[發(fā)明專利]一種計及雜散電容的電阻式電壓互感器電壓分布的計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811046252.2
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108845176B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向川;陳新威;郭清;王仁燾
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發(fā)明提供一種計及雜散電容的電阻式電壓互感器電壓分布的計算方法。本發(fā)明方法是將電阻分壓器劃分為n個微小單元，通過邊界元法計算電阻分壓器的每個單元的表面電荷，進(jìn)一步計算電阻分壓器的電容系數(shù)矩陣，從而獲得電阻分壓器每個單元的對地雜散電容和對高壓端雜散電容；根據(jù)求得的各個單元的對地雜散電容和對高壓端雜散電容，利用節(jié)點電壓法求得電阻分壓器的電壓分布；根據(jù)求得的電壓分布，進(jìn)而求出雜散電容對電阻式電壓互感器的分壓比和相位偏差的影響。本方法借助計算機(jī)軟件可以實現(xiàn)快速求解，具有較高的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設(shè)備運行狀態(tài)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種計及雜散電容的電阻式電壓互感器電壓分布的計算方法。

背景技術(shù)

根據(jù)互感器的測量原理的不同，電子式電壓互感器可以分為電阻式電壓互感器、阻容式電壓互感器和電容式電壓互感器。相比于其它類型互感器，電阻式電壓互感器有以下優(yōu)點：

(1)合理選用分壓電阻，電阻式電壓互感器可以得到比電容式或阻容式互感器更小的尺寸；

(2)因采用純電阻分壓結(jié)構(gòu)，電阻式電壓互感器不存在鐵磁諧振現(xiàn)象，具有很大的動態(tài)和線性測量區(qū)間；

(3)采用特殊設(shè)計的小尺寸電阻，電阻式電壓互感器可以實現(xiàn)電壓的高精度測量。

電阻式電壓互感器主體是電阻分壓器，電阻分壓器的測量精度將直接影響到其工作的性能。對于理想的電阻分壓器而言，其分壓比k_N＝1+R₁/R₂,其中R₁為高壓臂電阻，R₂為低壓臂電阻。被測一次高壓端輸入電壓和二次低壓端輸出電壓在幅值相差k倍，且不存在相位差。但對于現(xiàn)有的電阻分壓器而言，其與周圍大地和高壓端存在因固有電場而引起的雜散電容，不但將改變分壓器的分壓比，還將導(dǎo)致測量輸出和輸入間產(chǎn)生相位偏差。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出對于現(xiàn)有的電阻分壓器而言，其與周圍大地和高壓端存在因固有電場而引起的雜散電容，不但將改變分壓器的分壓比，還將導(dǎo)致測量輸出和輸入間產(chǎn)生相位偏差的技術(shù)問題，而提供一種計及雜散電容的電阻式電壓互感器電壓分布的計算方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種計及雜散電容的電阻式電壓互感器電壓分布的計算方法，包括：

S1：將電阻分壓器劃分為n個微小單元，計算電阻分壓器每個單元的雜散電容；

S2：根據(jù)所述求得的各個單元的雜散電容，利用節(jié)點電壓法求得電阻分壓器的電壓分布；

S3：根據(jù)所述求得的電壓分布，進(jìn)而求出雜散電容對電阻式電壓互感器的分壓比和相位偏差。

進(jìn)一步地，所述步驟S1將電阻分壓器沿軸向劃分為n個微小單元，電阻分壓器每個單元的雜散電容的計算過程還包括：

S101：計算每個單元表面電荷；

S102：計算每個單元對地端的雜散電容；

S103：計算每個單元對高壓端的雜散電容。

進(jìn)一步地，所述步驟S2中求取電阻分壓器的電壓分布的過程如下：

S201：步驟S1中將電阻分壓器劃分為n個微小單元，當(dāng)n足夠大時，將每個微小單元視為一個節(jié)點，大地作為參考節(jié)點，設(shè)高壓端節(jié)點電壓為計算節(jié)點電壓方程；

S202：將所述節(jié)點電壓方程改寫整理得到n個方程組；

S203：通過運算所述n個方程組得出電阻分壓器電壓分布。

進(jìn)一步地，所述步驟S3中電阻式電壓互感器分壓比和相位偏差的計算過程如下：