CN109856585B - 一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法 - Google Patents

一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109856585B
CN109856585B CN201910151069.7A CN201910151069A CN109856585B CN 109856585 B CN109856585 B CN 109856585B CN 201910151069 A CN201910151069 A CN 201910151069A CN 109856585 B CN109856585 B CN 109856585B
Authority
CN
China
Prior art keywords
main circuit
voltage
current
value
power factor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910151069.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109856585A (zh
Inventor
魏海斌
章华峤
林仁雄
周依能
林方斌
俞赛香
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Fujian Electric Power Co Ltd, Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority to CN201910151069.7A priority Critical patent/CN109856585B/zh
Publication of CN109856585A publication Critical patent/CN109856585A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109856585B publication Critical patent/CN109856585B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,对采集到的电压、电流量进行数值及相位校正以获得主电路中电压、电流量。采用滑动傅里叶算法对校正后得到的主电路电压、电流以及标准电压互感器一次电压量进行计算,以获得主电路当前的功率因数、电压电流有效值以及主电路中容性部分功率因素角,进而求解主电路当前状态下的电抗值、容抗值以及等效电阻值。通过以上求解的主电路功率因素角,可以迅速判断主电路当前状态是否满足串联谐振升压条件,如果不满足,以已经算得电抗值和容抗值为指导,迅速调整电抗器使主电路达到满足串联谐振升压状态。利用此方法可以使主电路迅速调整到良好谐振状态,减少电压互感器试验时的调谐次数。

Description

一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法
技术领域
本发明涉及110kV及以上电压等级电力电压互感器串联谐振升压试验领域,具体的说是一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法。
背景技术
计量用途的高压电力电压互感器,其测量精度对客户用电量计算的准确性具有较大的影响作用。根据相关规章要求,需要对电力电压互感器进行定期与不定期校验,判断其误差是否在允许误差范围之内。对于110kV及上电压等级的电力电压互感器,要求在互感器一次侧产生73kV及以上电压等级的高电压。在实际工程中,常采用串联谐振方法来产生如此高的电压,随之而来的问题就是如何判断电路是否已经达到满足试验的谐振状态。实际操作过程中,都是根据所产生电压值的大小,多次去调节主电路的电抗值来使得电路达到满足试验的谐振状态。这种方法,不仅比较耗时而且没有很好的理论值指导,需要对主电路进行多次升压测试,对设备造成不必要的冲击。同时,每次升压后都需对并联电容器获电容式电压互感器进行放电才能进行电抗器的调节,如若忘记放电,将造成工作人员高压触电的事故,这种传统方法存在较多的弊端。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提出一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,有利于将谐振主电路快速调整到良好谐振状态,减少电压互感器试验时的调谐次数,并降低试验过程中的高压触电风险。
本发明采用如下技术方案:
一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:查询励磁变铭牌变比值KLCB、标准电压互感器铭牌变比值K,用于后续数值校正;
步骤S2:测量励磁变一次侧电压与二次侧电压间的相位差励磁变一次侧电流与二次侧电流间的相位差用于后续相位校正;
步骤S3:对调压电路中所测得的电压量U′、电流量I′以及主电路中标准电压互感器测得的电压量U′CVT2进行数值及相位校正,以获得主电路中电压U、电流I以及并联电容器电压Uc
步骤S4:采用滑动傅里叶算法对主电路电压U、电流I以及主电路并联电容器两端电压Uc进行计算,以获主电路电压U的有效值URMS和相位角主电路电流I的有效值IRMS和相位角并联电容器电压Uc的有效值UcRMS和相位角
步骤S5:利用主电路电压相位角减去主电路电流相位角以获得主电路功率因数角δ′,同时,用并联电容器电压相位角减去主电路电流相位角以获得主电路容性部分功率因数角δc′;
步骤S6:对功率因数角δ′和δc′进行标准化处理,标准化后的功率因数角分别为δ和δc
通步骤S7:通过步骤S6中求得的主电路功率因数角δ数值大小,由此可以求得主电路功率因数cosδ,根据此功率因数可直观判断出目前主电路的谐振状态,若未达到谐振状态,则进入步骤S8;
步骤S8:利用步骤S4求得的主电路电压有效值URMS、主电路电流有效值IRMS、并联电容器电压有效值UcRMS以及步骤S6中求得的主电路功率因数角δ、主电路容性部分功率因数角δc,继而求解主电路中感性部分感抗值ωL、等效电阻RLeq和容性部分容抗值等效电阻Rceq、调压电路允许电流最大值Imax
步骤S9:为了使主电路系统达到谐振状态,应使得主电路电抗值ωL与容抗值相等,此时,以步骤S8中求得的电抗值与电容值为指导,通过调整主电路中的电抗器的电抗值来使得主电路达到谐振状态。
步骤S3中,所述校正方法如下式所示:
步骤S7中,若主电路功率因数|cosδ|大于0.7,则主电路达到满足试验条件的谐振状态。
步骤S9中,所述通过调整主电路中的电抗器的电抗值来使得主电路达到谐振状态,具体电抗器调节原则如下:
如果cosδ<+0.7,则减小电抗值,才能使得电路向谐振方向发展;
如果cosδ>-0.7,则增大电抗值,才能使得电路向谐振方向发展。
由上述对本发明的描述可知,与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、引入滑动傅里叶算法,快速求解谐振主电路当前的谐振状态,并通过对该算法的求解结果进一步计算,可直接求出主电路系统电抗值、电容值等电气量,用于指导调谐过程。
2、利用标准电压互感器二次侧电压,直接乘上电压互感器变比以获取主电路中并联电容器两端电压。由于标准电压互感器属于高精度互感器,其电压值误差和电压相位误差很小,可以直接忽略不计。
附图说明
图1为本发明所述谐振升压主电路及算法运算过程示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
本实施提供一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,如图1所示,具体包括以下步骤:
步骤S1:查询励磁变铭牌变比值KLCB、标准电压互感器铭牌变比值K,用于后续数值校正。
步骤S2:测量励磁变一次侧电压与二次侧电压间的相位差励磁变一次侧电流与二次侧电流间的相位差用于后续相位校正。
步骤S3:对调压电路中所测得的电压量U′、电流量I′以及主电路中标准电压互感器测得的电压量U′CVT2进行数值及相位校正,以获得主电路中电压U、电流I以及并联电容器电压Uc。具体校正方法如下式所示:
步骤S4:采用滑动傅里叶算法对主电路电压U、电流I以及主电路并联电容器两端电压Uc进行计算,以获主电路电压U的有效值URMS和相位角主电路电流I的有效值IRMS和相位角并联电容器电压Uc的有效值UcRMS和相位角对于工频50Hz的信号,其滑动傅里叶算法公式如下所示:
Xn=ej·2π·(Xn-1+x(n)-x(n-N))
上式中:变量X表示主电路电压U、主电路电流I、并联电容器电压Uc
变量Xn-1表示变量X在n-1时刻的时域值;
变量x(n)表示变量X在当前n时刻的采样值;
变量N表示滑动傅里叶算法的滑动窗大小,此处取N=48;
函数angle()表示求相角函数;
将主电路电压U、主电路电流I、并联电容器电压Uc分别带入上式,即可求得对应的有效值及相位角。
步骤S5:利用主电路电压相位角减去主电路电流相位角以获得主电路功率因数角δ′,同时,用并联电容器电压相位角减去主电路电流相位角以获得主电路容性部分功率因数角δc′,如下式所示:
步骤S6:在步骤S5中,利用减法计算得到的功率因数角数值会出现阶跃变化情况,为方便功率因数角在后续过程中的观察与计算,对功率因数角δ′和δc′进行标准化处理,标准化后的功率因数角分别为δ和δc。对功率因数角δ′的具体标准化过程如下式所示,对功率因数角δc′的标准化过程与此一致,不在赘述:
通步骤S7:通过步骤S6中求得的主电路功率因数角δ数值大小,由此可以求得主电路功率因数cosδ,根据此功率因数可直观判断出目前主电路的谐振状态。按照实际工作经验,为满足串联谐振升压要求,主电路功率因数|cosδ|应大于0.7。
步骤S8:利用步骤S4求得的主电路电压有效值URMS、主电路电流有效值IRMS、并联电容器电压有效值UcRMS以及步骤S6中求得的主电路功率因数角δ、主电路容性部分功率因数角δc,继而求解主电路中感性部分感抗值ωL、等效电阻RLeq和容性部分容抗值等效电阻Rceq、调压电路允许电流最大值Imax。具体计算过程如下:
步骤S9:为了使主电路系统达到谐振状态,应尽量使得主电路电抗值ωL与容抗值相等或相近。此时,以步骤S8中求得的电抗值与电容值为指导,通过调整主电路中的电抗器的电抗值来使得主电路达到谐振状态,电抗器调节原则如下:
(1)如果cosδ<+0.7,则减小电抗值,才能使得电路向谐振方向发展;
(2)如果cosδ>-0.7,则增大电抗值,才能使得电路向谐振方向发展。
综上所述,本发明所提供的电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,采用了滑动傅里叶算法,通过科学的计算过程,有利于快速掌握当前状态下主电路谐振状态及各电气元件参数,可以迅速以这些参数为指导,将主电路快速调整到良好谐振状态,减少电压互感器试验时的调谐次数,并降低试验过程中的高压触电风险。
上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,其特征在于,基于谐振升压的主电路实现,其包括励磁变、调压电路和主电路,该励磁变连接于调压电路和主电路之间,该主电路包括串联的感性部分和容性部分,感性部分设有电抗器,容性部分设有并联的标准电压互感器和并联电容器,还包括以下步骤:
步骤S1:查询励磁变铭牌变比值KLCB、标准电压互感器铭牌变比值K,用于后续数值校正;
步骤S2:测量励磁变一次侧电压与二次侧电压间的相位差励磁变一次侧电流与二次侧电流间的相位差用于后续相位校正;
步骤S3:对调压电路中所测得的电压量U′、电流量I′以及主电路中标准电压互感器测得的电压量U′CVT2进行数值及相位校正,以获得主电路中电压U、电流I以及并联电容器电压Uc
步骤S4:采用滑动傅里叶算法对主电路电压U、电流I以及主电路并联电容器两端电压Uc进行计算,以获主电路电压U的有效值URMS和相位角主电路电流I的有效值IRMS和相位角并联电容器电压Uc的有效值UcRMS和相位角
步骤S5:利用主电路电压相位角减去主电路电流相位角以获得主电路功率因数角δ′,同时,用并联电容器电压相位角减去主电路电流相位角以获得主电路容性部分功率因数角δc′;
步骤S6:对功率因数角δ′和δc′进行标准化处理,标准化后的功率因数角分别为δ和δc
步骤S7:通过步骤S6中求得的主电路功率因数角δ数值大小,由此可以求得主电路功率因数cosδ,根据此功率因数可直观判断出目前主电路的谐振状态,若未达到谐振状态,则进入步骤S8;
步骤S8:利用步骤S4求得的主电路电压有效值URMS、主电路电流有效值IRMS、并联电容器电压有效值UcRMS以及步骤S6中求得的标准化后的主电路功率因数角δ、标准化后的主电路容性部分功率因数角δc,继而求解主电路中感性部分的电抗值ωL、等效电阻RLeq和容性部分的容抗值等效电阻Rceq、调压电路允许电流最大值Imax
步骤S9:为了使主电路系统达到谐振状态,应使得主电路的电抗值ωL与容抗值相等,此时,以步骤S8中求得的电抗值与容抗值为指导,通过调整主电路中的电抗器的电抗值来使得主电路达到谐振状态。
2.如权利要求1所述的一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,其特征在于,步骤S3中,所述校正方法如下式所示:
3.如权利要求1所述的一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,其特征在于,步骤S7中,若主电路功率因数|cosδ|大于0.7,则主电路达到满足试验条件的谐振状态。
4.如权利要求1所述的一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法,其特征在于,步骤S9中,所述通过调整主电路中的电抗器的电抗值来使得主电路达到谐振状态,具体电抗器调节原则如下:
如果cosδ<+0.7,则减小电抗值,才能使得电路向谐振方向发展;
如果cosδ>-0.7,则增大电抗值,才能使得电路向谐振方向发展。
CN201910151069.7A 2019-02-28 2019-02-28 一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法 Active CN109856585B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910151069.7A CN109856585B (zh) 2019-02-28 2019-02-28 一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910151069.7A CN109856585B (zh) 2019-02-28 2019-02-28 一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109856585A CN109856585A (zh) 2019-06-07
CN109856585B true CN109856585B (zh) 2020-12-18

Family

ID=66899317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910151069.7A Active CN109856585B (zh) 2019-02-28 2019-02-28 一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109856585B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09260167A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Nissin Electric Co Ltd コンデンサ形計器用変圧器
JPH10246740A (ja) * 1997-03-04 1998-09-14 Shikoku Electric Power Co Inc コンデンサ形計器用変圧器による高調波測定方法および測定装置
CN102347616A (zh) * 2011-09-21 2012-02-08 山东大学 带谐振检测及谐波过流保护的无功补偿方法及其装置
KR101193153B1 (ko) * 2011-03-04 2012-10-22 한국전력공사 변성기의 철공진 검출 및 억제 장치
CN102928705A (zh) * 2012-10-29 2013-02-13 河北省电力公司电力科学研究院 Gis中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法
CN202948123U (zh) * 2012-09-26 2013-05-22 湖北省电力公司电力科学研究院 一种现场电压互感器误差主动检定装置
CN103338025A (zh) * 2013-06-05 2013-10-02 国家电网公司 工频调感谐振装置及其调频判断工频串联谐振状态的方法
CN104330612A (zh) * 2014-11-27 2015-02-04 国家电网公司 一种谐振过电压监测系统及方法
CN104330627A (zh) * 2014-10-24 2015-02-04 华中科技大学 一种基于有源注入电流的电网谐振自动检测方法
CN104375025A (zh) * 2014-10-31 2015-02-25 国家电网公司 中性点不接地的10kV系统中铁磁谐振的诊断方法
CN207067381U (zh) * 2017-07-19 2018-03-02 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种基于晶闸管控制电容器的工频串联谐振升压cvt检定装置
CN108181600A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 电容式电压互感器测试装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09260167A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Nissin Electric Co Ltd コンデンサ形計器用変圧器
JPH10246740A (ja) * 1997-03-04 1998-09-14 Shikoku Electric Power Co Inc コンデンサ形計器用変圧器による高調波測定方法および測定装置
KR101193153B1 (ko) * 2011-03-04 2012-10-22 한국전력공사 변성기의 철공진 검출 및 억제 장치
CN102347616A (zh) * 2011-09-21 2012-02-08 山东大学 带谐振检测及谐波过流保护的无功补偿方法及其装置
CN202948123U (zh) * 2012-09-26 2013-05-22 湖北省电力公司电力科学研究院 一种现场电压互感器误差主动检定装置
CN102928705A (zh) * 2012-10-29 2013-02-13 河北省电力公司电力科学研究院 Gis中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法
CN103338025A (zh) * 2013-06-05 2013-10-02 国家电网公司 工频调感谐振装置及其调频判断工频串联谐振状态的方法
CN104330627A (zh) * 2014-10-24 2015-02-04 华中科技大学 一种基于有源注入电流的电网谐振自动检测方法
CN104375025A (zh) * 2014-10-31 2015-02-25 国家电网公司 中性点不接地的10kV系统中铁磁谐振的诊断方法
CN104330612A (zh) * 2014-11-27 2015-02-04 国家电网公司 一种谐振过电压监测系统及方法
CN207067381U (zh) * 2017-07-19 2018-03-02 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种基于晶闸管控制电容器的工频串联谐振升压cvt检定装置
CN108181600A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 电容式电压互感器测试装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GIS中电压互感器变频谐振升压自动测试方法;孙冲等;《河北电力技术》;20170228;第36卷(第1期);第5-7、15页 *
The parallel resonance impedance detection method for parameter estimation of power line and transformer by using CSA, GA, and PSO;Bahadir Akbal等;《Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences》;20160131;第1-24页 *
电磁式电压互感器引起的谐波谐振研究;董国震;《变压器》;20080930;第45卷(第9期);第36-40页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109856585A (zh) 2019-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9817053B2 (en) Method and apparatus for testing a transformer
CN110297203A (zh) 一种用于对直流电压互感器进行宽频校验的系统及方法
CN110703059B (zh) 一种提高小负载下串联谐振试验调谐稳定性的装置
Meng et al. Research on the reliability of capacitor voltage transformers calibration results
CN109521339B (zh) 基于非全补偿的工频并联谐振耐压试验方法
CN109856585B (zh) 一种电压互感器串联谐振升压过程中谐振状态判断方法
KR20140129029A (ko) 고전압 기술의 장치를 시험하기 위한 시험 시스템 및 시험 방법
Slomovitz Electronic error reduction system for clamp-on probes and measuring current transformers
CN109406877B (zh) 电容式电压互感器谐波传递系数的测量方法及装置
CN110658398B (zh) 一种基于功率因数角修正的变压器振动基频信号分离方法
RU2704394C1 (ru) Способ дистанционного определения места замыкания фазы на землю
US2273066A (en) Method and means for determining qualities of dielectrics
CN110133563B (zh) 一种电流传感器抗直流性能检测方法及装置
Slomovitz Electronic based high-voltage measuring transformers
CN105093162A (zh) 脉冲群干扰条件下电能表计量误差检定方法和装置
CN111896906A (zh) 对互感器的误差校准数据进行修正的方法及装置
CN108181600B (zh) 电容式电压互感器测试装置
CN111141945A (zh) 一种三相不平衡系统电容电流测量方法
CN107144758B (zh) 一种热效应对变压器抗短路能力影响的试验方法
CN104678218A (zh) 一种电缆升流试验系统最优补偿电容的估算方法
Antipin et al. Determination of parameters of high-frequency matching transformer of installation of induction heating
CN107271751A (zh) 交直流电容器塔不平衡电流测试方法
Zhu et al. Frequency Response Test and Key Parameter Estimation of Oil-immersed Capacitive Voltage Transformer
CN209656788U (zh) 一种电抗器感值测试装置
KR102220329B1 (ko) 저압 전력선의 누설전류 벡터를 측정하기 위한 장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant