一种电容分压器的误差测量方法、系统及应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电容分压器的误差校验方法，通过测量其比差和角差实现对该电容分压器的误差校验，其特征在于，该方法具体步骤为：将被测高电压由标准电压互感器变为适于数据采集的第一低电压（U1）；将被测的电容分压器（4）所分出的电压转换为适合于数据采集的第二低电压（U2）；将所述第一低电压（U1）和第二低电压（U2）同时送入信号处理电路进行模拟和数字信号处理，获得比差和角差，即可完成误差校验。本发明还公开一种误差校验系统以及其在电子式互感器中的应用。本发明的方法和系统可以对电容分压器的比差和角差进行测量，具有可溯源性，测量结果可信度高。
【专利说明】一种电容分压器的误差测量方法、系统及应用
【技术领域】
[0001]本发明属于高电压测量【技术领域】，具体涉及一种电容分压器的误差测量方法、系统及应用。
【背景技术】
[0002]随着电力需求的日益加大和科技的不断进步，电力系统电压等级越来越高，当前我国输电线路的电压等级已达到百万伏。电容分压器可单独作为一个设备用于高电压的测量，其原理是基于电容器串联分压，将高电压变成适合于测量的低电压。
[0003]另外，电容式电压互感器卿CVT)或电子式电压互感器中也具有电容分压器，作为其中的关键元件，电容分压器在CVT或电子式电压互感器发挥着重要作用。
[0004]由于实际电容器为非理想元件，电容分压器是存在测量误差的，也就是说其所分出的电压与被测高电压之间存在幅值误差和相位误差，即比差和角差。相应地，在CVT或电子式电压互感器中，由于电容分压器误差的存在，其对互感器的测量精度也具有重要影响。
[0005]但是，目前对于电容分压器的误差校验没有很好的测量方法。另外，对于CVT或电子式电压互感器，在进行误差校验时也一般是针对整体进行的，也即只校验CVT或电子式电压互感器的整体误差，而没有对其中电容分压器单独进行误差校验，这样显然是不利于提高CVT或电子式电压互感器的测量精度的。
[0006]因此，无论是对于单独的电容分压器，或是CVT和带电容分压器的电子式电压互感器，对电容分压器的误差进行校验，以有效地减小分压器的比差和角差，提高其测量精度，以及提高CVT和带电容分压器的电子式电压互感器的测量精度都是至关重要的。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种电容分压器的误差测量方法、系统及应用，通过测量电容分压器的比差和角差，实现对电容分压器的误差校验，从而提高电容分压器以及含电容分压器的CVT或基于电容分压器的电子式互感器的测量精度。
[0008]为实现上述发明目的，按照本发明的一个方面，提供一种电容分压器的误差校验方法，通过测量其比差和角差实现对该电容分压器的误差校验，其特征在于，该方法具体步骤为:
[0009]将被测高电压由第一标准电压互感器变为适于数据采集的第一低电压；
[0010]将被测的电容分压器所分出的电压转换为适合于数据采集的第二低电压；
[0011]将所述第一低电压和第二低电压同时送入信号处理电路进行模拟和数字信号处理，获得比差和角差，即可完成误差校验。
[0012]作为本发明的改进，所述第一低电压通过两级级联的第一标准电压互感器和第二标准电压互感器变换后获得。
[0013]作为本发明的改进，所述第一标准电压互感器I先将被测高电压变为100V或100 / VJ V的电压，然后再由所述第二标准电压互感器变为所述第一低电压。[0014]作为本发明的改进，所述电容分压器所分出的电压转换通过第三标准电压互感器转换获得所述的第二低电压。
[0015]作为本发明的改进，所述适合于数据采集的第一低电压和第二低电压U2大小约为几伏。
[0016]作为本发明的改进，所述比差和角差的计算基于离散傅里叶变换得到。
[0017]作为本发明的改进，所述比差和角差通过过程计算得到:
[0018]首先将标准电压互感器和被测分压器的电压信号x(t)和v(t)经数据采集，形成离散信号分别为x[n]和v[n]，其中采用整周期采样，每周期均匀采样N点；
[0019]然后，对离散信号分别进行离散傅里叶变换，得到两信号的离散频谱，其中，Xk和Vk均为复数，k为谐波次数:
【权利要求】
1.一种电容分压器的误差校验方法，通过测量其比差和角差实现对该电容分压器的误差校验，其特征在于，该方法具体步骤为: 将被测高电压由标准电压互感器变为适于数据采集的第一低电压(Ul); 将被测的电容分压器(4 )所分出的电压转换为适合于数据采集的第二低电压(U2 ); 将所述第一低电压(Ul)和第二低电压(U2)同时送入信号处理电路进行模拟和数字信号处理，获得比差和角差，即可完成误差校验。
2.根据权利要求1所述的一种电容分压器的误差校验方法，其特征在于，所述第一低电压(Ul)通过两级级联的第一标准电压互感器(I)和第二标准电压互感器(2)变换后获得。
3.根据权利要求2所述的一种电容分压器的误差校验方法，其特征在于，所述第一标准电压互感器(I)先将被测高电压变为IOOV或100/^V的电压，然后再由所述第二标准电压互感器(2)变为所述第一低电压(Ul)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种电容分压器的误差校验方法，其特征在于，所述电容分压器(4 )所分出的电压转换通过第三标准电压互感器(3 )转换获得所述的第二低电压(U2)。
5.根据权利要求4所述的一种电容分压器的误差校验方法，其特征在于，所述适合于数据采集的第一低电压和第二低电压(U2)大小约为几伏。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种电容分压器的误差校验方法,其特征在于，所述比差和角差通过如下过程计算得到: 首先将标准电压互感器和被测分压器的电压信号x(t)和v(t)经数据采集，形成离散信号分别为x[n]和v[n]，其中采用整周期采样，每周期均匀采样N点； 然后，对离散信号分别进行离散傅里叶变换，得到两信号的离散频谱，其中，Xk和Vk均为复数，k为谐波次数:
N-1.2:
-.-J-nk
X, = ^ x[n ]e 、，众=(X 1,2，/V — I
W=O
N-\— -l7r^
Vk = y^y[n]e 、 ， k -
n=0 最后，上述两复数模的相对大小即为比差，相角之差即为相差。
7.一种电容分压器的误差校验系统，通过测量比差和角差实现对该电容分压器的误差校验，其特征在于，该系统包括: 相互级联的第一标准电压互感器(I)和第二标准互感器(2)，其用于将被测高电压转换为获得适于数据采集的第一低电压(Ul)； 第三标准电压互感器(3)，其与所述待测电子式电压互感器中的电容分压器(4)电连接，用于将该电容分压器电分得的电压转换为适于数据采集的第二低电压(U2); 信号调理电路(5)和数据采集和数字信号处理(6)，所述第一低电压(Ul)和第二低电压(U2)同时输入其中，经信号调理和运算后获得分压器的比差和角差，即可进行误差校验。 作为本发明的改进，所述第一低电压Ul通过两级级联的第一标准电压互感器I和第二标准电压互感器2变换后获得。
8.一种提高电子式电压互感器测量精度的方法，其通过采用上述权利要求1-6中任一项所述的方法对所述电子式电压互感器中的电容分压器进行误差校验，从而提高电子式电压互感器的测量精度。
9.一种提高电子式电压互感器测量精度的系统，其通过采用上述权利要求系统7的系统对所述电子式电压互感器中的电容分压器进行误差校验，从而提高电子式电压互感器的测量精度。
【文档编号】G01R35/00GK103616652SQ201310601435
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月23日 优先权日:2013年11月23日
【发明者】李开成, 李林峰 申请人:华中科技大学