CN113866703A - 一种电压互感器高精度测量方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电压互感器高精度测量方法和系统，包括以下步骤：获取测量系统的系统误差；采用低压调频谐振的方式对测量系统进行串联谐振，获得谐振频率点；根据谐振频率点计算谐振电感量；根据谐振电感量对谐振设备进行调节，以使测量系统的工频谐振升压；在测量系统的工频谐振升压时，获取被测电压互感器的精度数据；根据系统误差和精度数据测量被测电压互感器的精度。本发明通过引入系统误差，可实现对长距离及强干扰环境下对电压互感器精度的准确测量，避免因误判造成的损失，且采用先调频谐振后调感谐振的方法进行校验升压，可有效减轻设备重量与体积，提高现场校验水平和工作效率。

Description

一种电压互感器高精度测量方法和系统

技术领域

本发明涉及高压互感器试验的技术领域，更具体地说，涉及一种电压互感器高精度测量方法和系统。

背景技术

因前期规划原因，相比于项目一期工程、二期主变压器到开关站(一期建设完成)的距离较远，两者之间的GIS和GIL母线长度由一期最长459米变压二期776米，GIL和GIS母线的对地分布电容大幅增加，且现场试验布线在高压廓道内、电磁干扰严重且难以消除，根据电工学理论，用于该回路的GIS内部电压互感器精度测量的升压试验变压器，其容量将大幅增加，因现场试验电源容量有限，无法满足试验要求。

现有的GIS内部电压互感器的测试方法，由于外部引入误差较小，测得的试验数据在包含误差情况下基本能满足试验标准要求，但在扩建工程中，由于长距离及强干扰等因素，造成外部引入误差非常大，将会导致试验数据无法满足标准要求。

目前各试验手段在现场进行超远距离500kV变电站电压互感器高精度测量试验时，均没有消除试验线路引入测量误差的有效手段，实际测量结果无法真实反映互感器的精度，如果不正确处理，将会导致电压互感器精度误判，给工程和电厂运行带来重大的经济损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电压互感器高精度测量方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电压互感器高精度测量方法，包括以下步骤：

获取测量系统的系统误差；

采用低压调频谐振的方式对所述测量系统进行串联谐振，获得谐振频率点；

根据所述谐振频率点计算谐振电感量；

根据所述谐振电感量对所述谐振设备进行调节，以使所述测量系统的工频谐振升压；

在所述测量系统的工频谐振升压时，获取被测电压互感器的精度数据；

根据所述系统误差和所述精度数据测量所述被测电压互感器的精度。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述获取测量系统的系统误差包括：

对所述测量系统的测试回路进行负荷计算，获得所述测试回路的负荷；

基于所述测试回路的负荷，确定测试回路的测试设备及所述测试设备的设备参数；

根据所述测试设备和所述设备参数确定所述测量系统；

对所述测量系统的系统误差进行计算，获得所述测量系统的系统误差。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述测量系统包括：电源控制器、转换单元、谐振设备、标准电压互感器、被测电压互感器以及误差测量装置；

所述电源控制器、所述转换单元以及所述谐振设备依次连接，所述标准电压互感器的输入端与所述谐振设备连接，所述标准电压互感器的输出端与所述误差测量装置连接，所述被测电压互感器一端与所述谐振设备连接、另一端与所述误差测量装置连接；

所述电源控制器用于根据设置参数对输入电源并输出电压信号至所述转换单元；

所述转换单元用于对所述电压信号进行转换处理并输出至所述谐振设备；

所述谐振设备用于进行调谐控制；

所述误差测量装置用于对所述标准电压器和所述被测电压互感器的精度进行测量。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述转换单元包括：励磁变压器；

所述励磁变压器的初级绕组与所述电源控制器的输出端连接，所述励磁变压器的次级绕组与所述谐振设备的输入端连接。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述谐振设备包括：调感电抗器、可调电抗器、固定电抗器；

所述调感电抗器的第一端与所述励磁变压器的输出端连接，所述调感电抗器的第二端与所述标准电压器和被测电压互感器连接，所述可调电抗器和所述固定电抗器依次与所述调感电抗器并联。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，还包括：与所述被测电压互感器、用于向所述被测电压互感器提供负荷的负荷箱。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述系统误差包括：被测电压互感器的系统误差和标准电压互感器的系统误差；

所述被测电压互感器的系统误差包括：第一系统误差、第二系统误差和第三系统误差；

所述第一系统误差为：在所述负荷箱处于额定负荷时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差；

所述第二系统误差为：在所述负荷箱处于下限负荷时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差；

所述第三系统误差为：在所述负荷箱处于空载时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述对所述测量系统的系统误差进行计算，获得所述测量系统的系统误差包括：

在所述负荷箱处于额定负荷时，计算所述负荷箱的额定导纳；

获取所述被测电压互感器的额定实测电阻值；

根据所述负荷箱的额定导纳和所述被测电压互感器的额定实测电阻值，获得所述第一系统误差。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述第一系统误差通过以下式子获得：

ε₇₅＝r*Y₁；

式中，r为所述被测电压互感器二次端到所述误差测量装置的引线电阻；Y₁为所述负荷箱的额定导纳。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述负荷箱的额定导纳通过以下式子获得：

式中，Y₁为所述负荷箱的额定导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述对所述测量系统的系统误差进行计算，获得所述测量系统的系统误差包括：

在所述负荷箱处于下限负荷时，计算所述负荷箱的下限导纳；

获取所述被测电压互感器的下限实测电阻值；

根据所述负荷箱的下限导纳和所述被测电压互感器的下限实测电阻值，获得所述第二系统误差。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述第二系统误差通过以下式子获得；

ε₂₅＝r*Y₂；

式中，r为所述被测电压互感器二次端到所述误差测量装置的引线电阻；Y₂为所述负荷箱的下限导纳。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述负荷箱的下限导纳通过以下式子获得：

式中，Y₂为所述负荷箱的下限导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

本发明还提供一种电压互感器高精度测量系统，包括：电源控制器、转换单元、谐振设备、标准电压互感器、被测电压互感器以及误差测量装置；

所述电源控制器、所述转换单元以及所述谐振设备依次连接，所述标准电压互感器的输入端与所述谐振设备连接，所述标准电压互感器的输出端与所述误差测量装置连接，所述被测电压互感器一端与所述谐振设备连接、另一端与所述误差测量装置连接；

所述电源控制器用于根据设置参数对输入电源并输出电压信号至所述转换单元；

所述转换单元用于对所述电压信号进行转换处理并输出至所述谐振设备；

所述谐振设备用于进行调谐控制；

所述误差测量装置用于对所述标准电压器和所述被测电压互感器的精度进行测量。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述转换单元包括：励磁变压器；

所述励磁变压器的初级绕组与所述电源控制器的输出端连接，所述励磁变压器的次级绕组与所述谐振设备的输入端连接。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述谐振设备包括：调感电抗器、可调电抗器、固定电抗器；

所述调感电抗器的第一端与所述励磁变压器的输出端连接，所述调感电抗器的第二端与所述标准电压器和被测电压互感器连接，所述可调电抗器和所述固定电抗器依次与所述调感电抗器并联。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，还包括：与所述被测电压互感器、用于向所述被测电压互感器提供负荷的负荷箱。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述系统误差包括：被测电压互感器的系统误差和标准电压互感器的系统误差；

所述被测电压互感器的系统误差包括：第一系统误差、第二系统误差和第三系统误差；

所述第一系统误差为：在所述负荷箱处于额定负荷时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差；

所述第二系统误差为：在所述负荷箱处于下限负荷时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差；

所述第三系统误差为：在所述负荷箱处于空载时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述第一系统误差通过以下式子获得：

ε₇₅＝r*Y₁；

式中，r为所述被测电压互感器二次端到所述误差测量装置的引线电阻；Y₁为所述负荷箱的额定导纳。

在本发明所述的电压互感器高精度测量方法中，所述负荷箱的额定导纳通过以下式子获得：

式中，Y₁为所述负荷箱的额定导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

在本发明所述的电压互感器高精度测量系统中，所述第二系统误差通过以下式子获得；

ε₂₅＝r*Y₂；

式中，r为所述被测电压互感器二次端到所述误差测量装置的引线电阻；Y₂为所述负荷箱的下限导纳。

在本发明所述的电压互感器高精度测量系统中，所述负荷箱的下限导纳通过以下式子获得：

式中，Y₂为所述负荷箱的下限导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

实施本发明的电压互感器高精度测量方法和系统，具有以下有益效果：包括以下步骤：获取测量系统的系统误差；采用低压调频谐振的方式对测量系统进行串联谐振，获得谐振频率点；根据谐振频率点计算谐振电感量；根据谐振电感量对谐振设备进行调节，以使测量系统的工频谐振升压；在测量系统的工频谐振升压时，获取被测电压互感器的精度数据；根据系统误差和精度数据测量被测电压互感器的精度。本发明通过引入系统误差，可实现对长距离及强干扰环境下对电压互感器精度的准确测量，避免因误判造成的损失，且采用先调频谐振后调感谐振的方法进行校验升压，可有效减轻设备重量与体积，提高现场校验水平和工作效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供的电压互感器高精度测量方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的电压互感器高精度测量系统的原理框图；

图3是本发明实施例提供的引入谐振设备后的等效电路图；

图4是本发明实施例提供的电压互感器高精度测量系统的电路图；

图5是本发明实施例提供的被测电压互感器的误差测试等效电路图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1，为本发明提供的电压互感器高精度测量方法一可选实施例的流程示意图。

如图1所示，该电压互感器高精度测量方法包括以下步骤：

步骤S101、获取测量系统的系统误差。

一些实施例中，获取测量系统的系统误差包括：对测量系统的测试回路进行负荷计算，获得测试回路的负荷；基于测试回路的负荷，确定测试回路的测试设备及测试设备的设备参数；根据测试设备和设备参数确定测量系统；对测量系统的系统误差进行计算，获得测量系统的系统误差。

具体的，在进行测量系统的系统误差获取之前，先对测试回路的测试设备及测试设备的参数进行选择确定。其具体的计算过程如下：

如图3所示，为引入谐振设备30(程控可调电抗器)后的等效图，其中，图3中的L为谐振电感(谐振设备30)，C为谐振电容。

串联谐振回路在正弦电压E作用下，其复阻抗为：

式中电抗X＝XL-XC是角频率ω的函数，在ω＝ω₀时，

谐振角频率为

谐振频率为

由(1)式可知，串联电路的谐振频率是由电路自身参数L、C决定，与外部条件无关，当电源频率一定时，调节电路参数L或C，使电路固定固有频率与电源频率一致而发生谐振。可以理解地，本发明实施例的工频谐振即为在50Hz的频率下发生谐振。

可选的，本发明实施例中，可以通过查询厂家技术文件，确定开关站侧GIS对地电容为2289pF，主变侧GIS对地电容为1632pF，试验套管对地电容为150pF，并计算测试回路的负荷。具体电容值如下表1所示。

表1

由表1可进行的相应计算，即：

CX(A)＝54.23 pF/m*710.44 m+2289 pF+1632 pF+150pF＝42598pF＝4.2598*10^{- 8}F。

CX(B)＝54.23 pF/m*701.04m+2289 pF+1632 pF+150pF＝42088pF＝4.2088*10^{- 8}F。

CX(C)＝54.23 pF/m*690.16 m+2289 pF+1632 pF+150pF＝41498pF＝4.1498*10^{- 8}F。

进而计算理论谐振电感量，将∫＝50Hz代入谐振公式

计算电感L如下

将前述计算的CX(A)、CX(B)、CX(C)分别代入(2)式，计算结果分别为：

L(A)＝237.85H；L(B)＝240.74H；L(C)＝244.16H。

因此，根据所计算出的L(A)、L(B)和L(C)，为达到谐振，本发明实施例中，可选用2台程控可调电抗器(如下表2中的调感电抗器和可调电抗器)和1台固定电抗器。其中，具体的测试设备及测试设备的设备参数如下表2所示。其中具体的原理框图如图2和图4所示。

表2

如图2所示，本发明实施例中，测量系统包括：电源控制器10、转换单元20、谐振设备30、标准电压互感器40、被测电压互感器50以及误差测量装置60。

电源控制器10、转换单元20以及谐振设备30依次连接，标准电压互感器40的输入端与谐振设备30连接，标准电压互感器40的输出端与误差测量装置60连接，被测电压互感器50一端与谐振设备30连接、另一端与误差测量装置60连接。其中，电源控制器10用于根据设置参数对输入电源并输出电压信号至转换单元20；转换单元20用于对电压信号进行转换处理并输出至谐振设备30；谐振设备30用于进行调谐控制；误差测量装置60用于对标准电压器和被测电压互感器50的精度进行测量。

可选的，本发明实施例中，转换单元20包括：励磁变压器；励磁变压器的初级绕组与电源控制器10的输出端连接，励磁变压器的次级绕组与谐振设备30的输入端连接。

可选的，谐振设备30包括：调感电抗器、可调电抗器、固定电抗器。调感电抗器的第一端与励磁变压器的输出端连接，调感电抗器的第二端与标准电压器和被测电压互感器50连接，可调电抗器和固定电抗器依次与调感电抗器并联。

本发明实施例中，调感电抗器和可调电抗器均可调，固定电抗器为电感量固定的电抗器。

进一步地，该测量系统还包括：与被测电压互感器50、用于向被测电压互感器50提供负荷的负荷箱70。

可选的，本发明实施例中，测量系统的系统误差包括：被测电压互感器50的系统误差和标准电压互感器40的系统误差。其中，标准电压互感器40所产生的误差为标准电压互感器40二次端到误差测量装置60之间的引线所引起的误差，由于当采用电子式误差测量装置60时，其二次回路采样阻抗很大，使得整个回路电流很小，二次测量回路长短所带来的阻抗对测量结果影响很小，可忽略不计。基于此，本发明实施例中，测量系统的系统误差主要是由被测电压互感器50所引起的误差。

可选的，本发明实施例中，被测电压互感器50的系统误差包括：第一系统误差、第二系统误差和第三系统误差。

第一系统误差为：在负荷箱70处于额定负荷时，被测电压互感器50的二次端到误差测量装置60引线压降引起的误差。第二系统误差为：在负荷箱70处于下限负荷时，被测电压互感器50的二次端到误差测量装置60引线压降引起的误差。第三系统误差为：在负荷箱70处于空载时，被测电压互感器50的二次端到误差测量装置60引线压降引起的误差。

一些实施例中，对测量系统的系统误差进行计算，获得测量系统的系统误差包括：在负荷箱70处于额定负荷时，计算负荷箱70的额定导纳；获取被测电压互感器50的额定实测电阻值；根据负荷箱70的额定导纳和被测电压互感器50的额定实测电阻值，获得第一系统误差。

一些实施例中，对测量系统的系统误差进行计算，获得测量系统的系统误差包括：在负荷箱70处于下限负荷时，计算负荷箱70的下限导纳；获取被测电压互感器50的下限实测电阻值；根据负荷箱70的下限导纳和被测电压互感器50的下限实测电阻值，获得第二系统误差。

如图5所示，为被测电压互感器50的误差测试等效电路图。

图中，A、N为被测电压互感器50的一次绕组，a、x为被测电压互感器50的二次绕组，r为被测电压互感器50的二次端到误差测量装置60的二次端的引线电阻，Z1为负荷箱70的阻抗，Z2为误差测量装置60的输入阻抗。其中，Z2＞＞Z1。

可选的，本发明实施例中，第一系统误差通过以下式子获得：

ε₇₅＝r*Y₁； (3)。

式中，r为被测电压互感器50二次端到误差测量装置60的引线电阻；Y₁为负荷箱70的额定导纳。

负荷箱70的额定导纳通过以下式子获得：

式中，Y₁为负荷箱70的额定导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

可选的，本发明实施例中，第二系统误差通过以下式子获得；

ε₂₅＝r*Y₂； (5)。

式中，r为被测电压互感器50二次端到误差测量装置60的引线电阻；Y₂为负荷箱70的下限导纳。

负荷箱70的下限导纳通过以下式子获得：

式中，Y₂为负荷箱70的下限导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

具体的，负荷箱70处于额定负荷时为75VA，功率因数cosφ＝0.8，额定二次电压

从被测电压互感器50二次端到误差测量装置60的引线截面积为2.5mm²，导线距离为10米，实测的电阻值为0.074Ω。

因此，可得：

负荷箱70处于75VA，cosφ＝0.8在额定二次电压

下负荷箱70的导纳为：

Y₁＝(0.018－j0.0135)S。

进而可以计算得到：

ε₇₅＝r*Y₁＝－0.074×(0.018－j0.0135)＝－0.001332+j0.000999。

负荷箱70处于25VA，功率因数cosφ＝0.8在额定二次电压

下负荷箱70的导纳为：

Y₂＝(6－j4.5)×10^-3S。

进而可以计算得到：

ε₂₅＝r*Y₂＝－0.074×(6－j4.5)×10-3＝－0.000444+j0.000333。

在空载时，被测电压互感器50的二次端到误差测量装置60的二次端的引线电阻仅为十万分之几，可忽略不计。

步骤S102、采用低压调频谐振的方式对测量系统进行串联谐振，获得谐振频率点。

步骤S103、根据谐振频率点计算谐振电感量。

步骤S104、根据谐振电感量对谐振设备30进行调节，以使测量系统的工频谐振升压。

步骤S105、在测量系统的工频谐振升压时，获取被测电压互感器50的精度数据。

步骤S106、根据系统误差和精度数据测量被测电压互感器50的精度。

具体的，在步骤S102和步骤S103，在确定测量系统的系统误差及对测量系统的测试设备及测试设备的参数确定后，基于所确定的测试设备和测试设备的参数形成图2和图4的测量系统的原理框图和电路图，进而采用低压调频谐振的方式对测量系统进行串联谐振，获得谐振频率点，再根据所获得的谐振频率点计算实际运行的谐振电感量，然后，再根据所计算得到的谐振电感量对调感电抗器和可调电抗器进行调节，使励磁变压器进行工频谐振升压，当励磁变压器进行工频谐振升压时，通过误差测量装置60对被测电压互感器50进行精度测量，并记录相应的精度数据，进而根据系统误差和精度数据测量被测电压互感器50的精度。即通过系统误差对误差测量装置60测量得到的精度数据进行修正，得到被测电压互感器50的精度测量的准确数据。具体为：将额定负荷时测量的精度数据减去第一系统误差，可得到被测电压互感器50在额定负荷下的修正后的精度数据；将下降负荷时测量的精度数据减去第二系统误差，可得到被测电压互感器50在下限负荷下的修正后的精度数据；空载时测量的精度数据即为被测电压互感器50的修正后的精度数据。

参考图2，为本发明提供的电压互感器高精度测量系统一可选实施例的原理框图。该电压互感器高精度测量系统可以用于实现本发明实施例公开的电压互感器高精度测量方法。

其中，图4为本图2细化的电路图。图4中，B1为励磁变压器，L1为调感电抗器，L2为可调电抗器，L3为固定电抗器，P0为标准电压互感器，PX为被测电压互感器，Y1～Y4为负荷箱。

如图2所示，该电压互感器高精度测量系统包括：电源控制器10、转换单元20、谐振设备30、标准电压互感器40、被测电压互感器50以及误差测量装置60。

电源控制器10、转换单元20以及谐振设备30依次连接，标准电压互感器40的输入端与谐振设备30连接，标准电压互感器40的输出端与误差测量装置60连接，被测电压互感器50一端与谐振设备30连接、另一端与误差测量装置60连接。

电源控制器10用于根据设置参数对输入电源并输出电压信号至转换单元20；转换单元20用于对电压信号进行转换处理并输出至谐振设备30；谐振设备30用于进行调谐控制；误差测量装置60用于对标准电压器和被测电压互感器50的精度进行测量。

可选的，本发明实施例中，转换单元20包括：励磁变压器。励磁变压器的初级绕组与电源控制器10的输出端连接，励磁变压器的次级绕组与谐振设备30的输入端连接。

可选的，谐振设备30包括：调感电抗器、可调电抗器、固定电抗器。

调感电抗器的第一端与励磁变压器的输出端连接，调感电抗器的第二端与标准电压器和被测电压互感器50连接，可调电抗器和固定电抗器依次与调感电抗器并联。

进一步地，该电压互感器高精度测量系统还包括：与被测电压互感器50、用于向被测电压互感器50提供负荷的负荷箱70。

可选的，本发明实施例中，测量系统的系统误差包括：被测电压互感器50的系统误差和标准电压互感器40的系统误差。其中，标准电压互感器40所产生的误差为标准电压互感器40二次端到误差测量装置60之间的引线所引起的误差，由于当采用电子式误差测量装置60时，其二次回路采样阻抗很大，使得整个回路电流很小，二次测量回路长短所带来的阻抗对测量结果影响很小，可忽略不计。基于此，本发明实施例中，测量系统的系统误差主要是由被测电压互感器50所引起的误差。

可选的，本发明实施例中，被测电压互感器50的系统误差包括：第一系统误差、第二系统误差和第三系统误差。

第一系统误差为：在负荷箱70处于额定负荷时，被测电压互感器50的二次端到误差测量装置60引线压降引起的误差。第二系统误差为：在负荷箱70处于下限负荷时，被测电压互感器50的二次端到误差测量装置60引线压降引起的误差。第三系统误差为：在负荷箱70处于空载时，被测电压互感器50的二次端到误差测量装置60引线压降引起的误差。

可选的，本发明实施例中，第一系统误差通过以下式子获得：

ε₇₅＝r*Y₁； (3)。

式中，r为被测电压互感器50二次端到误差测量装置60的引线电阻；Y₁为负荷箱70的额定导纳。

负荷箱70的额定导纳通过以下式子获得：

式中，Y₁为负荷箱70的额定导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

可选的，本发明实施例中，第二系统误差通过以下式子获得；

ε₂₅＝r*Y₂； (5)。

式中，r为被测电压互感器50二次端到误差测量装置60的引线电阻；Y₂为负荷箱70的下限导纳。

负荷箱70的下限导纳通过以下式子获得：

式中，Y₂为负荷箱70的下限导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

本发明实施例通过对被测电压互感器50二次侧到误差测量装置60的连接导线引入的误差进行计算，获得系统误差，并利用该系统误差对误差测量装置60的测量值进行修正，使得修正后的结果可真实反映被测电压互感器50的实际精度。

进一步地，本发明实施例通过对一次侧的参数调整即可使测试回路在工频或者其他各种指定频率下进行谐振，实现利用常规容量试验变压器进行高压试验，并大大提升了试验效率。

另外，本发明实施例通过采用先调频谐振后调感谐振的方式，智能地实现校验升压，采用高压可调电抗器的方式在一次侧进行补偿，省去了庞大的试验变压器，减轻了设备重量与体积，解决现场校验升压难以实现的问题，从而提高现场校验水平和工作效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (22)

1.一种电压互感器高精度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取测量系统的系统误差；

采用低压调频谐振的方式对所述测量系统进行串联谐振，获得谐振频率点；

根据所述谐振频率点计算谐振电感量；

根据所述谐振电感量对所述谐振设备进行调节，以使所述测量系统的工频谐振升压；

在所述测量系统的工频谐振升压时，获取被测电压互感器的精度数据；

根据所述系统误差和所述精度数据测量所述被测电压互感器的精度。

2.根据权利要求1所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述获取测量系统的系统误差包括：

对所述测量系统的测试回路进行负荷计算，获得所述测试回路的负荷；

基于所述测试回路的负荷，确定测试回路的测试设备及所述测试设备的设备参数；

根据所述测试设备和所述设备参数确定所述测量系统；

对所述测量系统的系统误差进行计算，获得所述测量系统的系统误差。

3.根据权利要求2所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述测量系统包括：电源控制器、转换单元、谐振设备、标准电压互感器、被测电压互感器以及误差测量装置；

所述电源控制器、所述转换单元以及所述谐振设备依次连接，所述标准电压互感器的输入端与所述谐振设备连接，所述标准电压互感器的输出端与所述误差测量装置连接，所述被测电压互感器一端与所述谐振设备连接、另一端与所述误差测量装置连接；

所述电源控制器用于根据设置参数对输入电源并输出电压信号至所述转换单元；

所述转换单元用于对所述电压信号进行转换处理并输出至所述谐振设备；

所述谐振设备用于进行调谐控制；

所述误差测量装置用于对所述标准电压器和所述被测电压互感器的精度进行测量。

4.根据权利要求3所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述转换单元包括：励磁变压器；

所述励磁变压器的初级绕组与所述电源控制器的输出端连接，所述励磁变压器的次级绕组与所述谐振设备的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述谐振设备包括：调感电抗器、可调电抗器、固定电抗器；

所述调感电抗器的第一端与所述励磁变压器的输出端连接，所述调感电抗器的第二端与所述标准电压器和被测电压互感器连接，所述可调电抗器和所述固定电抗器依次与所述调感电抗器并联。

6.根据权利要求3所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，还包括：与所述被测电压互感器、用于向所述被测电压互感器提供负荷的负荷箱。

7.根据权利要求6所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述系统误差包括：被测电压互感器的系统误差和标准电压互感器的系统误差；

所述被测电压互感器的系统误差包括：第一系统误差、第二系统误差和第三系统误差；

所述第一系统误差为：在所述负荷箱处于额定负荷时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差；

所述第二系统误差为：在所述负荷箱处于下限负荷时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差；

所述第三系统误差为：在所述负荷箱处于空载时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差。

8.根据权利要求7所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述对所述测量系统的系统误差进行计算，获得所述测量系统的系统误差包括：

在所述负荷箱处于额定负荷时，计算所述负荷箱的额定导纳；

获取所述被测电压互感器的额定实测电阻值；

根据所述负荷箱的额定导纳和所述被测电压互感器的额定实测电阻值，获得所述第一系统误差。

9.根据权利要求8所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述第一系统误差通过以下式子获得：

ε₇₅＝r*Y₁；

式中，r为所述被测电压互感器二次端到所述误差测量装置的引线电阻；Y₁为所述负荷箱的额定导纳。

10.根据权利要求9所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述负荷箱的额定导纳通过以下式子获得：

式中，Y₁为所述负荷箱的额定导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

11.根据权利要求7所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述对所述测量系统的系统误差进行计算，获得所述测量系统的系统误差包括：

在所述负荷箱处于下限负荷时，计算所述负荷箱的下限导纳；

获取所述被测电压互感器的下限实测电阻值；

根据所述负荷箱的下限导纳和所述被测电压互感器的下限实测电阻值，获得所述第二系统误差。

12.根据权利要求11所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述第二系统误差通过以下式子获得；

ε₂₅＝r*Y₂；

式中，r为所述被测电压互感器二次端到所述误差测量装置的引线电阻；Y₂为所述负荷箱的下限导纳。

13.根据权利要求12所述的电压互感器高精度测量方法，其特征在于，所述负荷箱的下限导纳通过以下式子获得：

式中，Y₂为所述负荷箱的下限导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

14.一种电压互感器高精度测量系统，其特征在于，包括：电源控制器、转换单元、谐振设备、标准电压互感器、被测电压互感器以及误差测量装置；

所述电源控制器、所述转换单元以及所述谐振设备依次连接，所述标准电压互感器的输入端与所述谐振设备连接，所述标准电压互感器的输出端与所述误差测量装置连接，所述被测电压互感器一端与所述谐振设备连接、另一端与所述误差测量装置连接；

所述电源控制器用于根据设置参数对输入电源并输出电压信号至所述转换单元；

所述转换单元用于对所述电压信号进行转换处理并输出至所述谐振设备；

所述谐振设备用于进行调谐控制；

所述误差测量装置用于对所述标准电压器和所述被测电压互感器的精度进行测量。

15.根据权利要求14所述的电压互感器高精度测量系统，其特征在于，所述转换单元包括：励磁变压器；

所述励磁变压器的初级绕组与所述电源控制器的输出端连接，所述励磁变压器的次级绕组与所述谐振设备的输入端连接。

16.根据权利要求15所述的电压互感器高精度测量系统，其特征在于，所述谐振设备包括：调感电抗器、可调电抗器、固定电抗器；

所述调感电抗器的第一端与所述励磁变压器的输出端连接，所述调感电抗器的第二端与所述标准电压器和被测电压互感器连接，所述可调电抗器和所述固定电抗器依次与所述调感电抗器并联。

17.根据权利要求14所述的电压互感器高精度测量系统，其特征在于，还包括：与所述被测电压互感器、用于向所述被测电压互感器提供负荷的负荷箱。

18.根据权利要求17所述的电压互感器高精度测量系统，其特征在于，所述系统误差包括：被测电压互感器的系统误差和标准电压互感器的系统误差；

所述被测电压互感器的系统误差包括：第一系统误差、第二系统误差和第三系统误差；

所述第一系统误差为：在所述负荷箱处于额定负荷时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差；

所述第二系统误差为：在所述负荷箱处于下限负荷时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差；

所述第三系统误差为：在所述负荷箱处于空载时，所述被测电压互感器的二次端到所述误差测量装置引线压降引起的误差。

19.根据权利要求18所述的电压互感器高精度测量系统，其特征在于，所述第一系统误差通过以下式子获得：

ε₇₅＝r*Y₁；

式中，r为所述被测电压互感器二次端到所述误差测量装置的引线电阻；Y₁为所述负荷箱的额定导纳。

20.根据权利要求19所述的电压互感器高精度测量系统，其特征在于，所述负荷箱的额定导纳通过以下式子获得：

式中，Y₁为所述负荷箱的额定导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

21.根据权利要求19所述的电压互感器高精度测量系统，其特征在于，所述第二系统误差通过以下式子获得；

ε₂₅＝r*Y₂；

式中，r为所述被测电压互感器二次端到所述误差测量装置的引线电阻；Y₂为所述负荷箱的下限导纳。

22.根据权利要求21所述的电压互感器高精度测量系统，其特征在于，所述负荷箱的下限导纳通过以下式子获得：

式中，Y₂为所述负荷箱的下限导纳；cosφ为功率因数余弦值；U²为相电压值；sinφ为功率因数正弦值；j为虚数的符号。

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