一種多級電壓互感器的制作方法
本發明涉及高壓測試技術領域，更具體地，涉及一種多級電壓互感器。
背景技術：
電能計量的應用極其廣泛。小到家庭，大到變電站與發電廠局網之間。隨著我國特高壓輸電技術的工程應用，特高壓電網電壓的準確測量成為亟待研究解決的關鍵技術問題。目前現有技術采用的高電壓比例標準主要有電阻分壓器、電容分壓器和電磁式比例標準三種類型。其中電阻分壓器一是要求在恒溫條件下工作，且功率消耗大，二是分布電容影響大，必須采取屏蔽措施來控制容性泄漏電流的影響，使得電阻分壓器尺寸龐大、造價高、很難應用到實際工程中。而電容分壓器由于受溫度、電壓、鄰近效應等因素的影響，其準確度和穩定性不如電磁式比例標準高。電磁式比例標準具有準確度高，穩定性好，對工作條件要求低，使用方便等諸多優點，成為我們研究的首選。由于高壓領域中的絕緣問題及其它各種電參數受高電壓的影響和制約，所以在“低電壓”，領域里的設計和工藝方案在高壓領域里難以實現，實踐要求我們不但地去創新和變革。
目前準確度等級較高的是雙級電壓互感器，根據勵磁方法分為高壓勵磁和低壓勵磁兩種。現有的工頻電壓比例標準在升級后已有近十年，設備出現不同程度的漏油、漏氣、老話等問題，需要進一步提高我國電壓互感器比例標準。
因此，需要一種技術，以提高互感器的計量準確度。
技術實現要素：
本發明提供一種多級電壓互感器，以解決如何提高高壓測試計量標準的準確度。
為了解決上述問題，本發明提供了一種多級電壓互感器，所述互感器包括：一級電壓互感器，二級電壓互感器，三級電壓互感器，輔助電壓互感器；
所述一級電壓互感器由高壓勵磁繞組繞制在第一級鐵芯i上；
所述二級電壓互感器由低壓勵磁繞制在所述第一級鐵芯i和第二級鐵芯ii上；
所述三級電壓互感器由比例繞組繞制在所述第一級鐵芯i、所述第二級鐵芯ii，以及第三級鐵芯iii上；
所述輔助電壓互感器由輔助繞組繞制在所述第四級鐵芯iv上，為所述低壓勵磁繞組供電。
優選地，所述輔助繞組中的輔助一次繞組n1f與所述比例繞組中的比例一次繞組n1和所述高壓勵磁繞組中的高壓一次勵磁繞組n1e并聯。
優選地，所述輔助繞組中的輔助二次繞組nsf與所述低壓勵磁繞組ns并聯。
優選地，所述高壓勵磁繞組繞中的高壓一次勵磁繞組n1e的匝數、所述比例繞組中的比例一次繞組n1的匝數和所述輔助繞組中的輔助一次繞組n1f的匝數相等。
優選地，所述高壓勵磁繞組繞中的高壓二次勵磁繞組n2e的匝數、所述比例繞組中的比例二次繞組n2的匝數、所述低壓勵磁繞組ns的匝數和所述輔助繞組中的輔助二次繞組nsf的匝數相等。
優選地，所述互感器的空載誤差為所述一級電壓互感器誤差、所述二級電壓互感器誤差和所述三級電壓互感器誤差的乘積。
本發明技術方案提供的高低壓混合勵磁高壓多級電壓互感器由多級電壓互感器和輔助電壓互感器組成，其中多級電壓互感器包含高壓勵磁繞組、低壓勵磁繞組、比例繞組。本發明技術方案提出的多級電壓互感器，其中一級電壓互感器由高壓勵磁繞組繞制而成，二級電壓互感器由低壓勵磁繞制而成，三級電壓互感器由比例繞組繞制而成，其空載誤差是三級互感器誤差的乘積，準確度等級優于雙級電壓互感器一個數量級。
附圖說明
通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發明的示例性實施方式：
圖1為根據本發明一實施方式的一種多級電壓互感器結構示意圖；以及
圖2為根據本發明一實施方式的一種多級電壓互感器等值電路結構示意圖。
具體實施方式
現在參考附圖介紹本發明的示例性實施方式，然而，本發明可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發明，并且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本發明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術語并不是對本發明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標記。
除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過于正式的意義。
圖1為根據本發明一實施方式的一種多級電壓互感器結構示意圖。本發明的實施方式提供的高低壓混合勵磁高壓多級電壓互感器由多級電壓互感器和輔助電壓互感器組成，其中多級電壓互感器包含高壓勵磁繞組、低壓勵磁繞組、比例繞組。本發明實施方式提出的多級電壓互感器，其中一級電壓互感器由高壓勵磁繞組繞制而成，二級電壓互感器由低壓勵磁繞制而成，三級電壓互感器由比例繞組繞制而成。
如圖1所示，一種多級電壓互感器，包括區域1的多級電壓互感器，區域2的輔助電壓互感器。其中一級電壓互感器由高壓勵磁繞組繞制在第一級鐵芯i上，二級電壓互感器由低壓勵磁繞制在第一級鐵芯i和第二級鐵芯ii上，三級電壓互感器由比例繞組繞制在第一級鐵芯i、第二級鐵芯ii，以及第三級鐵芯iii上，輔助電壓互感器由輔助繞組繞制在第四級鐵芯iv上，為低壓勵磁繞組供電。
優選地，輔助繞組中的輔助一次繞組n1f與比例繞組中的比例一次繞組n1和高壓勵磁繞組中的高壓一次勵磁繞組n1e并聯。
優選地，輔助繞組中的輔助二次繞組nsf與低壓勵磁繞組ns并聯。
優選地，高壓勵磁繞組繞中的高壓一次勵磁繞組n1e的匝數、比例繞組中的比例一次繞組n1的匝數和輔助繞組中的輔助一次繞組n1f的匝數相等。
優選地，高壓勵磁繞組繞中的高壓二次勵磁繞組n2e的匝數、比例繞組中的比例二次繞組n2的匝數、低壓勵磁繞組ns的匝數和輔助繞組中的輔助二次繞組nsf的匝數相等。
優選地，互感器的空載誤差為一級電壓互感器誤差、二級電壓互感器誤差和三級電壓互感器誤差的乘積。本發明實施方式的多級電壓互感器采用高低壓混合勵磁方式，其空載誤差是三級互感器誤差的乘積，準確度等級優于雙級電壓互感器一個數量級。
圖2為根據本發明一實施方式的一種多級電壓互感器等值電路結構示意圖。如圖2所示，一級互感器為高壓勵磁繞組，即空載電壓互感器：
式(1)中，
一級互感器為的空載誤差：
式(2)中，ym1：一級互感器的勵磁導納。
二級互感器為低壓勵磁繞組，由于增加了一個相應的輔助電壓互感器，其誤差：
式(2)中，
由于低壓勵磁繞組ns繞在一級鐵芯ⅰ和二級鐵芯ⅱ上，ns在鐵芯ⅰ和ⅱ上產生的感應電動勢分別為
式中，
由式(1)、式(4)可得：
由上式可見，對于ns和鐵芯ⅱ構成二級電壓互感器，其一次電壓相當于一級高壓勵磁繞組的一次壓降：
式中，ymf：二級互感器的勵磁導納。
三級互感器為比例繞組，同理，其一次電壓相當于二級低壓勵磁繞組折算后的一次壓降，因此三級互感器的空載誤差：
式中，z1：n1的內阻抗，ym2：三級互感器勵磁導納，
由式(2)、式(3)、式(7)可得，本發明實施方式高低壓混合勵磁高壓多級電壓互感器，其整體誤差：
綜上，和高壓勵磁或低壓勵磁雙級互感器相比，本發明實施方式提出的高低壓混合勵磁高壓多級電壓互感器能大大減少空載誤差，從而提高其準確度等級。
已經通過參考少量實施方式描述了本發明。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權利要求所限定的，除了本發明以上公開的其他的實施例等同地落在本發明的范圍內。
通常地，在權利要求中使用的所有術語都根據他們在技術領域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準確的順序運行，除非明確地說明。
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