高电压等级电压互感器的校验方法

高电压等级 电压 互感器 的校验方法
彭金 萍 ， 李福 安
（ 西安供 电局 ， 西安 ７ ０ ３ ） １０ ２ 摘 要 ： 绍 了一 种测 算 高 电压 电 压互 感器 误差 的新 方法— — 间接 测量 法 。 法 可 以“ 介 该 以低
校 高 ”只需低 电压 比例 标准 ， ， 即可测算 出高 电压 等级 电压互 感 器在 高 电压下 的误差 。 中 文
还对 测量 结果进 行不确定 度 分析 。 验 证 明该 方法 的误 差测 量扩 展不 确定 度小 。 试 测量 准确 度可 以达 到检定规 程要求 。
关键 词 ： 感器 ； 互 校正 ； 真 仿 中图分类 号 ：Ｍ４ １ Ｔ ５ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章编 号 ：０ １ １ ９ （０ ７ ０ — ０ ７ ０ １０ — ３ ０ ２ ０ 】７ ０ ４ — ３
Ｃａｉ ｒ ｔｏ ｅｈ ｄ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔｔ ｅ ｄ ｌ ａ ｉ ｎ ｍ ｔ ｏ ｎ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｒ ｎ ｂ ０ ｉ ｈ ｖ ｌａ ｅ ｔａ ｓｏ ｍ ｅ ｆｌ ｇ ｏｔ ｇ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ｌ
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０ 前
言
验法 。 其原 理可 以用 图 １ 压互 感器 Ｔ型等 效 电路来 电 说明 。 结 合 图 １ 在 电压 下 ， ， 电压 互 感器 的空 载误 差
为：
８一
传 统 的 高压 电压互 感 器 现场 试 验所 需 设 备 有互 感器校 验 仪 、 准 电压互 感器 、 标 升压 器 、 载箱 等 。所 负 用 仪 器 种类 繁 多 ， 准 电压互 感 器 、 压 器 等 这 些设 标 升
备 体积 庞大笨 重 ， 不便 于携带 ， 有高压 危 险 。 并
为 解 决 上述 高 电压 等级 电压互 感 器 现 场检 验 困 难 的 问题 ， 考 文献 ［］ 出 了一种 “ 参 １提 以低校 高 ” 的校 验 式中
等＝ ｚ ， Ｙ
Ｉ— １
ｚ 为 一 次 回路 和 漏 电抗 值 ，可 以看 作 常 数 ； ｌ
方法 ，并从 ２０ 年起开始在电压互感器的现场误差 ０３
检验 工作 中开 展 了这 种 “ 以低 校高 ” 的试 验研究 昀 。
１ 以低校 高理 论依 据
１１ 理 论 依 据 ．
根 据 低 电压 参 考 点 的误 差 以及 一 次 励 磁 电流 的
变化 曲线 来计 算 高 电压互 感器 误 差 的 “ 以低 校 高 ” 校
图 １ 电压 互感 器 Ｔ 型等 效 电路
Ｙ ｌ一 ｍ ￣ －
为 一 次 回路 导 纳 ， 是一个 非线 性元 件 ， 与外
用 图 ３测 量空 载误差 和负 载误 差 。
仪 器 内部 标 准 电压 互感 器 与被 测 电压互 感 器 接
调
加 电压 有关 。 然后 在 电压 下 ，测 量得 到 电压互 感器 的 空载
误差 为 ：
８ ＝－ ２ Ｚ１
成测 差 线 路 。仪 器 内部 升 压 装 置 升 电压 至 ２５ 和 ７Ｖ ５０ 互感 器 校验仪 测量 被测 互感 器 的空载误 差 和负 ５Ｖ。
载误差 。
１ 激 磁 导 纳 的 测 量 ． ３
通过 两次测 量结 果得 到 ８－ Ｚ（￣－ ）于 是 ２８ 一 ｌ ａＹ ， Ｙ
可求得 ：
一
用图 ４测量 激励导 纳 。
ＰＴ ｘ
毒
（ １ ）
如果 再测 量 电压下 互感 器 的一 次 回路 导纳 值 ｙ 有关 系式： 帕，
８ ２一 １ ，一 Ｊ） ｒ８＝ ｚ（ ， ｙ， ｙｌ Ｉ ３ ２ 选择 为参考 点 ， 合式 （ ） 到 ： 结 １得 ８ ２ｚ（，一 Ｊ） ８一 １ ， ｙＩ ｙｌ ， ３ ２
㈤
这样 。 使用 图 ２线路 测 量 出被试 电压 互感 器 一次
回路 在 电压 、 ｂ 下 的导纳 ｙ ｙ，、 ， ； 电压 Ｕ、 、 Ｊ Ｙ， 用 Ｉ ｌ ２ ３
图 ４ 激 磁 导纳测 量线路 图
仪器 内部 升压 器 从 被试 电压 互 感 器 二次 绕 组加
互感 器检 定线 路测 量 出被试 电压 互感 器在 电压 、
电压 。 用 电 流互 感 器 测 试激 磁 电流 ， 量 出被 测互 使 测
感 器在 不 同电压下 的激磁 导纳 。
１ 误差 的计算 ． ４
下 的误 差 ８、 用 式 （ ） 能计算 出它在 电压 下 的 ８， ２就
误差 。
１ 空载 与 负载误 差 的测量 ． ２
将 图 ３与 图 ４的测量 结 果进 行计 算 ， 以得 到 互 可 感器在 任意 工作 电压下 的空载 误差及 负载误差 。 要 需
注意 的是 ： 二次绕 组测 量 的 激磁导 纳 与从一 次绕 组 从 测量 的激 磁导纳 数据 是 不 同的 ， 但两 者 的线性 变化 是
相 同的 ， 故可 以相 互进行 折算 。
２ “ 以低校 高” 验方 法的 误差计算 校 电压互感 器 的误差 为 ： ８ｆ ｊ ＝＋ｄ 它 由同相分 量 比差 和正 交 分量 角差 组成 ， 括三 包 部分 ：
图 ２ 电压互感 器一 次回路 导纳测 量
谓压器 升压器 Ｐ Ｘ
（ ） 磁 电流 流过一 次绕组 在一 次绕组 内阻 尺 １激
及一 次漏磁 产 生压 降所 引起 的误差 ， 表达 式为 ： 其
８＝ ｏ一
Ｕｌ
＋ｘ ）一Ｇ ＋６） ｉ ＝ （。ｊ。
）
（） ３
可见 激 磁误 差 是 激磁 电流 ｊ 与激磁 导 纳 （ 。 。 ｝ 。 Ｇ＋
ｊｏ 函数 ， ｂ的 ） 是非 线性 的 。
（） ２ 电压 互感 器 的 固有误 差 ， 由一次 、 次绕 它 二
组 漏 电 容 电流 压 降所 引 起 的误 差 ，是 分 布 电容 的 函 数 。 本是 线性 的。一 台互感 器一 旦 制成 ， 基 其调 整误差
是 固定 的 ，所 以某 一 电压 互感 器 的 固有误差 ８ 表
图 ３ 电压互 感 器测 差线路 图
达式 为 ：
８＝ 。８ Ａ８ 血 ＝＋ （） ４
一次 绕组 的 内阻 。 及漏 抗 。 ， 过下 式换算 ： 可通
（） ３ 电压互 感器 的二次 负荷误 差占 ， Ｂ它是 二次 负荷
的 函数 ， 其表 达式 为 ：
Ｒ－ ｘＡ０９ ｂ ｌ Ｇ．６／ ＝ Ａ ＋ ｘ 一 击 ｆ △２ Ａ Ｇ １Ａ ０ Ｘ 击 ．ＡＯ９ＡＧ １ 一 ｂ．１ｆ一 ＝ Ａ ＋ ｘ － ｆ△２２ Ｇ△ Ａ Ｏ６ ＋
下 的误差 ， 可求 出 。＋ ） 。 便 、
（ １ ５ ） （） １ ６
二一 。 － ｊ ［ ） － 帜 ＋
ｕＢ一 ．
ｌ
） 】
在 测 试 中 只要 再 测 出低 电压 端 （５ Ｖ） ５ ０ 两种 负荷
）的值 。如空 载
＝ 一
（＋ｂ［ － ）ｊ Ｃｊ （ ＋ ） 根 。
） 】
（） ５
下 比差 为厂空， 角差 为 ８空， 在负荷 下 比差 为厂负， 角差 为
综上 所述 ， 电压互感 器 的误 差 ：
８ ８ｏ ＋８Ａ ＋８１ ３
８负设 所 加 负载 为 常数 ， Ｇ ｌ Ｓ ｂ ０ 且令 厂负ｆ空 ， 如 ＝ ｍ ，＝ ， － ＝
； 一 ＝ Ｓ， ０ ８负 ８空 Ａ ２贝 ：
－
将 式 （ ） （ ） （ ）代入得 ： ３ 、４ 、５
根 ） 一
）一 ８ ＝ 丽Ａ ２
负 空击 －） ｆ
（） １ ７
（８ １）
８ 一Ｇ＋６（ｌｊ ）（ ＝ （ｏｊ０尺＋ ＋『 ） １
一
。
（＋６［ － ）ｊ Ｇｊ （ ＋ ） 根 。 ｔ －ＣＲ ）６ 。 ｆ ［（ 。 ｏ 帜 一
） 】 ） ｌＯ】％） ］Ｏ （ ｘ
（） ６ （） ７
综 上所 述 ， 只要 能 准确 地测 量 出小 电压 下 电压互 感 器 的 比差 、 差 、 角 激磁 导纳 ， 以低校 高 ” 论从 理论 “ 不 上 和实 际上 都是 可 行 的 。 键是要 有 一个 能测 小 百分 关
将 式 （） ６ 展开 ， 提取其 实部 为 比差
其 中 ｆ＝ ｆ （￣ｌｂＸ）ｌ０ ｏａ－ｃ － ｏ１ ０ 。 ｘ
将式 （ ） 开 ， ６展 提取 其 虚部为 角差 ８ ：
比误 差 。 百分 比激 磁导 纳 的校验 仪 和小 电压 下 多变 大
比、 性 好 、 线 小低 电压标准 电压互 感器 。
３ 结 论
８ ｛ｏ３３ｘｂ Ｒ）Ｇ ＝８－４８ ［ ＋ ＋ 。 。
其中 ８＝ Ｓ ３ ３ｘｂＲ＋ ｏ１ ０Ａ 一４ ８ （ ｌＧＸ） ｏ 。
）】 ） 】（
（） ８
通 过 对 电磁式 电压 互感 器 误 差 数学 模 型 的分 析 研 究 ， 明在 二 次侧 励 磁 的情 况 下 ， 磁 电流 的变 化 表 励 实 际上反 映 了一 次励 磁阻 抗的变化 。因此可 以用低压 侧施 加励 磁 电压并 通 过分 流器 测取励 磁 电流 。 互感 用 器校 验 仪 直 接 读取 电压 误差 的方法 进 行 误 差 仿 真测 量 。测 得数据 通 过 与一次 绕组 电阻 和漏 电抗 的 比较 ， 结合 参考 点被 测互 感 器误 差 的检定 值 ， 以计 算得 到 可 被 测互 感 器 在 各个 电压 点 的误 差 和测 量 结 果 的不 确 定度 。低 压励 磁 方法在 应 用 中进 一 步完 善 以后 ， 以 可 作 为 实用 的测量 技术 推广使用 。