CN106772190A - 一种vfto条件下电子式电压互感器的测试比对方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法及装置，属于电子式互感器检测技术领域。本发明采用包括标准电容分压器和高精度示波器来记录高压开关动作时的一次电压波形，与待测电子式电压互感器的电压进行比对分析，验证电子式电压互感器对一次瞬变电压的传变可靠性。本发明实现了高压开关操作引起的一次瞬时过电压对电子式电压互感器输出的影响分析，有效地提高了智能变电站在高压开关操作时一次电压的检测准确性和可靠性，进而促进了电子式互感器在智能变电站的大面积推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法及装置，属于电子式互感器检测技术领域。
背景技术
在智能变电站中，由于智能一次设备及其配套的电子单元通常包含智能元件且就近安装，在隔离开关、断路器等高压开关操作时引起的幅值高、陡度大的VFTO干扰下，极易出现功能紊乱甚至损坏。近年由于高压开关设备操作时的暂态现象引起电子式互感器在多个智能变电站中发生采样数据异常甚至损坏等严重问题并导致保护误动的情况常有发生，电子式互感器对智能变电站一次电压检测的可靠性依然严重困扰着电子式互感器的大面积推广应用。因此，实时准确检测一次电压的VFTO变化、提高电子式互感器耐VFTO的性能是影响变电站智能一次设备、二次设备正常工作的主要因素。
现有的关于电子式电压互感器的VFTO检测，是根据《国家电网公司电子式互感器性能监测方案(2014)》，将被测电子式电压互感器放置于负载侧，使用隔离开关分合容性小电流试验回路产生一次瞬时过电压，判断被试电压互感器是否损坏，输出是否出现通信中断、丢包、品质改变等异常情况。例如授权公告号为CN102565587B的专利文件公开了一种电子式互感器电磁兼容性的试验方法，该方法将待测电子式互感器设置在负载侧，通过隔离开关分合模拟电力系统实际工况，测量记录一次电压电流和待测电子式互感器输出值和工作状态，判别电子互感器的性能。该方法仅记录电子式电压互感器输出状态是否异常、是否损坏，无法判断高压开关动作时一次电压波形的准确变化，无法判断电压互感器输出波形是否正常。
发明内容
本发明的目的是提供一种VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法，以解决目前的电子式电压互感器无法准确、可靠测量高压开关操作时一次电压瞬变过程的问题，同时，本发明还提供了一种VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置。
本发明为解决上述技术问题而提供一种VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法，该测试比对方法包括以下步骤：
1)将高压开关的一侧与交流电源连接，同时并联一组标准电容分压器；将高压开关另一侧并联一负载电容器，以模拟智能变电站高压开关动作引起的一次快速瞬态过电压；
2)将待测电子式电压互感器并接在高压开关的电源侧和或负载侧，在高压开关动作时同时测量标准电容分压器和待测电子式电压互感器的一次电压；
3)比较标准电容分压器和待测电子式电压互感器测量的一次电压，以验证高压开关操作引起的一次瞬时过电压对电子式电压互感器输出的影响。
进一步地，所述步骤1)采用一次高压开关分合实验回路来模拟智能变电站高压开关动作引起的一次快速瞬态过电压，该一次高压开关分合实验回路包括交流电源、高压开关和高压电容，交流电源和高压电容并联在高压开关的一侧，高压开关的另一侧通过负载接地。
进一步地，所述标准电容分压器采用高精度示波器测量，所述高精度示波器通过高压探头连接在标准电容分压器低压臂上。
进一步地，该方法针对的高压开关包括隔离开关和或断路器。
进一步地，待测电子式电压互感器包括电子式电压互感器一次本体和采集单元，一次本体与采集单元通过屏蔽电缆连接，所述采集单元用于对一次传变的模拟小电压信号进行采样及数字化处理，并通过光纤输出至合并单元。
本发明还提供了一种VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置，该测试装置包括一次高压开关分合实验回路和一次电压采集系统，所述的一次高压开关分合实验回路包括交流电源、高压电容和高压开关，所述的交流电源和高压电容并联在高压开关的一侧，高压开关的另一侧通过负载接地，所述的一次电压采集系统包括标准电容分压器和高精度示波器，所述的标准电容分压器并联设置在交流电源和高压电容之间，标准电容分压器低压臂上设置有高压探头，标准电容分压器通过高压探头与高精度示波器连接，高压开关的电源侧和或负载侧设置有测试端口，用于连接待测电子式电压互感器。
进一步地，所述的高精度示波器为采样率2.5GHz以上的示波器。
进一步地，所述的交流电源用于提供一次高压信号，包括系统电源、调压器、升压器和并联电容器。
进一步地，所述的高压开关包括隔离开关和或断路器。
进一步地，设置在隔离开关电源侧的测试端口位于标准电容分压器和隔离开关之间，设置在隔离开关负载侧的测试端口位于负载和隔离开关之间。
本发明的有益效果是：本发明采用包括标准电容分压器和高精度示波器来记录高压开关动作时的一次电压波形，与待测电子式电压互感器的电压进行比对分析，验证电子式电压互感器对一次瞬变电压的传变可靠性。本发明通过高精度示波器实现了对高压开关操作引起的一次瞬时过电压对电子式电压互感器输出的准确分析，有效地提高了智能变电站在高压开关操作时一次电压的检测准确性和可靠性，进而促进了电子式互感器在智能变电站的大面积推广应用。
附图说明
图1是VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置的示意图；
图2是待测电子式电压互感器模块工作原理框图；
图3是VFTO条件下电子式电压互感器测试比对方法的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法的实施例
本发明将待测电子式电压互感器模块放置于电源侧或负载侧，模拟变电站运行时电子式电压互感器使用环境，记录高压开关动作时一次电压采集系统(即标准电容分压器)和待测电子式电压互感器模块的采集波形，系数折算后进行比对分析，确定一次电压的变化情况，验证此时电子式电压互感器对一次瞬变电压的传变特性。该方法的具体实施过程如图3所示，模拟高压开关操作产生的瞬态过电压，通过一次电压采集系统和待测电子式电压互感器模块同时采集一次电压，并进行输出波形比对，以此验证智能变电站高压开关操作时对一次电压的影响，提高电子式互感器对一次电压的检测准确性和可靠性。
本发明可根据待测电子互感器的运行工况进行比对测试，放在负载侧是模拟智能变电站线路侧电压互感器的运行工况，放在电源侧是模拟智能变电站母线侧电压互感器的运行工况，只是应用场合不同，此测试比对方法均适用，本实施例仅以电源侧为例。
具体地，模拟高压开关操作产生的瞬态过电压采用一次高压开关分合试验回路模块实现，如图1所示，该一次高压开关分合试验回路模块包括交流电源、高压开关和高压电容，由交流电源和高压电容提供电压互感器测试的系统电源，由高压开关分合模拟智能变电站现场分合容性小电流的高压开关操作，引起一次电压出现快速瞬态过电压。交流电源AC和高压电容C1均并联设置在高压开关的一侧，高压开关的另一侧通过负载电容C2接地。其中高压开关可以是断路器和或隔离开关，隔离开关为AIS户外敞开式隔离开关，用于模拟智能变电站现场的隔离开关分合试验，断路器用于模拟智能变电站现场的断路器分合试验，本实施例中的高压开关包括串接的断路器和隔离开关，既可以模拟断路器的开合，也可以模拟隔离开关的开合；交流电源AC用于提供一次高压信号，包括系统电源、调压器、升压器和并联电容器。
一次电压采集系统用于准确测量高压开关动作时一次电压的波形变化，一次电压采集系统采用标准电容分压器和高精度示波器，该标准电容分压器并联于交流电源侧，通过电容分压变比，将一次高电压线性转变为二次低电压；标准电容分压器的低压臂输出端上设置有高压探头，高精度示波器通过该高压探头与标准电容分压器连接，用于实时监测隔离开关或断路器等高压开关动作时一次电压波形的变化情况。本实施例中的高精度示波器指的是采样率2.5GHz以上的示波器。
待测电子式电压互感器模块包括电子式电压互感器一次本体、采集单元、合并单元及网络报文分析仪；电子式电压互感器一次本体即为试品，通过屏蔽电缆连接至所述的采集单元；采集单元用于对一次传变的模拟小电压信号进行采样及数字化处理，并通过光纤输出至合并单元；合并单元记录采集单元输出的一次电压数据，并通过光纤输出至网络报文分析仪，由网络报文分析仪接收合并单元输出的电压互感器一次波形数据并转换为波形输出。
本发明的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置的实施例
本发明的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置如图1所示，包括一次高压开关分合试验回路模块和一次电压采集系统，其中一次高压开关分合试验回路用于实现高压开关动作时一次瞬变电压的准确、可靠采集，验证智能变电站高压开关动作引起的快速瞬态过电压(VFTO)对电子式电压互感器输出的影响，一次电压采集系统，用于准确测量高压开关动作时一次电压的变化波形；待测电子式电压互感器模块，用于变电站一次电压测量，并输出数字量提供给后台的保护、测控装置。
具体地，该测试比对装置包括一次高压开关分合实验回路和一次电压采集系统，一次高压开关分合实验回路包括交流电源AC、高压电容C1和高压开关，交流电源AC和高压电容C1并联在高压开关的一侧，高压开关的另一侧通过负载电容C2接地；一次电压采集系统包括标准电容分压器和高精度示波器，标准电容分压器并联设置在交流电源AC和高压电容C1之间，标准电容分压器的低压臂输出端上设置有高压探头，高精度示波器通过该高压探头与标准电容分压器连接，本实施例中的高精度示波器指的是采样率2.5GHz以上的示波器；
根据待测电子式电压互感器的运行工况，测试端口既可设置在高压开关的电源侧，也可设置在高压开关的负载侧，设置在隔离开关电源侧的测试端口位于标准电容分压器和隔离开关之间，设置在隔离开关负载侧的测试端口位于负载和隔离开关之间。
高压开关可以是断路器或隔离开关，隔离开关为AIS户外敞开式隔离开关，用于模拟智能变电站现场的隔离开关分合试验，断路器用于模拟智能变电站现场的断路器分合试验，本实施例中的高压开关包括串接的断路器和隔离开关，既可以模拟断路器的开合，也可以模拟隔离开关的开合；交流电源AC用于提供一次高压信号，包括系统电源、调压器、升压器和并联电容器。
本发明对一次电压采集系统和待测电子式电压互感器模块采集的一次电压进行波形比对分析，验证高压开关操作引起的一次瞬时过电压对电子式电压互感器输出的影响。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本发明所示的这些实施例，而是要符合与本发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法，其特征在于，该测试比对方法包括以下步骤：
1)将高压开关的一侧与交流电源连接，同时并联一组标准电容分压器；将高压开关另一侧并联一负载电容器，以模拟智能变电站高压开关动作引起的一次快速瞬态过电压；
2)将待测电子式电压互感器并接在高压开关的电源侧和或负载侧，在高压开关动作时同时测量标准电容分压器和待测电子式电压互感器的一次电压；
3)比较标准电容分压器和待测电子式电压互感器测量的一次电压，以验证高压开关操作引起的一次瞬时过电压对电子式电压互感器输出的影响。
2.根据权利要求1所述的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法，其特征在于，所述步骤1)采用一次高压开关分合实验回路来模拟智能变电站高压开关动作引起的一次快速瞬态过电压，该一次高压开关分合实验回路包括交流电源、高压开关和高压电容，交流电源和高压电容并联在高压开关的一侧，高压开关的另一侧通过负载接地。
3.根据权利要求1所述的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法，其特征在于，所述标准电容分压器采用高精度示波器测量，所述高精度示波器通过高压探头连接在标准电容分压器低压臂上。
4.根据权利要求1所述的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法，其特征在于，该方法针对的高压开关包括隔离开关和或断路器。
5.根据权利要求1所述的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对方法，其特征在于，待测电子式电压互感器包括电子式电压互感器一次本体和采集单元，一次本体与采集单元通过屏蔽电缆连接，所述采集单元用于对一次传变的模拟小电压信号进行采样及数字化处理，并通过光纤输出至合并单元。
6.一种VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置，其特征在于，该测试装置包括一次高压开关分合实验回路和一次电压采集系统，所述的一次高压开关分合实验回路包括交流电源、高压电容和高压开关，所述的交流电源和高压电容并联在高压开关的一侧，高压开关的另一侧通过负载接地，所述的一次电压采集系统包括标准电容分压器和高精度示波器，所述的标准电容分压器并联设置在交流电源和高压电容之间，标准电容分压器低压臂上设置有高压探头，标准电容分压器通过高压探头与高精度示波器连接，高压开关的电源侧和或负载侧设置有测试端口，用于连接待测电子式电压互感器。
7.根据权利要求6所述的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置，其特征在于，所述的高精度示波器为采样率2.5GHz以上的示波器。
8.根据权利要求6所述的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置，其特征在于，所述的交流电源用于提供一次高压信号，包括系统电源、调压器、升压器和并联电容器。
9.根据权利要求6所述的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置，其特征在于，所述的高压开关包括隔离开关和或断路器。
10.根据权利要求6所述的VFTO条件下电子式电压互感器的测试比对装置，其特征在于，设置在隔离开关电源侧的测试端口位于标准电容分压器和隔离开关之间，设置在隔离开关负载侧的测试端口位于负载和隔离开关之间。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20170811 Address after: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Applicant after: State Grid Corporation of China Applicant after: Xuji Group Co., Ltd. Applicant after: Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Company Address before: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Applicant before: State Grid Corporation of China Applicant before: Xuji Group Co., Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170531 |