被试变压器的初级绕组的X端、被试变压器的次级绕组的x端均连接电容器C2的一极，电容器C2的另一极通过电流表连接被试变压器的次级绕组的a端；被试变压器的初级绕组的A端与X端间连接供电电源；
每个所采用电容器的两个电容极板，即上极板、下极板，位于透明容器内，其中下极板的上下两侧分别用同心圆形状的夹件固定；上极板、下极板分别焊接有导线；透明容器的上下两侧分别开设有圆形口；透明容器的靠下极板的侧部开有通气孔；透明容器的侧部表面标有刻度，刻度由下极板的上表面起始；
电容器C1的两个电容极板的间距为d1，电容器C2的两个电容极板的间距为d2；通过调节电容器C1和C2的电容极板之间的距离来实现电桥平衡，具体为：当电流表指针归零时，电桥达到平衡，此时分别读取电容C1和C2的电容极板间距d1和d2，计算被试变压器的电压比为(d1+d2)/d2。
进一步地，根据平板电容器电容的计算式：C＝Q/U＝ε0εrS/d；其中C为电容器的电容，Q为电容极板上的电荷量，U是电容极板之间的电压，ε0是真空介电常数，εr是相对介电常数，S为电容极板的面积，d为电容极板之间的距离；在电容压降式电压比电桥中，每个电容器的两个电容极板间的绝缘介质均为空气，相对介电常数均为1，面积S相等，且在电桥平衡时，电流表所在支路相当于开路，可知电容器C1和C2的极板上电荷量Q1＝Q2；故可知，当电桥平衡的时候，电容器C1和C2的分压与电容极板间距成正比，也就是说，被试变压器的电压比等于d2/(d1+d2)。
进一步地，测量时，保持电容器水平放置；上极板的下表面所对应的刻度即为两个电容极板的间距d。
本发明的有益效果是：本发明中所提出的电容压降式电压比电桥相比于感应式电压比电桥具有结构简单、易于实施的优点；相比于电阻压降式电压比电桥则具有实验结果稳定可靠以及量程大的优点。
附图说明
图1是电容压降式电压比电桥的连接示意图；
图2是实施例中电容器的左侧结构示意图；
图3是实施例中电容器的右侧结构示意图；
图4是实施例中电容器的俯视结构示意图；
其中：1-透明容器，2-上极板，3-下极板，4-夹件，5-导线，6-刻度，7-通气孔。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
实施例所提供的电容压降式电压比电桥连接如图1所示。
采用电容器C1、电容器C2、电流表，电容器C1的一极连接被试变压器的初级绕组的A端，电容器C1的另一极通过电流表连接被试变压器的次级绕组的a端；被试变压器的初级绕组的X端、被试变压器的次级绕组的x端均连接电容器C2的一极，电容器C2的另一极通过电流表连接被试变压器的次级绕组的a端；被试变压器的初级绕组的A端与X端间连接供电电源。
通过调节电容器C1和C2的电容极板之间的距离来实现电桥平衡。当电流表指针归零的时候，就代表电桥达到了平衡，此时分别读取电容C1和C2的电容极板间距d1和d2，即可计算被试变压器的电压比为(d1+d2)/d2。
根据平板电容器电容的计算式：C＝Q/U＝ε0εrS/d；其中C为电容器的电容，Q为电容极板上的电荷量，U是电容极板之间的电压，ε0是真空介电常数，εr是相对介电常数，S为电容极板的面积，d为电容极板之间的距离；实施例所提供的电容压降式电压比电桥连接图中，电容极板之间的绝缘介质为空气，相对介电常数均为1，面积S相等。且在电桥平衡时，电流表所在支路相当于开路，易知电容器C1和C2的极板上电荷量Q1＝Q2。所以可知，当电桥平衡的时候，电容器C1和C2的分压与电容极板间距成正比。也就是说，被试变压器的电压比等于(d1+d2)/d2。因此，通过分别读取d1和d2即可知道被试变压器的电压比。
如图2、图3、图4，实施例所采用的电容器的两个电容极板位于透明容器1内，其中下极板3的上下两侧分别用同心圆形状的夹件4固定在透明容器1上。上极板2、下极板3分别和导线5焊接在一起。透明容器1可采用玻璃制成的玻璃容器，透明容器1的上下两侧分别开圆形口。另外透明容器1靠下极板3侧开两个通气孔7，以保证电容极板之间的空气始终为一个大气压。
测量的时候，保持电容器水平放置。透明容器1表面上设置比较详细的刻度6，刻度6最下侧从下极板3的上表面开始，以方便读取。试验时，上极板2的下表面所对应的度数，即为电容极板之间的距离d。试验时，通过调节电容极板之间的距离，当电流表指针归零的时候，则表示电桥达到平衡。此时读取电容C1和C2的极板距离d1和d2，(d1+d2)/d2即是被试变压器的电压比。

Claims (3)

1.一种测量电力变压器电压比的方法，其特征在于，包括：
采用电容器C1、电容器C2、电流表，电容器C1的一极连接被试变压器的初级绕组的A端，电容器C1的另一极通过电流表连接被试变压器的次级绕组的a端；被试变压器的初级绕组的X端、被试变压器的次级绕组的x端均连接电容器C2的一极，电容器C2的另一极通过电流表连接被试变压器的次级绕组的a端；被试变压器的初级绕组的A端与X端间连接供电电源；
每个所采用电容器的两个电容极板，即上极板、下极板，位于透明容器内，其中下极板的上下两侧分别用同心圆形状的夹件固定；上极板、下极板分别焊接有导线；透明容器的上下两侧分别开设有圆形口；透明容器的靠下极板的侧部开有通气孔；透明容器的侧部表面标有刻度，刻度由下极板的上表面起始；
电容器C1的两个电容极板的间距为d1，电容器C2的两个电容极板的间距为d2；通过调节电容器C1和C2的电容极板之间的距离来实现电桥平衡，具体为：当电流表指针归零时，电桥达到平衡，此时分别读取电容C1和C2的电容极板间距d1和d2，计算被试变压器的电压比为(d1+d2)/d2。
2.如权利要求1所述的测量电力变压器电压比的方法，其特征在于：根据平板电容器电容的计算式：C＝Q/U＝ε0εrS/d；其中C为电容器的电容，Q为电容极板上的电荷量，U是电容极板之间的电压，ε0是真空介电常数，εr是相对介电常数，S为电容极板的面积，d为电容极板之间的距离；在电容压降式电压比电桥中，每个电容器的两个电容极板间的绝缘介质均为空气，相对介电常数均为1，面积S相等，且在电桥平衡时，电流表所在支路相当于开路，可知电容器C1和C2的极板上电荷量Q1＝Q2；故可知，当电桥平衡的时候，电容器C1和C2的分压与电容极板间距成正比，也就是说，被试变压器的电压比等于(d1+d2)/d2。
3.如权利要求2所述的测量电力变压器电压比的方法，其特征在于：测量时，保持电容器水平放置；上极板的下表面所对应的刻度即为两个电容极板的间距d。
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