一種電壓互感器測量誤差校驗方法與流程

本發明涉及互感器誤差測量技術領域，具體涉及一種電壓互感器測量誤差校驗方法。

背景技術：

隨著工業經濟的發展，電力系統內接入了越來越多的非線性負荷，諧波畸變率是衡量電能質量的重要指標，一般從電壓互感器的二次取測量信號，用于對電能質量進行評估，因此在高次諧波條件下電壓互感器的測量誤差將會影響電能質量評估的準確性，電能計量存在同樣的問題，目前諧波電能表已可以實現50次諧波以下電能的準確計量，然而如果互感器本身存在的測量誤差，后端的計量再準確也是沒有意義的，而傳統的互感器的誤差校驗方法都是針對工頻信號的，無法完成在高頻條件下的誤差測量，或者在高頻條件下測量準確度較低。

因此，需要提供一種電壓互感器測量誤差的校驗方法，實現從工頻到高頻的互感器誤差的準確測量，以解決上述問題。

技術實現要素：

為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種電壓互感器測量誤差校驗方法。

本發明的技術方案是：

所述方法包括：

步驟1：在標準互感器的二次側繞制一個參考繞組，并獲取該參考繞組兩端的電壓信號U_ref；步驟2：獲取標準互感器的二次側繞組和待測互感器的二次側繞組之間的電壓差ΔU；

步驟3：測量所述電壓差ΔU相對于電壓信號U_ref的同相分量U_in和正交分量U_eq；

步驟4：測量標準互感器的二次側繞組兩端的電壓信號U_2s；

步驟5：依據所述同相分量U_in、正交分量U_eq和電壓信號U_2s計算待測互感器的測量誤差。

優選的，所述步驟2采用隔離互感器獲取電壓差ΔU包括：

將所述隔離互感器一次側繞組的一端與待測互感器中二次側繞組的高壓端連接，另一端與標準互感器中二次側繞組的高壓端連接；

所述電壓差ΔU的值為所述隔離互感器的二次側繞組兩端的電壓值；

優選的，所述隔離互感器的變比為1:1；

優選的，所述步驟3中采用鎖相放大器測量所述同相分量U_in和正交分量U_eq；

將電壓信號U_ref接入所述鎖相放大器的參考信號輸入端，將所述電壓差ΔU接入鎖相放大器的電壓測量端；

優選的，所述步驟4中采用電壓測量儀表直接測量所述測量標準互感器的二次側繞組兩端的電壓信號U_2s；

優選的，所述待測互感器的測量誤差包括比值誤差e_a和角度誤差e_r；

所述比值誤差e_a的計算公式為：

所述角度誤差e_r的計算公式為：

優選的，所述標準互感器為標準電磁式電壓互感器。

與最接近的現有技術相比，本發明的優異效果是：

本發明提供的一種電壓互感器測量誤差校驗方法，能夠實現50Hz～2500Hz條件下電壓互感器測量誤差的準確測量，同時采用鎖相放大器也能夠保證較高的測量準確度。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1：本發明實施例中一種電壓互感器測量誤差校驗方法原理圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

本發明中一種電壓互感器測量誤差校驗方法，適用于50Hz～2500Hz條件下的寬頻誤差測量，其實施例如圖1所示，具體為：

1、向待測互感器和標準互感器的施加測試電源U。

本實施例中標準互感器為標準電磁式電壓互感器。

2、在標準互感器的二次側繞制一個參考繞組，并獲取該參考繞組兩端的電壓信號U_ref；

3、獲取標準互感器的二次側繞組和待測互感器的二次側繞組之間的電壓差ΔU。

①：將隔離互感器一次側繞組的一端與待測互感器中二次側繞組的高壓端連接，另一端與標準互感器中二次側繞組的高壓端連接；

②：采集隔離互感器的二次側繞組兩端的電壓，該電壓即為電壓差ΔU的值。

本實施例中隔離互感器的變比為1:1。

4、測量電壓差ΔU相對于電壓信號U_ref的同相分量U_in和正交分量U_eq。

本實施例中采用鎖相放大器測量所述同相分量U_in和正交分量U_eq：

①：將參考繞組通過同軸電纜接入鎖相放大器的參考信號輸入端，即將電壓信號U_ref通過接入鎖相放大器的參考信號輸入端；

②：將隔離互感器的二次側繞組也通過同軸電纜接入鎖相放大器的電壓測量端，即將電壓差ΔU接入鎖相放大器的電壓測量端。

5、測量標準互感器的二次側繞組兩端的電壓信號U_2s。

采用電壓測量儀表直接測量所述測量標準互感器的二次側繞組兩端的電壓信號U_2s。

本實施例中采用數字萬用表34410A測量標準互感器的二次側繞組兩端的電壓信號U_2s。

6、依據同相分量U_in、正交分量U_eq和電壓信號U_2s計算待測互感器的測量誤差。

待測互感器的測量誤差包括比值誤差e_a和角度誤差e_r，其中，

比值誤差e_a的計算公式為：

角度誤差e_r的計算公式為：

本實施例中采用電壓互感器測量誤差校驗方法對10kV電壓互感器Tx測量誤差校驗的過程為：

1、在10kV標準電磁式電壓互感器Ts的二次側繞置一個參考繞組；電壓互感器Ts的一次側繞組匝數為3000匝，參考繞組的匝數為2匝，參考繞組兩端電壓信號的相位與電壓互感器Ts的二次側繞組輸出電壓的相位相同。

2、將電壓互感器Tx的二次側繞組的高壓端和電壓互感器Ts二次側繞組的高壓端分別接入隔離互感器的一次側，隔離互感器的匝數比為200:200，得到電壓互感器Tx和電壓互感器Ts二次側繞組的電壓差ΔU。

3、將參考繞組兩端的電壓信號U_ref接入鎖相放大器的參考信號輸入端，將電壓差ΔU接入鎖相放大器的電壓測量端，輸出得到同相分量U_in和正交分量U_eq。

本實施例中鎖相放大器采用Stanford Research Systems公司生產的SR850數字式鎖相放大器，幅值測量精度1％，相位靈敏度0.001°。

4、用數字萬用表34410A測量此時電壓互感器Ts的二次側繞組兩端的電壓信號U_2s。

5、依據公式(1)和(2)計算比值誤差e_a和角度誤差e_r。

本實施例中在電壓互感器Tx和電壓互感器Ts的一次側施加的電源電壓依次為2kV、5kV、8kV、10kV和12kV，并根據上述測量和計算方法就可以得到電壓互感器Tx在2kV、5kV、8kV、10kV和12kV電壓下的測量誤差。

最后應當說明的是：所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。