CN115994505B - 一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统及实现方法，属于电压互感器生产技术领域，所述系统包括电容式电压互感器和缺陷仿真元件；缺陷仿真元件包括电容单元、可调电阻、击穿仿真开关、二次绕组断路仿真开关、二次绕组短路仿真开关和误差调节绕组短路开关；击穿仿真开关与电容单元并联；可调电阻串联在一个二次绕组回路中，二次绕组断路仿真开关与可调电阻并联；二次绕组短路仿真开关与一个二次绕组并联；一次绕组一端与中压端子连接，一次绕组另一端连接有补偿电抗器，误差调节绕组短路开关与补偿电抗器并联。本发明可准确判断电容式电压互感器故障状态，有助于变电站现场制定解决方案，提高变电站现场解决问题的效率，减少资源浪费。
Description
技术领域
本发明属于电压互感器生产技术领域，具体涉及一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统及实现方法。
背景技术
电容式电压互感器由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，作为表计、继电保护等的一种电压互感器。
随着电网的不断发展，作为电网系统中重要的计量、保护设备的电容式电压互感器，投运数量越来越多。在电容式电压互感器运行过程中，可能会发生元件击穿、二次绕组接触不良或短路等造成产品运行异常导致停电问题。由于高压输电一般地处偏远地区，电容式电压互感器运行现场不具备试验分析条件，因此一旦发生故障，现场不能及时准确分析故障状态，即不能确定是何种故障，也就无法确定具体解决方案。现有的故障处理方式只能是在停电后，将异常电容式电压互感器产品返厂进行试验分析，确定故障状态后，再对异常电容式电压互感器产品进行维修或更换部件。因此，现有的电容式电压互感器故障处理方式费时费力，效率极低。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统及实现方法，是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的上述现有的电容式电压互感器故障处理方式费时费力，效率极低的缺陷，本发明提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统及实现方法，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，包括电容式电压互感器和缺陷仿真元件；
电容式电压互感器包括电容分压器和中间变压器；电容分压器设有高压端子、中压端子和低压端子；中间变压器包括一次绕组和若干二次绕组；
缺陷仿真元件包括电容单元、可调电阻、击穿仿真开关、二次绕组断路仿真开关、二次绕组短路仿真开关以及误差调节绕组短路开关；
电容单元一端与低压端子连接，电容单元另一端接地，击穿仿真开关与电容单元并联；
可调电阻串联在一个二次绕组回路中，二次绕组断路仿真开关与可调电阻并联；
二次绕组短路仿真开关与一个二次绕组并联，且与二次绕组断路仿真开关在不同的二次绕组回路中；
一次绕组一端与中压端子连接，一次绕组另一端连接有补偿电抗器，误差调节绕组短路开关与补偿电抗器并联。
进一步地，电容分压器包括高压电容、中压电容和低压电容；
电容式电压互感器还设有产品高压端子和产品低压端子；
高压电容与中压电容连接点为中压端子，高压电容另一端为高压端子，中压电容与低压电容连接点为低压端子；
高压端子与产品高压端子连接；
补偿电抗器远离一次侧绕组的一端与产品低压端子连接，并接地。
进一步地，补偿电抗器与一次绕组的连接点还连接有保护装置，保护装置另一端接地。
进一步地，中间变压器的二次侧还设有阻尼绕组；
阻尼绕组连接有阻尼器，并与阻尼器形成回路。
进一步地，缺陷仿真元件设置在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内。
进一步地，电容单元包括一个电容或若干个电容。调节电容单元可仿真单个或多个电容元件击穿的缺陷状态。
第二方面，本发明提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统实现方法，包括如下步骤：
S1.在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内预先设置缺陷仿真元件；
S2.从电容式电压互感器中引出端子与缺陷仿真元件连接；
S3.根据预设的缺陷仿真类型对电容式电压互感器缺陷状态进行仿真，并记录该电容式电压互感器各缺陷状态的输入参数和输出参数，生成缺陷参数表；
S4.当电容式电压互感器故障时，获取输入参数和输出参数，并根据缺陷参数表确定电容式电压互感器的缺陷状态。
进一步地，步骤S1具体包括如下步骤：
S11.在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内预先设置电容单元、可调电阻、击穿仿真开关、二次绕组断路仿真开关、二次绕组短路仿真开关以及误差调节绕组短路开关作为缺陷仿真元件；
S12.根据仿真的击穿电容数目设置电容单元中电容数目，并将电容单元与击穿仿真开关并联，再将电容单元一端接地；
S13.将可调电阻与二次绕组断路仿真开关并联；
步骤S2具体步骤如下：
S21.将电容式电压互感器的低压端子与并联的电容单元和击穿仿真开关连接，并将电容单元和击穿仿真开关另一端接地；
S22.从电容式电压互感器的中间变压器的一个二次绕组中选定一个，并将并联的可调电阻与二次绕组断路仿真开关串联在该选定的二次绕组中；
S23.从电容式电压互感器的中间变压器剩余的二次绕组中再选定一个，并将二次绕组短路仿真开关与该选定的二次绕组并联；
S24.将误差调节绕组短路开关与电容式电压互感器的中间变压器一次绕组回路中的补偿电抗器并联。
进一步地，步骤S3具体步骤如下：
S31.向电容式电压互感器的产品高压端子和产品低压端子输入电压；
S32.闭合二次绕组断路仿真开关，断开二次绕组短路开关、击穿仿真开关以及误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器正常状态，并记录正常状态输入参数和输出参数；
S33.闭合二次绕组断路仿真开关及击穿仿真开关，断开二次绕组短路开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器元件击穿缺陷，并记录元件击穿状态输入参数和输出参数；
S34.断开二次绕组断路仿真开关、击穿仿真开关、二次绕组短路开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器二次绕组断路或接触不良缺陷，并记录二次绕组断路或接触不良状态输入参数和输出参数；
S35.闭合二次绕组断路仿真开关及二次绕组短路开关，断开击穿仿真开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器二次绕组短路缺陷，并记录元件二次绕组短路状态输入参数和输出参数；
S36.闭合二次绕组断路仿真开关及误差调节绕组短路开关，断开击穿仿真开关和二次绕组短路开关，仿真电容式电压互感器误差调节绕组短路缺陷，并记录误差调节绕组短路状态输入参数和输出参数。电容式电压互感器的正常状态作为缺陷仿真的基准参考。
进一步地，步骤S33至步骤S36中仿真的四种缺陷，组合两种或两种以上缺陷同时进行仿真，并记录各组合状态输入参数和输出参数。当电容式电压互感器故障时，出现与某组合状态输入参数和输出参数匹配的情形时，判定同时出现了组合状态对应的两种或两种以上缺陷。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的电容式电压互感器缺陷仿真模型系统及实现方法，实现仿真元件击穿缺陷、仿真二次绕组接触不良或断路缺陷、仿真二次绕组短路缺陷、仿真误差调节绕组短路缺陷的仿真，产品通过不同的仿真缺陷，经过试验分析计算，得出不同缺陷下的分析计算结果值，依据缺陷仿真分析计算结果值，可准确判断电容式电压互感器故障状态，有助于变电站现场制定解决方案，提高变电站现场解决问题的效率，减少资源浪费。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明电容式电压互感器缺陷仿真模型系统电路示意图。
图2是本发明电容式电压互感器缺陷仿真模型系统实现方法实施例3流程示意图。
图3是本发明电容式电压互感器缺陷仿真模型系统实现方法实施例4流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，包括电容式电压互感器和缺陷仿真元件；
电容式电压互感器包括电容分压器和中间变压器Tr；电容分压器设有高压端子、中压端子M和低压端子N；中间变压器包括一次绕组和若干二次绕组；
缺陷仿真元件包括电容单元Cx、可调电阻Rx、击穿仿真开关K1、二次绕组断路仿真开关K2、二次绕组短路仿真开关K3以及误差调节绕组短路开关K4；
电容单元Cx一端与低压端子N连接，电容单元Cx另一端接地，击穿仿真开关K2与电容单元Cx并联；
可调电阻Rx串联在一个二次绕组回路中，二次绕组断路仿真开关K2与可调电阻Rx并联；
二次绕组短路仿真开关K3与一个二次绕组并联，且与二次绕组断路仿真开关K2在不同的二次绕组回路中；
一次绕组一端与中压端子M连接，一次绕组另一端连接有补偿电抗器L，误差调节绕组短路开关K4与补偿电抗器L并联。
实施例2：
如图1所示，本发明提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，包括电容式电压互感器和缺陷仿真元件；缺陷仿真元件设置在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内；
电容式电压互感器包括电容分压器和中间变压器Tr；电容分压器设有高压端子、中压端子M和低压端子N；中间变压器包括一次绕组和若干二次绕组；
缺陷仿真元件包括电容单元Cx、可调电阻Rx、击穿仿真开关K1、二次绕组断路仿真开关K2、二次绕组短路仿真开关K3以及误差调节绕组短路开关K4；电容单元Cx包括一个电容或若干个电容；
电容单元Cx一端与低压端子N连接，电容单元Cx另一端接地，击穿仿真开关K2与电容单元Cx并联；
可调电阻Rx串联在第一上端子1a到第一下端子1n的二次绕组回路中，二次绕组断路仿真开关K2与可调电阻Rx并联；
二次绕组短路仿真开关K3与第二上端子2a到第二下端子2n的二次绕组并联；
一次绕组一端与中压端子M连接，一次绕组另一端连接有补偿电抗器L，误差调节绕组短路开关K4与补偿电抗器L并联；
电容分压器包括高压电容C1、中压电容C2和低压电容；
电容式电压互感器还设有产品高压端子H和产品低压端子XL；
高压电容C1与中压电容C2连接点为中压端子M，高压电容C1另一端为高压端子，中压电容C2与低压电容连接点为低压端子N；
高压端子与产品高压端子连接；
补偿电抗器L远离一次侧绕组的一端与产品低压端子XL连接，并接地；
补偿电抗器L与一次绕组的连接点还连接有保护装置P，保护装置P另一端接地；
中间变压器Tr的二次侧还设有阻尼绕组；
阻尼绕组连接有阻尼器Z，并与阻尼器Z形成回路。
实施例3：
如图2所示，本发明提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统实现方法，包括如下步骤：
S1.在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内预先设置缺陷仿真元件；
S2.从电容式电压互感器中引出端子与缺陷仿真元件连接；
S3.根据预设的缺陷仿真类型对电容式电压互感器缺陷状态进行仿真，并记录该电容式电压互感器各缺陷状态的输入参数和输出参数，生成缺陷参数表；
S4.当电容式电压互感器故障时，获取输入参数和输出参数，并根据缺陷参数表确定电容式电压互感器的缺陷状态。
实施例4：
如图3所示，本发明提供一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统实现方法，包括如下步骤：
S1.在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内预先设置缺陷仿真元件；步骤S1具体包括如下步骤：
S11.在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内预先设置电容单元、可调电阻、击穿仿真开关、二次绕组断路仿真开关、二次绕组短路仿真开关以及误差调节绕组短路开关作为缺陷仿真元件；
S12.根据仿真的击穿电容数目设置电容单元中电容数目，并将电容单元与击穿仿真开关并联，再将电容单元一端接地；
S13.将可调电阻与二次绕组断路仿真开关并联；
S2.从电容式电压互感器中引出端子与缺陷仿真元件连接；步骤S2具体步骤如下：
S21.将电容式电压互感器的低压端子与并联的电容单元和击穿仿真开关连接，并将电容单元和击穿仿真开关另一端接地；
S22.从电容式电压互感器的中间变压器的一个二次绕组中选定一个，并将并联的可调电阻与二次绕组断路仿真开关串联在该选定的二次绕组中；
S23.从电容式电压互感器的中间变压器剩余的二次绕组中再选定一个，并将二次绕组短路仿真开关与该选定的二次绕组并联；
S24.将误差调节绕组短路开关与电容式电压互感器的中间变压器一次绕组回路中的补偿电抗器并联；
S3.根据预设的缺陷仿真类型对电容式电压互感器缺陷状态进行仿真，并记录该电容式电压互感器各缺陷状态的输入参数和输出参数，生成缺陷参数表；步骤S3具体步骤如下：
S31.向电容式电压互感器的产品高压端子和产品低压端子输入电压；
S32.闭合二次绕组断路仿真开关，断开二次绕组短路开关、击穿仿真开关以及误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器正常状态，并记录正常状态输入参数和输出参数；
S33.闭合二次绕组断路仿真开关及击穿仿真开关，断开二次绕组短路开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器元件击穿缺陷，并记录元件击穿状态输入参数和输出参数；
S34.断开二次绕组断路仿真开关、击穿仿真开关、二次绕组短路开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器二次绕组断路或接触不良缺陷，并记录二次绕组断路或接触不良状态输入参数和输出参数；
S35.闭合二次绕组断路仿真开关及二次绕组短路开关，断开击穿仿真开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器二次绕组短路缺陷，并记录元件二次绕组短路状态输入参数和输出参数；
S36.闭合二次绕组断路仿真开关及误差调节绕组短路开关，断开击穿仿真开关和二次绕组短路开关，仿真电容式电压互感器误差调节绕组短路缺陷，并记录误差调节绕组短路状态输入参数和输出参数；
S4.当电容式电压互感器故障时，获取输入参数和输出参数，并根据缺陷参数表确定电容式电压互感器的缺陷状态。
在某些实施例中，步骤S33至步骤S36中仿真的四种缺陷，可组合两种或两种以上缺陷同时进行仿真，并记录各组合状态输入参数和输出参数；
当电容式电压互感器故障时，出现与某组合状态输入参数和输出参数匹配的情形时，判定同时出现了组合状态对应的两种或两种以上缺陷。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，其特征在于，包括电容式电压互感器和缺陷仿真元件；
电容式电压互感器包括电容分压器和中间变压器；电容分压器设有高压端子、中压端子和低压端子；中间变压器包括一次绕组和若干二次绕组；
缺陷仿真元件包括电容单元、可调电阻、击穿仿真开关、二次绕组断路仿真开关、二次绕组短路仿真开关以及误差调节绕组短路开关；
电容单元一端与低压端子连接，电容单元另一端接地，击穿仿真开关与电容单元并联；
可调电阻串联在一个二次绕组回路中，二次绕组断路仿真开关与可调电阻并联；
二次绕组短路仿真开关与一个二次绕组并联，且与二次绕组断路仿真开关在不同的二次绕组回路中；
一次绕组一端与中压端子连接，一次绕组另一端连接有补偿电抗器，误差调节绕组短路开关与补偿电抗器并联。
2.如权利要求1所述的电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，其特征在于，电容分压器包括高压电容、中压电容和低压电容；
电容式电压互感器还设有产品高压端子和产品低压端子；
高压电容与中压电容连接点为中压端子，高压电容另一端为高压端子，中压电容与低压电容连接点为低压端子；
高压端子与产品高压端子连接；
补偿电抗器远离一次侧绕组的一端与产品低压端子连接，并接地。
3.如权利要求1或2所述的电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，其特征在于，补偿电抗器与一次绕组的连接点还连接有保护装置，保护装置另一端接地。
4.如权利要求1所述的电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，其特征在于，中间变压器的二次侧还设有阻尼绕组；
阻尼绕组连接有阻尼器，并与阻尼器形成回路。
5.如权利要求1所述的电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，其特征在于，缺陷仿真元件设置在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内。
6.如权利要求1所述的电容式电压互感器缺陷仿真模型系统，其特征在于，电容单元包括一个电容或若干个电容。
7.一种电容式电压互感器缺陷仿真模型系统实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内预先设置缺陷仿真元件；步骤S1具体包括如下步骤：
S11.在电容式电压互感器的二次接线盒或端子箱内预先设置电容单元、可调电阻、击穿仿真开关、二次绕组断路仿真开关、二次绕组短路仿真开关以及误差调节绕组短路开关作为缺陷仿真元件；
S12.根据仿真的击穿电容数目设置电容单元中电容数目，并将电容单元与击穿仿真开关并联，再将电容单元一端接地；
S13.将可调电阻与二次绕组断路仿真开关并联；
S2.从电容式电压互感器中引出端子与缺陷仿真元件连接；步骤S2具体步骤如下：
S21.将电容式电压互感器的低压端子与并联的电容单元和击穿仿真开关连接，并将电容单元和击穿仿真开关另一端接地；
S22.从电容式电压互感器的中间变压器的一个二次绕组中选定一个，并将并联的可调电阻与二次绕组断路仿真开关串联在该选定的二次绕组中；
S23.从电容式电压互感器的中间变压器剩余的二次绕组中再选定一个，并将二次绕组短路仿真开关与该选定的二次绕组并联；
S24.将误差调节绕组短路开关与电容式电压互感器的中间变压器一次绕组回路中的补偿电抗器并联；
S3.根据预设的缺陷仿真类型对电容式电压互感器缺陷状态进行仿真，并记录该电容式电压互感器各缺陷状态的输入参数和输出参数，生成缺陷参数表；
S4.当电容式电压互感器故障时，获取输入参数和输出参数，并根据缺陷参数表确定电容式电压互感器的缺陷状态。
8.如权利要求7所述的电容式电压互感器缺陷仿真模型系统实现方法，其特征在于，步骤S3具体步骤如下：
S31.向电容式电压互感器的产品高压端子和产品低压端子输入电压；
S32.闭合二次绕组断路仿真开关，断开二次绕组短路开关、击穿仿真开关以及误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器正常状态，并记录正常状态输入参数和输出参数；
S33.闭合二次绕组断路仿真开关及击穿仿真开关，断开二次绕组短路开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器元件击穿缺陷，并记录元件击穿状态输入参数和输出参数；
S34.断开二次绕组断路仿真开关、击穿仿真开关、二次绕组短路开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器二次绕组断路或接触不良缺陷，并记录二次绕组断路或接触不良状态输入参数和输出参数；
S35.闭合二次绕组断路仿真开关及二次绕组短路开关，断开击穿仿真开关和误差调节绕组短路开关，仿真电容式电压互感器二次绕组短路缺陷，并记录元件二次绕组短路状态输入参数和输出参数；
S36.闭合二次绕组断路仿真开关及误差调节绕组短路开关，断开击穿仿真开关和二次绕组短路开关，仿真电容式电压互感器误差调节绕组短路缺陷，并记录误差调节绕组短路状态输入参数和输出参数。
9.如权利要求8所述的电容式电压互感器缺陷仿真模型系统实现方法，其特征在于，步骤S33至步骤S36中仿真的四种缺陷，组合两种或两种以上缺陷同时进行仿真，并记录各组合状态输入参数和输出参数。
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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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| GR01 | Patent grant | ||
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