[實(shí)用新型]電容式高壓電流互感器介質(zhì)損失角正切值在線監(jiān)測(cè)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120392572.0
• 申請(qǐng)日: 2011-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN202281833U
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張京文;漆柏林;趙慶江;安貴元;閆軍;韓金梅;康希輝;戴小敏;周曉強(qiáng);王天剛;程華;景永良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 甘肅省電力公司天水供電公司;西安佳源技術(shù)貿(mào)易發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01R35/02
• 分類號(hào): G01R35/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：本實(shí)用新型屬于電工學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：理論分析和工程實(shí)踐都證明：電容式高壓電流互感器的初級(jí)與末電屏之間有一個(gè)以電容Cx為主的電抗參量Zx，Zx等效于一個(gè)電阻Rx和一個(gè)電容Cx串聯(lián)，即Zx＝Rx+(iωCx)^-1，理論分析可知，高壓電流互感器介質(zhì)損失角正切值tgδ＝ωRxCx，其中ω＝2πf，f是工頻高壓電源的頻率，在我國(guó)f＝50Hz；在正常運(yùn)行時(shí)，互感器的初級(jí)串接在高壓輸電線中，末電屏通過導(dǎo)線與電網(wǎng)地線相接。互感器介質(zhì)損失角正切值tgδ是檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)互感器質(zhì)量的重要參數(shù)，在離線檢測(cè)時(shí)，工程上常常使用QS₁型西林電橋進(jìn)行測(cè)量，此電橋的測(cè)量原理是：待測(cè)元件阻抗Zx＝Rx+(iωCx)^-1，其兩端接在P1和P2點(diǎn)上，可變電阻Rp1的兩端接在P2和P3點(diǎn)上，電容器Cn的兩端接在P4和P5點(diǎn)上，電阻器Rn和可變電容器Ca并聯(lián)，其兩端分別接在P5和P3點(diǎn)上，P3點(diǎn)與電網(wǎng)地線相接，檢流計(jì)G的兩端分別接在P2和P5點(diǎn)上；測(cè)量時(shí)，把P1和P4點(diǎn)連接在一起，工頻10KV可變電源跨接在P1和P3點(diǎn)上，調(diào)整Rp1和Ca，使G的指示為零，這時(shí)Rx＝Rp1(Ca/Cn)，Cx＝(CnRn)/Rp1.這種電橋由于使用高壓器件，體積龐大，安裝困難，操作平臺(tái)電壓高，不安全，無法進(jìn)行在線測(cè)量，而電力系統(tǒng)故障報(bào)告中，常常有因高壓電流互感器損壞而影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的事例，因此，研究一種電容式高壓電流互感器介質(zhì)損失角正切值tgδ的在線測(cè)量?jī)x表，是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容：本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：在QS₁型西林電橋的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種新的測(cè)量?jī)x表，所用元器件體積小、耐壓等級(jí)≤100V、安裝方便，操作平臺(tái)電壓水平低，安全可靠，可以對(duì)電容式高壓電流互感器的介質(zhì)損失角正切值tgδ進(jìn)行在線測(cè)量。

本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案，取電容式高壓電流互感器初級(jí)與末電屏之間的等效阻抗Zx＝Rx+(iωCx)^-1，互感器的初級(jí)串接在高壓輸電線中，其初始點(diǎn)為P1點(diǎn)，P1點(diǎn)對(duì)大地的電壓U1即電網(wǎng)高壓線的相電壓，互感器的末電屏與P2點(diǎn)相接，可變電阻Rp1的兩端分別接在P2和P3點(diǎn)上，電容器Cn的兩端分別接在P4和P5點(diǎn)上，電阻器Rn的兩端分別接在P5和P3點(diǎn)上，P3點(diǎn)與電網(wǎng)地線相接，檢流計(jì)G的兩端分別接在P2和P5點(diǎn)上，變電站已有的高壓電壓互感器的一個(gè)低壓輸出繞組的一端接P4點(diǎn)，另一端接P3點(diǎn)，P4點(diǎn)對(duì)大地的電壓U2，U2＝U1/m＝100V/3^1/2≈57.7V，其中m是高壓電壓互感器的變壓比，由電壓互感器的性能指標(biāo)可知，P1和P4點(diǎn)電壓的相位相同(注意電壓互感器輸出繞組的相位方向不能接反)；電阻器R1的一端接P5點(diǎn)，另一端接運(yùn)算放大器N1的同相輸入端，N1的反相輸入端和其輸出端同時(shí)接在P6點(diǎn)上，電阻器R2的兩端分別接在P6和P7點(diǎn)上，電阻器R3一端接P7點(diǎn)，另一端接運(yùn)算放大器N2的反相輸入端，N2的同相輸入端接P3點(diǎn)，N2的輸出端接P8點(diǎn)，接成可變電阻的電位器Rp2的兩端分別接P7和P8點(diǎn)，電容器C1的兩端分別接在P5和P8點(diǎn)上；N1和N2的電源用±15V直流電源；運(yùn)算放大器N1、N2、Rp2和相關(guān)的阻容元件組成電容倍增器電路，從P5點(diǎn)看，其等效電容量Ca＝(1+Rp2/R2)C1；理論分析可知，在檢流計(jì)G的指示＝0時(shí)，Rx＝{mCa/Cn+m-1}Rp1，Cx＝(CnRn)/(mRp1)，根據(jù)m值選取合適的Cn和Rn的值，調(diào)整Rp1和Rp2，使G＝0，按上述公式算出Rx和Cx的值，再根據(jù)tg?δ＝ωRxCx算出電容式高壓電流互感器介質(zhì)損失角正切值tgδ的值。本實(shí)用新型與QS₁型西林電橋不同之處有兩點(diǎn)：①P4點(diǎn)與高壓電壓互感器的低壓輸出繞組相接，而不是像原電橋那樣與P1點(diǎn)一起接在高壓電源上，②用運(yùn)算放大器N1、N2和相關(guān)的阻容元件組成電容倍增器電路，這樣使測(cè)量橋路的調(diào)整更方便，可變電容量Ca的變化范圍更大，也避免了大容量可變電容器制造困難的難題。

由于采用了上述方案，本實(shí)用新型使用了低壓元器件組成測(cè)量橋路，體積小，安裝方便，操作安全，可以對(duì)電容式高壓電流互感器的介質(zhì)損失角正切值進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。

附圖說明：圖1是本實(shí)用新型的電原理圖。

具體實(shí)施方式：下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。以用于110KV電網(wǎng)的電流互感器監(jiān)測(cè)為例，參數(shù)m＝1100，理論計(jì)算和實(shí)測(cè)結(jié)果表明，按下述的數(shù)據(jù)選用元件是合適的：Rp1用10W10Ω有刻度的多圈電位器，取Cn＝0.47μF，耐壓100V，取Rn＝7Ω2W；其他的器件都是一般的電子學(xué)常用器件，沒有特殊要求，只是電位器Rp2的把柄上應(yīng)該有刻度，便于讀數(shù)。在整個(gè)測(cè)試過程中，P2和P5點(diǎn)的對(duì)地電壓都小于1V，只要P3點(diǎn)可靠接地，操作安全可靠。