[發明專利]一種用于工頻電壓加法的工頻電壓比率裝置

有效

• 申請號: 201110104774.5
• 申請日: 2011-04-26
• 公開（公告）號: CN102243295A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 陳銳民;孫國銀;何澤堅
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及高電壓大電流計量技術領域，具體涉及一種可在屏蔽不完善的情況下使用的用于工頻電壓加法的工頻電壓比率裝置。

背景技術

工頻電壓比例量值需要根據計量學的比例定義導出，目前在100V到2kV的電壓段普遍使用感應分壓器實施工頻電壓加法，通過10段、9段、7段的加法導出需要的比例量值。2kV到110kV電壓段的工頻電壓加法需要使用特殊設計的工頻電壓比例裝置。

德國技術物理研究院(PTB)在上世紀50年代發明的串并聯電壓加法線路使用的工頻電壓比例裝置是屏蔽型不接地電壓互感器，我國武漢高壓研究所在上世紀90年代發明的串聯電壓加法線路中使用的工頻電壓比例裝置是屏蔽型雙極性電壓互感器，1993年5月13日授權的中國發明專利ZL90100301.8“電壓互感器串聯加法線路”對該型裝置及其使用方法進行了描述。其特點是使用該工頻電壓比例裝置分別與兩臺標稱電壓比相同，額定電壓為二分之一的不接地電壓互感器在某個電壓下互校，然后再與背靠背串聯的這兩臺接地電壓互感器在兩倍于先前的電壓下互校，根據以上三次比較測量得到的數據，計算出工頻電壓比例裝置的誤差在該倍壓區間的變化，即電壓系數。使用該工頻電壓比例裝置的優點是在每個倍壓區間，三個回路只需要各進行一次測量就可以計算得到該工頻比例裝置在這個倍壓區間的電壓系數。由于該工頻電壓比例裝置需要在接地與不接地兩種狀態下使用，裝置中一次繞組的電位發生轉換，需要有完善的電場屏蔽結構消除繞組電位變化引入的屏蔽誤差。當電壓超過110kV時，電場屏蔽的設計與制造十分困難，不完善的屏蔽會使屏蔽誤差顯著增加，從而限制了上述專利技術在超高壓與特高壓下的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有的串并聯或串聯工頻電壓加法技術使用的工頻電壓比例裝置需要具有完善的電場屏蔽結構的限制，在屏蔽不完善的情況下也能有效地實施工頻電壓加法，使得工頻電壓加法不但能在2kV到110kV的中壓與高壓區間有效使用，也能在220kV的高壓區間甚至330kV～1000kV的超高壓與特高壓區間有效使用。

解決上述技術問題所采取的技術方案是：

一種用于工頻電壓加法的工頻電壓比率裝置，其特征是：包括兩臺額定電壓比相同一次繞組二次繞組分別串聯的屏蔽型接地電壓互感器，即第一屏蔽型接地電壓互感器TV1和第二屏蔽型接地電壓互感器TV2，由第一、第二屏蔽型接地電壓互感器TV1、TV2的一次繞組始端A1、A2分別與第二屏蔽型接地電壓互感器TV2一次繞組末端X2組成高壓輸入口A1-X2和中壓輸入口A2-X2；由第一屏蔽型接地電壓互感器TV1的二次繞組始端a1、第二屏蔽型接地電壓互感器TV2的二次繞組末端x2組成輸出端口a1-x2。

所述第一、第二屏蔽型接地電壓互感器TV1、TV2的一次繞組末端X1、X2依次連接其一次側的電屏P1、P2，其二次側的電屏p1、p2分別接地。

所述第二屏蔽型接地電壓互感器TV2的一次繞組末端X2、二次繞組末端x2都接地。

該工頻電壓比例裝置由兩臺額定電壓比相同的屏蔽型接地電壓互感器組合而成，功能相當于具有一個高壓輸入端、一個中壓輸入端和一個輸出端的三端口網絡，在實施工頻電壓加法過程中具有線性網絡的特性。通過該工頻電壓比例裝置與一臺標稱電壓比相同，額定電壓兩倍的接地型參考電壓互感器進行比較測量，計算參考電壓互感器的電壓系數。

測量電壓系數時，將其接入工頻電壓加法回路中，作如下操作：

1)中壓輸入端口施加電壓U、高壓輸入端口施加0電壓；

2)中壓輸入端口施加0電壓，高壓輸入端口施加電壓U；

3)中壓輸入端口施加電壓U，高壓輸入端口施加電壓2U；

并記錄上述3種輸入下，精密電壓互感器校驗儀讀數，設為α、β、γ。

輸出端口的輸出以參考電壓互感器的二次輸出為參考，輸出用比例誤差的方法測量。根據線性網絡的疊加性和比例性，可以計算得到參考電壓互感器的電壓系數。如果參考電壓互感器在電壓2U下的誤差為ε(2U)，在電壓U下的誤差為ε(U)，則有：