CN111029118A - 一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法，包括高压电磁式电压互感器一次绕组、高压电磁式电压互感器铁心、高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ、高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ和串接于高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ上的补偿装置。本发明通过在高压电磁互感器固有的电磁损耗所产生的误差，用一可调整大小量且完全等量的电磁补偿装置组合在一起，使得高压电磁式电压比例标准的误差更小，准确度更高，补偿电流互感器采用单铁心绕制，其绝缘性能得到有效保证，易于制作。

Description

一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法
技术领域
本发明属于电压互感器技术领域，具体涉及一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法。
背景技术
随着电能计量准确度的提高，对扩大电压量限装置电压互感器的准确度也提出了更高的要求，为了保证这些高准确度电压互感器的准确度，就必须有更高准确度的标准设备对它进行检定，这种更高准确度的标准器就是电压比例标准。过去各种比例标准多采用的电桥比例臂主要为电阻比例，其准确度一般为10-3～10-4，以上，后改用电压比例臂或电流比例臂，其准确度提高1～2个数量级，达到10-4～10-5以上。
电压互感器其电压正比于绕组的匝数比，但是由于电压互感器的二次绕组有负荷，使二次和一次绕组上都产生压降，从而带来了误差，电磁式高电压比例标准的基本结构电磁式高电压比例比准是以空载运行的电压互感器为基础，为了减小互感器误差，一般都采用双级互感器的结构。参阅图1所示，包括一次励磁绕组1、第一级互感铁心2、供电侧绕组3、二次比例绕组6、一次比例绕组4和第二级互感铁心5，其中，二次比例绕组6和一次比例绕组4均绕在第一级和第二级铁心上，双级互感器虽热满足了准确度的要求，但高电压等级由于采用两个铁心绕制一二次绕组，绝缘无法保证，制作难度大，很难实现。对此，提出一种高压电磁式电压比例标准误差补偿装置，旨在解决上述技术问题。
发明内容
针对背景技术中提出的现有高压电磁式电压比例标准误差补偿装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法，具备比例标准的准确度更高、绝缘性能实施更便利的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法，包括高压电磁式电压互感器一次绕组和高压电磁式电压互感器铁心，所述高压电磁式电压互感器一次绕组的一侧且位于高压电磁式电压互感器铁心上分别绕制有高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ，所述高压电磁式电压互感器一次绕组和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ的所在侧分别设有补偿电流互感器一次绕组和补偿电流互感器二次绕组，所述补偿电流互感器一次绕组和补偿电流互感器二次绕组均绕制在补偿电流互感器铁心上，且将补偿电流互感器一次绕组与高压电磁式电压互感器一次绕组串联，补偿电流互感器二次绕组与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ串联。
进一步，所述补偿电流互感器一次绕组与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ串联。
进一步，所述补偿电流互感器一次绕组与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ同步并联于补偿电抗器的两端。
进一步，所述高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ侧串联接入补偿电容和补偿电阻，所述补偿电容用于补偿高压电磁式电压互感器一次绕组处绕组电阻引起的压降，所述补偿电阻用于补偿高压电磁式电压互感器一次绕组处泄露电流。
有益效果：
本发明通过在高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ侧设高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ，并在高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ上串接补偿电抗器、补偿电容和补偿电阻，并以补偿电流互感器一次绕组和补偿电流互感器二次绕组的电流互感器向高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ补偿电流，从而，由补偿电抗器、补偿电容和补偿电阻补偿来自于高压电磁式电压互感器一次绕组处的空载励磁电流和泄漏电流所产生的误差，进而降低了由高压电磁式电压互感器一次绕组至高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ在一次绕组阻抗引造成的误差，由于采用的是补偿电抗器、补偿电容和补偿电阻基于高压电磁式电压互感器的一次绕组阻抗产生的各项电流参数等效补偿，使得高压电磁式电压比例标准的误差更小，准确度更高。同时，补偿电流互感器一次绕组和补偿电流互感器二次绕组改变了传统的双级互感器补偿装置的两个铁心绕制法，采用单铁心绕制，其绝缘性能得到有效保证，易于制作。
附图说明
图1为传统双级电压互感器原理图；
图2为本发明高压电磁式电压比例标准原理图；
图3为本发明图2中的补偿装置构成图。
图中：1、一次励磁绕组；2、第一级互感铁心；3、供电侧绕组；4、一次比例绕组；5、第二级互感铁心；6、二次比例绕组；11、高压电磁式电压互感器一次绕组；12、高压电磁式电压互感器铁心；13、高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ；14、高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ；15、补偿电容；16、补偿电阻；17、补偿电抗器；18、补偿电流互感器一次绕组；19、补偿电流互感器铁心；20、补偿电流互感器二次绕组；21、补偿装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2-3，一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法，由高压电磁式电压互感器一次绕组11、高压电磁式电压互感器铁心12、高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ13和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ14组成高压电磁式电压互感器，高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ13和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ14同绕制于高压电磁式电压互感器铁心12上且位于同侧，在高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ13和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ14上串接由电流比例臂组成的补偿装置21，由高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ14结合高压电磁式电压互感器一次绕组11、高压电磁式电压互感器铁心12、高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ13、高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ14和补偿装置21完成电压比例标准器。
其中，补偿装置21包括补偿电容15、补偿电阻16、补偿电抗器17、补偿电流互感器一次绕组18、补偿电流互感器铁心19和补偿电流互感器二次绕组20，在高压电磁式电压互感器一次绕组11和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ13的所在侧分别设有补偿电流互感器一次绕组18和补偿电流互感器二次绕组20，补偿电流互感器一次绕组18和补偿电流互感器二次绕组20均绕制在补偿电流互感器铁心19上，且将补偿电流互感器一次绕组18与高压电磁式电压互感器一次绕组11串联，补偿电流互感器二次绕组20与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ13串联，补偿电流互感器一次绕组18与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ14串联，在补偿电流互感器一次绕组18的两端接入补偿电抗器17，在高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ14侧串联接入补偿电容15和补偿电阻16，其中，补偿电抗器17用于补偿高压电磁式电压互感器一次绕组11处因漏抗引起的压降，补偿电容15用于补偿高压电磁式电压互感器一次绕组11处绕组电阻引起的压降，补偿电阻16用于补偿高压电磁式电压互感器一次绕组11处泄露电流，补偿电流互感器一次绕组18和补偿电流互感器二次绕组20通过调整不同比例补偿到高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ13处的实际一次阻抗压降。
由此，高压电磁式电压互感器的误差主要是由空载励磁电流i0和泄漏电流ic在一次绕组阻抗Z1（R1+jXL1）引造成的。
ε=（i0+ic）Z1/U1
式中，ε--高压电磁式电压互感器误差
i0--空载电流
ic--一次绕组层间，匝间和层间泄漏电流
Z1--一次绕组阻抗
U1--额定一次电压
R1--一次电阻电阻
XL1--一次绕组漏抗
本发明先设计一个高压电磁式电压互感器，由高压电磁式电压互感器一次绕组11、高压电磁式电压互感器铁心12、高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ13和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ14组成，再设计一个补偿装置21用以补偿（i0+ic）Z1，从高压电磁式电压互感器一次绕组11上取i0+ic电流经过补偿电流互感器一次绕组18，并按比例变换到补偿电流互感器二次绕组20上，此时，从补偿电流互感器二次绕组20中生成i0+ib0补偿电流，其中，按高压电磁式电压互感器的Z1设计等效的补偿电阻16、补偿电抗器17和补偿电容15的器件，其值可以根据需要调整，实现补偿后的由高压电磁式电压互感器和补偿装置21组成的高压电磁式电压比例标准。
本发明通过在高压电磁互感器固有的电磁损耗所产生的误差，用一可调整大小量且完全等量的电磁补偿装置21组合在一起，使得高压电磁式电压比例标准的误差更小，准确度更高。
即通过在高压电磁式电压互感器的二次绕组上补偿一个与由空载励磁电流i0和泄漏电流ic在一次绕组阻抗Z1引造成的误差相同量值的压降，即可使高压电磁式电压互感器的误差尽可能小的数值，达到高压电磁式电压比例标准的误差要求。且由于采用的是补偿电抗器17、补偿电容15和补偿电阻16基于高压电磁式电压互感器的一次绕组阻抗产生的各项电流参数等效补偿，使得高压电磁式电压比例标准的误差更小，准确度更高。同时，补偿电流互感器一次绕组18和补偿电流互感器二次绕组20改变了传统的双级互感器补偿装置的两个铁心绕制法，采用单铁心绕制，其绝缘性能得到有效保证，易于制作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法，包括高压电磁式电压互感器一次绕组（11）和高压电磁式电压互感器铁心（12），其特征在于：所述高压电磁式电压互感器一次绕组（11）的一侧且位于高压电磁式电压互感器铁心（12）上分别绕制有高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ（13）和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ（14），所述高压电磁式电压互感器一次绕组（11）和高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ（13）的所在侧分别设有补偿电流互感器一次绕组（18）和补偿电流互感器二次绕组（20），所述补偿电流互感器一次绕组（18）和补偿电流互感器二次绕组（20）均绕制在补偿电流互感器铁心（19）上，且将补偿电流互感器一次绕组（18）与高压电磁式电压互感器一次绕组（11）串联，补偿电流互感器二次绕组（20）与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅠ（13）串联。
2.根据权利要求1所述的一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法，其特征在于：所述补偿电流互感器一次绕组（18）与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ（14）串联。
3.根据权利要求2所述的一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法，其特征在于：所述补偿电流互感器一次绕组（18）与高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ（14）同步并联于补偿电抗器（17）的两端。
4.根据权利要求3所述的一种高压电磁式电压比例标准误差补偿方法，其特征在于：所述高压电磁式电压互感器二次绕组WⅡ（14）侧串联接入补偿电容（15）和补偿电阻（16），所述补偿电容（15）用于补偿高压电磁式电压互感器一次绕组（11）处绕组电阻引起的压降，所述补偿电阻（16）用于补偿高压电磁式电压互感器一次绕组（11）处泄露电流。
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