CN202854255U

CN202854255U - 一种电容式电压互感器测试装置

Info

Publication number: CN202854255U
Application number: CN201220563894.1U
Authority: CN
Inventors: 毛永铭; 陈凯; 苏许玮; 巩晶; 张思宾; 郦宇青; 陈中楣; 吴英俊
Original assignee: Ningbo Electric Power Bureau; State Grid Corp of China
Current assignee: Ningbo Electric Power Bureau; State Grid Corp of China
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-10-30

Abstract

本申请公开了一种电容式电压互感器测试装置，包括：电抗器、二次线圈A，二次线圈B、第一电压测量装置、第二电压测量装置、第一处理器和电源，其中：第一电容和第二电容相串联且第一电容接地；电抗器串联在第二电容与电源之间，互感线圈一端与第一电容的非接地端连接，另一端与电源相连；两个二次线圈均与互感线圈相耦合，且第一电压测量装置、第二电压测量装置分别测量两个二次线圈的电压；第一处理器接收测得的电压且根据两者测得的电压确定电磁单元和电容单元是否出现故障。该装置可以现场用谐振电压法模拟运行电压或额定电压，精确计算电容电压互感器各节电容上承受的电压，精确测量电磁单元上二次电压，对故障定性、定位分析、综合判断。

Description

一种电容式电压互感器测试装置

技术领域

本申请涉及电力设备检测技术领域，特别是涉及一种电容式电压互感器测试装置。

背景技术

电容式电压感器可在高压和超高压电力系统中用于电压和功率测量、电能计量、继电保护、自动控制等方面，并可兼作耦合电容器用于电力线载波通信系统。如有需求，可提供用于谐波电压测量的内部附件及外部接线端子。

电容式电压互感器具有以下特点：

1、耐电强度高，绝缘裕度大，运行可靠。

2、能可靠的阻尼铁磁谐振。

3、优良的顺变响应特性。当一次短路后其二次剩余电压能在20MS内降到5％以下，特别适应于快速继电保护。

4、具有电网谐波监测的专利技术。

由于电压互感器变比的准确与否直接影响电量计量及保护的准确性，所以而电容式电压互感器在变电系统设备的测量、保护中有着广泛的使用。

而在实际使用时，在设备故障状态下，由于受停电范围的限制，各种电磁干扰严重，通过常规电气试验方法无法准确判断故障部位。现在国内外对运行中或者是现场试验条件下的电容式电压互感器故障判断因为试验项目和条件有限，只进行外观检查常规的试验方法判断，只进行极间绝缘、末屏绝缘、中间变一次绕组绝缘、电容器电容量、介损等试验，所以在故障部位判断时，只能初步判断出如下项目：

（1）、电磁单元变压器一次引线断线或接地。

（2）、分压电容器C2短路。

（3）、电磁单元中变压器并联的氧化锌避雷器击穿导通。4）油箱电磁单元烧坏、进水受潮等其它故障。

通过对现有技术的研究，发明人发现：现有的电容式电压互感器故障判断方法在预防性试验和故障分析时，无法直接对电磁单元和电容单元的特性进行分析检测。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种电容式电压互感器测试装置，以实现在预防性实验和故障分析时，可以对电容式电压互感器中的电磁单元和电容单元的特性进行分析检测。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种电容式电压互感器测试装置，所述电容式电压互感器包括：第一电容、第二电容和互感线圈，所述互感线圈与所述第二电容相并联，

该测试装置包括：电抗器、二次线圈A，二次线圈B、第一电压测量装置、第二电压测量装置、第一处理器和电源，其中：

其中，所述第一电容和第二电容相串联，并且所述第一电容接地；

所述电抗器一端与所述第二电容相连接，另一端与所述电源相连接，并且所述互感线圈的一端连接在所述第一电容和第二电容的连接点上，另一端与电源相连接；

所述二次线圈A和二次线圈B分别与所述互感线圈相耦合，并且所述二次线圈A的两端与第一电压测量装置相连接；所述二次线圈B的两端与第二电压测量装置相连接；

所述第一处理器分别与第一电压测量装置、第二电压测量装置相连接，且所述第一处理器根据所述第一电压测量装置、第二电压测量装置得到的电压确定电容式电压互感器的电磁单元和电容单元是否出现故障。

优选地，本申请实施例提供的该电容式电压互感器测试装置进一步包括：控制器，其中：

所述控制器与第一电容、第二电容相连接，且可控制在所述第一电容或第二电容上施加运行电压。

优选地，本申请实施例提供的该电容式电压互感器测试装置进一步包括：第三电压测量装置和第四电压测量装置和第二处理器，其中：

所述第三电压测量装置与所述第一电容相连接，所述第四电压测量装置与所述第二电容相连接；

所述第二处理器分别与所述第三电压测量装置、第四电压测量装置相连接，且所述第二处理器将所述第三电压测量装置、第四电压测量装置测量得到的电压值与所述电容式电压互感器铭牌变比计算的值进行比较，并确定电容式电压互感器的电磁单元和电容单元是否出现故障。

优选地，本申请实施例提供的该电容式电压互感器测试装置中，所述第一电压测量装置和第二电压测量装置为高精度电压表。

优选地，本申请实施例提供的该电容式电压互感器测试装置进一步包括：消谐装置，所述消谐装置与所述互感线圈相串联，并且所述消谐装置和互感线圈串联后与所述第二电容相并联。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的电容式电压互感器测试装置包括：电抗器、二次线圈A，二次线圈B、第一电压测量装置、第二电压测量装置、第一处理器和电源，其中：其中，所述第一电容和第二电容相串联，并且所述第一电容接地；所述电抗器一端与所述第二电容相连接，另一端与所述电源相连接，并且所述互感线圈的一端连接在所述第一电容和第二电容的连接点上，另一端与电源相连接；所述二次线圈A和二次线圈B分别与所述互感线圈相耦合，并且所述二次线圈A的两端与第一电压测量装置相连接；所述二次线圈B的两端与第二电压测量装置相连接；所述第一处理器分别与第一电压测量装置、第二电压测量装置相连接，且所述第一处理器根据所述第一电压测量装置、第二电压测量装置得到的电压确定电容式电压互感器的电磁单元和电容单元是否出现故障。

与现有技术相比，本申请实施例提供的该电容式电压互感器测试装置，可以根据运行中的电容式电压互感器二次电压的变化偏离额定电压，现场用谐振电压法模拟运行电压或额定电压，精确计算电容电压互感器各节电容上承受的电压，精确测量电磁单元上二次电压，对故障定性、定位分析、综合判断。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的一种电容式电压互感器测试装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种电容式电压互感器测试装置的结构示意图。

具体实施方式

现在国内外对运行中或者是现场试验条件下的电容式电压互感器故障判断因为试验项目和条件有限，只进行外观检查常规的试验方法判断，只进行极间绝缘、末屏绝缘、中间变一次绕组绝缘、电容器电容量、介损等试验，而无法直接对电磁单元和电容单元的特性进行分析检测。

为了解决上述问题，本申请实施例提供的该电容式电压互感器测试装置，可以根据运行中的电容式电压互感器二次电压的变化偏离额定电压，现场用谐振电压法模拟运行电压或额定电压，精确计算电容电压互感器各节电容上承受的电压，精确测量电磁单元上二次电压，对故障定性、定位分析、综合判断。

以上是本申请的核心思想，为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

图1为本申请实施例提供的一种电容式电压互感器测试装置的结构示意图。如图1所示，图中C1为第一电容，C2为第二电容，L为互感线圈，该电容式电压互感器包括：电抗器1、二次线圈A、二次线圈B、第一电压测量装置2、第二电压测量装置3、第一处理器4和电源5，其中：

第一电容C1的一端接地，另一端与第二电容C2的一端相连接，第二电容C2的另一端通过电抗器1与电源相连接。

电抗器1的作用是用于将电源5加压时产生的电容电流抵消，进而可以产生谐振电压，并将谐振电压施加到第一电容C1和第二电容C2上。

互感线圈L的一端连接在所述第一电容和第二电容的连接点上，另一端与电源相连接。二次线圈A和二次线圈B分别与互感线圈L相耦合。

第一电压测量装置2与二次线圈A的两端相连接，用于测量二次线圈A两端输出的二次电压值。第二电压测量装置3与二次线圈B的两端相连接，用于测量二次线圈B的两端输出的二次电压值。

另外，如图1所示，为了避免日常运行中电压产生的谐振，在该电容式电压互感器中还设置有消谐装置PL1，消谐装置PL1与互感线圈L相串联，并且互感线圈L的另一端通过消谐装置PL1与电源5相连接。

在本申请实施例中，第一电压测量装置和第二电压测量装置可以为高精度电压表。

下面结合具体测试方案，对上述本申请实施例提供该电容式电压互感器测试装置进行详细说明：

方案1：

在电容式电压互感器的第二电容C2上加压，加压是指在第二电容C2上施加日常运行的电压，然后通过与二次线圈A相连接的第一电压测量装置3测量二次线圈A输出的二次电压U_a1x1，并且通过与二次线圈B相连接的第二电压测量装置4测量二次线圈B输出的二次电压U_afxf。

在本申请实施例中，当外加电源5的电压为U1时，这里U1为模拟电容式电压互感器正常工作的电压，理论上第二电容C2上分得的电压应该为：

u_{2} = \frac{c_{1}}{c_{1} + c_{2}} u_{1}

那么根据互感线圈的匝数，以及预先设定的二次线圈A和二次线圈B的匝数，计算得到在二次线圈A上的电压为：U_a1x1=100/√3V，二次线圈B上得的电压为：U_afxf＝100/√3V。

在本方案中，利用电源5在电容式电压互感器上模拟正常工作的电压，然后利用第一电压测量装置2测量二次线圈A上的电压，并且利用第二电压测量装置3测量二次线圈B上的电压，并且第一处理器4接收第一电压测量装置2和第二电压测量装置3分别测量到的电压与100/√3V进行比较，当第一处理4接收到的第一电压测量装置2和第二电压测量装置3的测量电压均为100/√3V时，则可以确定该电容式电压互感器的电磁单元变比正常，这里电磁单元就是互感线圈。

反之，当测量得到的电压值结果为：U_a1x1和U_afxf中存在至少一个不等于100/√3V时，则说明电容式电磁互感器的电磁单元存在故障。

方案2：

在本申请实施例中，当外加电源5的电压为U2时，这里U2为模拟电容式电压互感器正常工作的电压，此时第一电容C1上分得的电压应该为铭牌上的额定依次电压，此时同样根据互感线圈的匝数，以及预先设定的二次线圈A和二次线圈B的匝数，计算得到在二次线圈A上的电压为：U_a1x1=100/√3V，二次线圈B上得的电压为：U_afxf＝100/√3V。

在具体实施时，利用电源5在电容式电压互感器上模拟正常工作的电压，然后利用第一电压测量装置2测量二次线圈A上的电压，并且利用第二电压测量装置3测量二次线圈B上的电压，并且第一处理器4接收第一电压测量装置2和第二电压测量装置3分别测量到的电压与=100/√3V进行比较，当第一处理4接收到的第一电压测量装置2和第二电压测量装置3的测量电压均为=100/√3V时，则可以确定该电容式电压互感器的电容单元正常，这里电容单元是指第一电容C1和第二电容C2。

反之，当测量得到的电压值结果为：U_a1x1和U_afxf中存在至少一个不等于100/√3V时，则说明电容式电磁互感器的电容单元存在故障。

实施例二：

在本申请其它实施中，为了对上述测试结果进行验证。如图2所示，该电容式电磁互感器测试装置还可以包括：第三电压测量装置5、第四电压测量装置7和第二处理器8，其中：

所述第三电压测量装置5与所述第一电容C1相连接，所述第四电压测量装置7与所述第二电容C2相连接；

所述第二处理器8分别与所述第三电压测量装置6、第四电压测量装置7相连接，且所述第二处理器8将所述第三电压测量装置6、第四电压测量装6置测量得到的电压值与所述电容式电压互感器铭牌变比计算的值进行比较，并确定电容式电压互感器的电磁单元和电容单元是否出现故障。

方案3：

在本方案中，利用方向加压的方式去证明电容式电压互感器的电容单元和电磁单元是否都正常。

如图1所示，在第一电容C1的上端接地，此时从二次线圈B上反向加压，并且在第一电容C1和第二电容C2的瓷套上直接测量一次电压，在具体测量时，可以利用第三电压测量装置6、第四电压测量装置7分别测量第一电容器C1、第二电容器C2的电压。

第三电压测量装置6、第四电压测量装置7在测量时，可以测量电容器的电容量，并且将电容量发送给第二处理器8。

第二处理器8可以将第一电容C1和第二电容C2的电容量换算成电压值，并且根据分压比，由电压值可以计算出该电容式电磁互感器的测量变比。另外，第二处理器8还用于判断计算得到的测量变比与标准铭牌变比是否一致，当，并判断结果为：测量变比与标准铭牌变比相等时，则第二处理器8确定电容式电磁互感器的电磁单元和电容单元均正常，不存在故障。反之，当判断结果为：测量变比与标准铭牌变比不相等时，则说明电容式电磁互感器的电磁单元和电容单元存在故障。

本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。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，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种电容式电压互感器测试装置，其特征在于，所述电容式电压互感器包括：第一电容、第二电容和互感线圈，所述互感线圈与所述第二电容相并联，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：控制器，其中：

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：第三电压测量装置和第四电压测量装置和第二处理器，其中：

4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述第一电压测量装置和第二电压测量装置为高精度电压表。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：消谐装置，所述消谐装置与所述互感线圈相串联，并且所述消谐装置和互感线圈串联后与所述第二电容相并联。