电容式电压互感器谐波传递特性试验电路研究

电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer,CVT)在66 k V及以上电网的广泛应用,对其谐波传递特性研究日趋重要。本文运用黑箱理论并结合CVT电气构造特点,搭建一种可以获取CVT谐波传递特性的试验电路。从电容分压器结构和电介质材料角度研究电介质极化与外电场频率关系,确定在50 Hz~25 00 Hz范围内频率变化不影响电容分压器分压比。再整体分析试验电路,建立试验电路网络阻抗模型,仿真不同分压点电压之间关系,并通过试验进行相互验证,论证测量CVT谐波传递特性的试验电路的正确性。为测量CVT谐波传递特性提供科学规范的测量方法,对CVT谐波传递非线性机理深入研究具有重要意义。     

直流阻容式电压互感器用于直流输电谐波电压测量的研究

谐波问题的分析与控制是保证高压直流输电系统正常运行的重要内容。为了寻找最适当的测量方法,需要对电压谐波测量进行深入研究。直流电压互感器(DCVT)是测量直流输电系统电压的重要设备。本文介绍与分析了阻容式直流电压互感器的主要组件的特性,如同轴电缆、A/D与D/A转换器、光耦合器,详细分析了分压器的对地杂散电容对电压互感器频率响应的影响,非理想状态下元器件对测量误差的影响。理论分析指出选择一个合适的并联电阻的电容可以减小分压器对地杂散电容的影响,并且可选择精密电阻和电容来减少测量误差。实验结果表明,阻容式直流电压互感器适合直流谐波电压测量,而且测量误差小于0.2%,可达到10k Hz的频率带宽。     

电磁式高电压比例标准的误差及其检定方法

高电压比例标准有电阻分压器、电容分压器和电磁式电压互感器等三种。电磁式高电压比例标准,结构比较简单,特别是稳定性好,工作条件要求低,使用方便。电阻分压器,国内曾用感应分压器在低压下校准,要求在恒温下工作,并通过分析计算推到高压下使用。电容分压器,国外用电容电桥在低压下校准,要求电容线性好,并通过分析计算推到高压下使用。本文对电磁式高电压比例标准的误差进行了分析计算,并提出用感应分压器组成的乘法线路进行检定。一、电磁式高电压比例标准的基本结构电磁式高电压比例标准是以空载运行的电压互感器为基础,为了减小互感器的误差,一般都采用双级互感器的结构,其原理线路如图1所示。图中Ws为激磁线圈,绕在铁心1上,W_1和W_2为比例线圈,绕在铁心1和2上。     

宽频电容式分压器的研制

为解决电磁式电压互感器和电容式电压互感器(CVT)在谐波条件下,频率响应差的问题,研制了一台宽频电容式分压器。将2种常用的压缩气体标准电容器形式设计集成于一体。采用电磁场仿真软件完成主绝缘及电容量的设计,并对分压器主体分压比的温度系数进行了理论计算;为提高分压器后级带载能力,设计了具有两级缓冲电路的电压信号处理单元。试验结果表明:分压器满足绝缘设计,并在50~2 500 Hz满足0.1级互感器的误差要求,可用于电力系统内谐波计量。     

高电压比例标准装置技术综述

高电压比例标准装置是检定、校准高电压测量设备的关键装置,代表了高电压比例测量领域的最高测量能力。为此,结合国内外高电压比例标准技术的发展现状,分别介绍了工频高电压串联互感器、高电压双级互感器和有源分压器等工频高电压计量领域的最新研究进展,通过技术对比表明电磁式比例标准装置的最高应用电压已突破1 000 kV,具有高稳定性和高准确度的特有优势,已完全取代了传统电容式比例标准。基于直流比例标准的溯源方法介绍了各国最高计量机构研制的直流分压器,指出电阻分压器仍是直流比例标准装置的首选,其结构形式取决于所适应的溯源方法。接着介绍了弱阻尼分压器、电容分压器等冲击电压比例标准装置,分析表明冲击电压的测量已从主标准装置的研究逐渐转变为低压侧高准确度冲击信号测量方面的研究,抗干扰、低不确定度是主要挑战。最后对上述比例标准关键技术内容进行了分析,并对高电压比例标准技术研究未来的方向和趋势进行了讨论。     

1000kV标准电压互感器的量值溯源与传递

特高压工程用1000 kV电容式电压互感器的校准需要1000 kV标准电压互感器,而我国工频电压比例标准的最高溯源电压等级为500 kV,1000 kV标准电压互感器的量值溯源问题关系到量值的准确.SF6气体标准电容器具有良好的线性度,电流比较仪型高压电容电桥有较高的准确度,且二者的量值都具有可溯源性,由它们组成的系统...     

基于CVT电容电流的谐波电压测量方法

准确有效地进行谐波电压测量是掌握电网谐波状况、开展谐波治理、提升电能质量水平的重要前提和依据。为解决目前大量在运CVT无法准确测量谐波的问题,提出基于CVT电容电流的谐波电压测量方法。该方法测量流过高压电容和中压电容支路的电流并进行谐波分析,根据电容参数即可方便准确地计算得到高压侧谐波电压。该方法只需对CVT二次回路进行简单改造,在不影响设备运行安全的前提下,实现谐波电压测量。首先给出该方法的基本原理,然后结合仿真计算分析电流测量精度和电容值变化对谐波测量误差的影响,对实际CVT完成了物理试验验证。试验表明：该方法的2~50次谐波电压测量误差均小于2%,满足谐波国家标准的相关要求。     

500kV电磁式电压互感器倍频耐压试验方法的研究北大核心CSCD

为了发现电磁式电压互感器因现场运输和安装过程中引起的某些绝缘缺陷,需要在设备安装后的交接过程中进行倍频的交流耐压试验。常用的电压互感器倍频耐压试验方法难以满足500 kV电磁式电压互感器的试验要求,笔者提出了一种利用谐振升压装置在电磁式电压互感器(PT)一次绕组直接施加3倍频试验电压的耐压试验方法,并利用电容分压器直接在一次测量试验电压。通过参数计算与仿真选择试验电抗器、励磁变压器、电容分压器和变频电源装置,使试验回路在3倍频处达到谐振条件。现场试验结果表明了试验设备参数与电压互感器的参数合理的配置,可以满足3倍频的试验电压要求,该试验方法能很好适用于500 kV及以上电压等级的电磁式电压互感器的倍频耐压试验。     

500kV电磁式电压互感器倍频耐压试验方法的研究

为了发现电磁式电压互感器因现场运输和安装过程中引起的某些绝缘缺陷,需要在设备安装后的交接过程中进行倍频的交流耐压试验。常用的电压互感器倍频耐压试验方法难以满足500 kV电磁式电压互感器的试验要求,笔者提出了一种利用谐振升压装置在电磁式电压互感器(PT)一次绕组直接施加3倍频试验电压的耐压试验方法,并利用电容分压器直接在一次测量试验电压。通过参数计算与仿真选择试验电抗器、励磁变压器、电容分压器和变频电源装置,使试验回路在3倍频处达到谐振条件。现场试验结果表明了试验设备参数与电压互感器的参数合理的配置,可以满足3倍频的试验电压要求,该试验方法能很好适用于500 kV及以上电压等级的电磁式电压互感器的倍频耐压试验。     

冲击电压分压器线性度试验研究

冲击电压测量系统在溯源过程中通常使用低压直流源或冲击电压校准器测量分压器的刻度因数,因而必须考虑分压器线性度对测量系统测量不确定度的影响问题。在现今我国尚未建立标准系统的情况下,提出用试验的方法测量分压器的线性度:首先用线性度可忽略的电阻分压器R200S得到冲击电压发生器的线性度,采用直流分压器测量冲击电压发生器的充电电压,测量试品分压器HCR600示值与充电电压的比值,修正发生器的影响后得到分压器的线性度,结果显示HCR600的线性度单调下降,从+0.4%至-0.8%,正负极性最大差值为0.14%,且负极性的线性度优于正极性。然后进行试验验证:用线性度已知的500kV电阻分压器与HCR 600进行比对而得到线性度变化曲线,并与之前的试验结果进行比较,两者变化趋势相同,相同电压下最大差值点仅为0.15%。说明此方法可较准确地测量分压器的线性度,可用于冲击电压建标时的试验验证,发生器等试验设备满足一定条件时此方法也可用于特高压冲击设备的校准。     

基于改进粒子群优化算法的CVT杂散电容参数估计方法

杂散电容是影响电容式电压互感器(CVT)谐波测量取值的不确定因素,通过分析CVT内部结构和杂散电容计算公式,发现杂散电容是具有随机性特点的区间型参数。为提高CVT谐波传递特性曲线的拟合精度,提出一种基于改进粒子群优化算法的CVT杂散电容参数估计方法。该方法以输入参数的置信区间为条件,以计算结果的误差最小为目标,在满足幅值、相移最小误差要求以及尽量多置信区间的条件下确定杂散电容的参数组合。通过建立电能质量综合试验平台,以某35 kV阻容分压式电压互感器二次侧输出的谐波电压值为基准,分析TYD35 3(1/2)-0.02HF型CVT实际谐波电压值和利用幅频曲线校正后的谐波电压值分别相对基准值的误差,验证了所提方法的有效性和可行性。     

Low temperature coefficient and low line sensitivity subthreshold curvature-compensated voltage reference

A high-order curvature-compensated subthreshold voltage reference is proposed in this paper. The proposed curvature-compensated voltage reference consists of two supply-independent first-order voltage references and a curvature compensation circuit. The supply-independent first-order voltage reference uses a negative feedback loop which improves the line sensitivity and eliminates the demand of operational amplifier, whereas the curvature compensation circuit provides high-order temperature-compensated output reference voltage. The proposed curvature-compensated voltage reference provides an output reference voltage of 118.54 mV with a temperature coefficient of 21.5 ppm/°C over a wide temperature range of −60°C to 120°C . The power supply rejection ratio and line sensitivity are observed as −68.64 dB (for the frequency range of 1 Hz to 100 Hz) and 0.035%/V (for the supply voltage varies from 0.85 V to 2.5 V), respectively. The values of output noise at the frequencies of 1 kHz and 10 kHz without using any capacitive filter are obtained as 179.13 nV/ √ Hz and 123.87 nV/ √ Hz , respectively.     

用于纳秒脉冲高压测量的同轴型电容分压器

阐述了电容分压器的电路原理,根据同轴型电容分压器的容值计算公式计算了电容分压器的理论分压比,研制了一种用于测量上升沿小于10 ns脉冲高压的同轴型电容分压器,并利用方波源和电阻分压器对其进行了标定。实验测试表明,该电容分压器满足测量要求,能很好地测量快前沿的陡脉冲电压信号。     

基于电压比例技术实现毫伏级交流电压的量值溯源

提出了一种基于电压比例技术实现毫伏级交流电压量值溯源的方法,该方法采用级联结构感应分压器,通过一步传递过程将交流电压量程覆盖2 mV~200 mV,相比于国际上普遍采用的微电位计法实现交流电压向下扩展的方案而言,该方法缩短了量值传递路径,减少了多步传递所引起的不确定度累积,从而提高了毫伏级交流电压测量的准确性。     

基于电容分压器的电子式电压互感器的研究

在分析传光型电压互感器当前技术和发展的基础上,系统地总结并提出了电子式电压互感器的基本原理和设计要求。分析了基于电容分压器为感应探头的电子式电压互感器的基本原理和结构。给出了以因瓦合金为材料的同轴电容分压器的原理和设计方法。论述了电子式电压互感器的优点和性能。     

多盘感应分压器在互感器测试中的应用

根据多盘感应分压器自身的结构,利用其准确度高,变比灵活,携带方便等特点,论述了感应分压器作为标准使用,以及在现场配合标准电压互感器检定特殊变比的电压互感器的使用方法。     

电容式电压互感器谐波测量方法研究

针对电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)谐波测量数据准确度无法满足电能质量监测系统要求的问题,文中提出了一种具有谐波测量功能的CVT的实现方案,通过在常规CVT的分压器低压端串入电容C3,利用电容分压原理获得电网谐波测量信号。建立了该CVT的宽频等效电路模型,分析电容C3两端输出电压在谐波频段内的变化情况,明确了影响其频率特性的关键参数。并基于此方案研制了1台110 kV具有谐波测量功能的CVT样机,通过了型式试验并开展了谐波准确度试验,试验结果表明,在2~50次谐波信号测量范围内,该样机满足电能质量监测设备谐波要求,进一步验证了所提方案的有效性。     

光学电压互感器精密电容分压器的研制

为了解决光学电压互感器中晶体材料的耐压问题,提出了采用分布式精密电容分压器的解决方案,并结合互感器使用环境建立了电力系统中高压电容分压器的数学模型,然后利用该模型与分压器误差特性的联系,重点分析了温度变化、杂散电容、相间干扰等误差因素对电容分压器的影响,并对这些误差因素的影响进行了合成。基于以上理论和误差分析方法应用有限元软件对 220 kV电容分压器进行了仿真计算,分析结果表明,合理选择电容分压器的主电容值可以使电容分压器的精度在0.1%以内,这为精密电容分压器的设计提供了理论依据。     

弱输出电压传感器误差校验系统研制

目前一二次深度融合传感器在配网自动化领域不断深化推广应用,为实现弱输出交流传感器量值溯源并建立相应误差校验系统,本文以基于有源V/I转换原理的电容分压器作为标准器,并设计了精密电压匹配单元以解决标准器和弱输出传感器输出电压不匹配问题。通过设计多级屏蔽结构、二次串联升压线圈以及动态跟随反馈电路,实现精密电压匹配单元反相和比例分压功能。最终配合双通道高精度误差测量系统实现不同原理的弱输出电压传感器误差校验。