提高电容式电压互感器二次输出容量的方法与流程

本发明属于电容式电压互感器领域，涉及根据负载情况调节一次回路参数的方法，特别涉及一种提高电容式电压互感器二次输出容量的方法。

背景技术：

电容式电压互感器由电容分压器、电磁单元组成，在电网中用于检测一次侧电压。其中电磁装置是重要部件，其对产品精度、稳定性影响很大。电磁装置由中间变压器、补偿电抗器，阻尼装置等组成。随着用户对产品准确度等级、二次负载等要求的提高，产品只能通过增大额定电容量，提高额定中间电压的方法来实现。这样的话不但增加产品的材料成本，而且也不利于产品的可靠运行。

而且，产品在不同二次负载情况下，对应的准确度特性是不同的。即随着负载的增大比差减少加大，角差增加加大。因此，传统的方法只是将这种变化趋势减缓，以提高电容式电压互感器二次输出容量。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种提高电容式电压互感器二次输出容量的方法，当负载增加到一定数值时，通过改变一次回路参数的方法，使准确度满足要求，增加产品的输出准确度。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

提高电容式电压互感器二次输出容量的方法，在电容式电压互感器二次绕组上设置二次负载检测装置，根据获得的二次负载，调整变压器一次绕组匝数、补偿电抗器匝数，调整电容式电压互感器变比及电抗，从而提高电容式电压互感器输出容量。

进一步，在电容式电压互感器二次绕组设置检测实际负载的检测装置，通过检测多个二次绕组的总电流值，以计算实际二次负载。

进一步，在中间变压器主绕组的末端增加辅助绕组，根据二次负载情况，通过触发动作机构将辅助绕组接入主绕组或与主绕组断开以调整变压器一次绕组匝数。

进一步，辅助绕组的投入或者去除由静态电流继电器的常开和常闭触电控制。

进一步，如权利要求3所述的提高电容式电压互感器二次输出容量的方法，其特征在于：辅助绕组的参数由以下公式确定：

$N_Z=\frac{A\×N_1\×Zn}{W}\×0.6$

$N_B=\frac{B\×N_L\×Zn}{360\×W}\×5$

其中：N_z为中间变压器辅助绕组匝数，N_B为补偿电抗器辅助绕组匝数，N1为中间变压器总匝数，NL为补偿电抗器总匝数，A为预计满足某个准确级的比差带宽，B为预计满足某个准确度的角差带宽，W为产品额定输出负载，Zn为产品预期达到的输出容量。

本发明具有以下优点：

a).在不改变产品参数的前提下，仅仅增加控制中间变压器、补偿电抗器辅助绕组的方法，便可以增大了产品输出容量。

b).此方法可以多种变化，实现对一组或几组比差、角差的调节。

c).此方法有助于解决用户对二次输出容量大的需求，减少产品规格，减少设计、生产费用。

【附图说明】

图1为本发明专利电路原理图

图2为辅助绕组提高产品输出容量后准确度变化的示意图

图3电容式电压互感器等效电路图

图中：Xc、Rc-等效容抗和电阻；XL'、RL'-电抗器感抗、电阻；X0、R0-中间变压器励磁感抗和电阻；X1'、R1'、X2'、R2'-一次绕组漏抗、电阻；Zn'-负载阻抗；Uc-中间电压；U2'-二次电压；I1-一次电流；I0-励磁电流；I2`-二次电流。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明专利提供了一种提高电容式电压互感器二次输出容量的方法。

如图1所示，通过控制中间变压器一次绕组的方式提高二次输出容量。该方法主要由以下部件组成，检测二次负载的检测装置，及控制辅助绕组动作的部件，这部分可以由静态电流继电器完成。辅助绕组的投入或者去除，由静态电流继电器的常开和常闭触电控制。辅助绕组的参数根据上文中的公式确定。注：具体参照发明专利实施内容。

在电容式电压互感器二次绕组增加检测实际负载的装置，一般情况下通过检测多个二次绕组的总电流值，以计算实际负载情况。

在中间变压器主绕组的末端增加辅助绕组。根据负载情况，触发动作机构将辅助绕组接入主绕组，或与主绕组断开。

具体连接方法：首先将主二次绕组接入电流检测装置，设定静态电流继电器的动作电流值。在中间变压器、补偿电抗器主绕组上增加一定调节量的辅助绕组，按图2方式接入静态电流继电器的常开和常闭触电上。

产品工作时，如果二次负载小于设定负载时，准确度曲线按照图2方式1进行，当二次负载大于设定值时，控制器动作，辅助绕组接入中间变压器、补偿电抗器主绕组，瞬时比差、较差增加一定值，按照方式2运行。从而实现增加负载互也能满足准确度的要求。注：具体参照发明专利实施内容。

同时，可以通过增加多个辅助绕组增强比差、角差的调节效果。

如图3所示，为电容式电压互感器等效电路图。假设中间变压器一次绕组圈数为N1，二次绕组圈数为N2，补偿电控器圈数为NL，产品额定负载为W，产品满足的准确度比差A，角差B(min)。当减少一次中变绕组N1的圈数时，由于Uc不变，N2不变，因此U2增加相应的值。当增加补偿电抗器绕组的圈数NL时，整个回路电感量增加，角差减小。

当负载由Zn'增加时，中间变压器减少圈数圈，此时补偿电抗器增加圈；

其中：N_z为中间变压器辅助绕组匝数，N_B为补偿电抗器辅助绕组匝数，N1为中间变压器总匝数，N_L为补偿电抗器总匝数，A为预计满足某个准确级的比差带宽，B为预计满足某个准确度的角差带宽，W为产品额定输出负载，Zn为产品预期达到的输出容量。

举例说明：有一个X产品，产品在0.2级的准确下最大满足150VA的输出。一般情况下产品的二次电压时57.7V，150VA情况下的二次电流为2.6A，产品中间变压器匝数为10000匝，补偿电抗器为8000匝。可以设定当二次实际电流大于2.5A时，触发辅助绕组的动作机构。现在要做到300VA，那么辅助绕组可以设计24匝左右，对应的调节量0.24％。假设空载准比差为+0.16％，负载增加到150VA时，比差为-0.13％。此时控制电路动作将辅助绕组接入一次绕组，比差变为+0.11％左右。当继续提高二次负载至300VA时，比差为-0.18％左右。最终使产品在300VA的负载的情况下比差满足准确度要求。同时，空载时角差为0'，当负载增加到150VA时，角差为+7'，此时控制电路动作将补偿电抗器的辅助绕组接入，补偿电抗器的圈数增加220匝，角度减少6’，角差由+7'变为+1’，当继续增加负载到300VA角差增加到+8'左右，最终使产品在300VA的负载的情况下角差满足准确度要求。

主要计算依据为：

电容分压器可视为一个两端口网络，输入为高压端和地，输出为中压端和地端。电磁单元可视为一个电磁式电压互感器。按照电工学等效发电机原理，可以将电容式电压互感器等效变化成如下回路。

作为本发明的进一步优化方案，增加多个辅助绕组，每升高一定负载，改变一次中间变压器主绕组匝数、补偿电抗器匝数。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。