[發明專利]一種電壓互感器電壓系數串并聯兩步測量線路及方法

在審

• 申請號: 202010800199.1
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111965580A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 邵海明;張煌輝;王家福;趙偉;李傳生
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R35/02
• 分類號: G01R35/02
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 林燕

本發明提供了電壓互感器的電壓系數測量領域的一種電壓互感器電壓系數串并聯兩步測量線路及方法，線路包括被測電壓互感器T₀、半絕緣電壓互感器T₁、全絕緣電壓互感器T₂₃、工頻高壓發生器T_D、雙級感應分壓器IVD；全絕緣電壓互感器T₂₃與半絕緣電壓互感器T₁的一次串聯或者并聯后，與工頻高壓發生器T_D連接；全絕緣電壓互感器T₂₃與半絕緣電壓互感器T₁的二次串聯，二次輸出級聯雙級感應分壓器IVD；被測電壓互感器T₀的一次與工頻高壓發生器T_D連接。本發明的優點在于：簡化了測量電壓互感器電壓系數的過程，與傳統串聯加法的“三步法”比，在減小實驗過程工作量的同時，更重要的是相應地減小了二次串、并聯狀態改變帶來的測量固有誤差變化，從而顯著減小對測量不確定的貢獻。

技術領域

本發明涉及電壓互感器的電壓系數測量領域，特別指一種電壓互感器比例誤差電壓系數串并聯兩步測量線路及方法。

背景技術

為了確保電能公平貿易，供用電關口的測量互感器需要定期計量檢定。因此，標準電壓互感器的量值準確對電能公平貿易、電力設備和線路損耗準確計量都有重要意義。如，大容量空心電抗器的功率因數典型值為0.001～0.004，如果損耗測量誤差溯源要達到小于1％，電壓比例標準的準確度就需要高于0.001％。2014年，中國計量科學研究院研制了一套10kV到0.0002級到0.001級、電壓系數(2-5)×10^-6的雙級標準電壓互感器(包括半絕緣和全絕緣)，并通過電壓互感器串聯加法和高壓標準電容器法評定了該互感器的電壓系數(IEEE TIM,2015，64(6)：1381；中國發明專利號：ZL 2014 1 0483352.7)。

電壓互感器的電壓系數測量方法是高壓比例溯源研究的重點。1954年，德國學者Forger和Zinn首次提出了“互感器電壓串并聯加法”原理，即采用兩臺已知比率的電壓互感器串聯得到新比率的方法。1958年，Zinn利用該方法，從100V開始，經12次相加在德國PTB建立了120kV電磁式工頻電壓比例標準，不確定度為1.2×10^-5。

1991年，國家高電壓計量站在“互感器串并聯加法”的基礎上進行改進，完成了“基于全絕緣電壓互感器的串聯加法線路的研究”(中國發明專利號：CN 90100301.8)，并建立了我國110kV工頻電壓比例標準裝置，比例不確定度達到1×10^-5(計量學報,1992,13(3):221)。

基于全絕緣電壓互感器的串聯加法線路研究中，三次測量時屏蔽電位的變化產生的屏蔽泄漏對誤差特性影響相對較大，而且隨著電壓等級的升高，影響會進一步加大。2009年國家高電壓計量站在研制1000kV串聯型電壓互感器的基礎上，提出了“半絕緣加法”(中國發明專利號201110185680.9)，采用半絕緣加法，對工頻比例標準進行了測量，準確度達到0.002級，測量不確定度減小到5×10^-6(供用電，2013，30(2)：71)。

2013年，廣東電網公司電力科學研究院提出了的“測量電壓互感器電壓系數的線路及方法”，概括為“單級互感器疊加原理測量法”(中國發明專利號201310154185.7)，描述了使用兩臺額定電壓比相同的屏蔽型接地電壓互感器和一臺隔離變壓器組成一個無源線性電路，利用線性電路激勵與響應的疊加性，通過組成該無源線性電路的電壓互感器的屏蔽誤差在疊加的過程中相互抵消，克服了電壓互感器屏蔽誤差對串聯加法線路的影響。然而，不同制造者設計的電壓互感器屏蔽結構和電位各有差異，比如，有些全絕緣電壓互感器的屏蔽電位位于1/2高壓額定電位處，使用疊加原理時屏蔽電位的連續點受到限制可能不易實施。