[實(shí)用新型]量值溯源用1000kV電磁式精密電壓互感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820190442.7
• 申請(qǐng)日: 2008-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN201259831Y
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉琪;吳春風(fēng);王均梅;伍志榮;李璿;葉國(guó)雄;余春雨;吳士普;汪本進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院
• 主分類號(hào): H01F38/26
• 分類號(hào): H01F38/26;G01R15/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種量值溯源用1000kV電磁式精密電壓互感器，可用于1000kV電壓等級(jí)工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)量值的溯源、傳遞和量值保存，1000kV電壓等級(jí)線路電壓傳感器誤差特性檢測(cè)，1000kV電壓等級(jí)線路有功損耗測(cè)量的電壓精密測(cè)量校核等，還可用于特高壓領(lǐng)域的科學(xué)研究，屬于工頻特高壓測(cè)試和計(jì)量的大型精密裝備。

背景技術(shù)

我國(guó)1000kV交流特高壓試驗(yàn)示范工程的實(shí)施將我國(guó)電網(wǎng)電壓等級(jí)從750kV提高到1000kV，使得我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階。隨著電壓等級(jí)的提高，電力設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造與試驗(yàn)難度都急劇增加，許多特高壓檢測(cè)設(shè)備世界上也都是空白，包括量值溯源用1000kV電磁式精密電壓互感器(亦稱電磁式標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器)。

1000kV電網(wǎng)中，用于電能計(jì)量、一次電壓監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要設(shè)備1000kV電壓互感器的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)——誤差特性測(cè)量，需要用準(zhǔn)確度等級(jí)更高的標(biāo)準(zhǔn)裝置(如精密電壓互感器)來(lái)校準(zhǔn)，而準(zhǔn)確度等級(jí)更高的標(biāo)準(zhǔn)裝置也需要解決量值溯源問(wèn)題；隨著后續(xù)的1000kV電網(wǎng)規(guī)模建設(shè)，用于電能計(jì)量、一次電壓監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要設(shè)備除了1000kV電容式電壓互感器(CVT)外，還有可能采用電子式電壓互感器及其它類型的電壓測(cè)量裝置，同樣需要準(zhǔn)確度等級(jí)更高的標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行檢測(cè)。

隨著電壓等級(jí)的提高，對(duì)應(yīng)的國(guó)家量值溯源和量值體系，也需要配置1000kV工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)，而準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定、可靠性高的精密電壓互感器是能夠保存工頻電壓比例量值的最佳類型工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)裝置。要建立的1000kV電壓等級(jí)的國(guó)家工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)配置準(zhǔn)確度0.01級(jí)、測(cè)量不確定度優(yōu)于0.003％的1000kV電磁式精密電壓互感器。

工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)裝置主要有兩種結(jié)構(gòu)：電磁式精密電壓互感器和電容式工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)裝置。電磁式精密電壓互感器結(jié)構(gòu)、原理清晰，長(zhǎng)期穩(wěn)定性高，具有一定的功率輸出能力，便于轉(zhuǎn)換變比，不僅適合常規(guī)的電網(wǎng)電壓互感器強(qiáng)信號(hào)的量值傳遞，也可用于其它電子式電壓互感器(傳感器)弱電壓量、數(shù)字量的校驗(yàn)。而電容式工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)主要用于測(cè)量電壓系數(shù)，不便于保存穩(wěn)定的比例數(shù)據(jù)，電壓比例值需要臨時(shí)在較低的電壓下溯源到電磁式精密電壓互感器上。當(dāng)電容式工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)配置電子放大器具有一定功率輸出，但是長(zhǎng)期穩(wěn)定性不好，需要臨時(shí)在低電壓下校準(zhǔn)方能使用，出現(xiàn)故障不宜被發(fā)現(xiàn)，電路比較復(fù)雜，可靠性受到影響，使用不方便。即使將電容式工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)配置用于電力互感器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)(量值傳遞)，因其操控程序復(fù)雜，也僅適用技術(shù)水平很高的專業(yè)人員使用。

隨著電壓等級(jí)的提高，電磁式精密電壓互感器絕緣水平要求提高，設(shè)備的體積要增大、質(zhì)量增重，研制難度很大，需要研制人員具備的專業(yè)知識(shí)非常廣，其專業(yè)涉及精密電氣測(cè)量、高電壓技術(shù)、絕緣理論、壓力容器設(shè)計(jì)與制造、互感器設(shè)計(jì)、材料、機(jī)械加工等多方面的專業(yè)知識(shí)，還要具備高壓電器制造經(jīng)驗(yàn)。

2005年，中國(guó)國(guó)家高電壓計(jì)量站(設(shè)置在國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院)和山東泰開電氣集團(tuán)共同研制出765kV電磁式精密電壓互感器，二次繞組輸出0VA～1VA容量范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.01級(jí)，測(cè)量不確定度優(yōu)于3×10^-5(實(shí)測(cè)測(cè)量不確定度小于2.6×10^-5，k₉₅＝2.03)，上限測(cè)量范圍可達(dá)額定電壓的150％(可滿足變比電力電壓互感器保護(hù)級(jí)繞組誤差測(cè)量)，使得我國(guó)工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)裝置的技術(shù)水平超過(guò)了加拿大、德國(guó)等世界上工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)最先進(jìn)的國(guó)家。765kV電磁式精密電壓互感器的研制成功，奠定了我國(guó)開展1000kV電磁式精密電壓互感器研制的基礎(chǔ)。

但是，隨著電壓等級(jí)的提高，特別是達(dá)到1000kV(特高壓)等級(jí)，測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特高壓電氣設(shè)備一樣，其絕緣特性呈飽和狀態(tài)，并不能在結(jié)構(gòu)上采用幾何放大的指導(dǎo)思想進(jìn)行大型精密測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造，需要在許多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上要作較大的變更，首先，1000kV電磁式精密電壓互感器絕緣要求是保證短時(shí)工頻耐受電壓的水平，高壓出線套管的高度達(dá)8m，套管內(nèi)徑達(dá)到800mm，導(dǎo)致內(nèi)部的均壓屏蔽尺寸增大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)支撐就與765kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器差異很大；大尺寸材料的蠕度、熱脹冷縮等機(jī)械特性導(dǎo)致一次導(dǎo)電管的連接及安裝方式也和765kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器之間發(fā)生較大差異；箱體內(nèi)部的器身，包括屏蔽尺寸及邊緣曲率、高壓繞組的設(shè)計(jì)及繞制工藝等，都因內(nèi)部絕緣尺寸的增大而發(fā)生變化，需要在765kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的設(shè)計(jì)、制造基礎(chǔ)上進(jìn)行改動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容