一种等电位屏蔽电容式电压互感器的等效电路模型制造技术

本发明专利技术提供了一种等电位屏蔽电容式电压互感器的等效电路模型，包括：将所述等电位屏蔽电容式电压互感器的电容分压器用构成该分压器的各电容器单元的法兰来表示；所述等电位屏蔽电容式电压互感器周围的带电体用各带电体顶部均压环表示；将变电站进线段同一相电路中的所有带电体均压环看作同一导体；确定所述等效电路模型中的带电体总数并依次编号，并将其中的法兰和与其等电位的均压环作为一个整体编号。本发明专利技术为进一步精确分析杂散参数影响下电容式电压互感器的附加误差打下基础；本发明专利技术将变电站现场工况下繁杂的杂散参数网络合理简化，增强了杂散参数提取的可操作性，提高了杂散参数提取的效率，同时保证计算的高精度。

An equivalent circuit model of equipotential shielding capacitor voltage transformer

The present invention provides equivalent circuit model, an equipotential shielded capacitive voltage transformer includes: the capacitance equipotential shielded capacitive voltage transformer voltage divider with a flange of each capacitor unit of the divider to the charged body; equipotential shielding capacitance voltage transformer for each of the charged body top equalizing ring; the substation in all segments of the same charged body phase circuit of the equalizing ring as a conductor; determine the total number of charged the equivalent circuit model and the serial numbers of the flange and the potential and the equalizing ring as a whole number. The present invention for the further accurate analysis of additional error parameters under the influence of the stray capacitance voltage transformer foundation; the invention will reasonably simplify the complicated substation network stray parameter conditions, enhance the operability of the extraction of stray parameters, improve the stray parameters extraction efficiency, and ensure the accuracy of calculation.

【技术实现步骤摘要】
一种等电位屏蔽电容式电压互感器的等效电路模型
本专利技术涉及一种电力系统互感器装置，具体讲涉及一种等电位屏蔽电容式电压互感器。
技术介绍
电容式电压互感器(等电位屏蔽电容式电压互感器)由于具有绝缘强度高、能够降低雷电冲击波头陡度、不会与系统发生铁磁谐振、造价低且能兼作耦合电容器用于电力线载波通信等优点，在电力系统领域内应用广泛，电压范围已覆盖35kV～1000kV，在110kV及以上高电压等级市场占有率达到90％以上。随着电力市场交易的发展，对电能的计量要求越来越高，研制高精度的电容式电压互感器已成必然。影响等电位屏蔽电容式电压互感器准确度的因素有很多，包括电磁单元误差、电容分压器误差以及频率、温度、邻近效应引起的附加误差。其中，邻近效应带来的附加误差是由于周围接地体或带电体与等电位屏蔽电容式电压互感器之间存在杂散电容，导致电容分压器的实际分压比与理想分压比偏离，从而使准确度降低。且随着电压等级的增高，杂散电容引起的附加误差增大，有文献指出，1000kV等电位屏蔽电容式电压互感器实际运行时，邻近效应带来的附加误差达0.3％左右，对等电位屏蔽电容式电压互感器准确度的影响不容忽略。因此分析杂散电容对等电位屏蔽电容式电压互感器准确度的影响对研制高精度等电位屏蔽电容式电压互感器有重要意义。然而，现有的对杂散电容引起的附加误差仅有一些试验方法或近似的理论计算，尚未有系统的方法进行研究。本专利技术以等电位屏蔽电容式电压互感器在变电站环境中产生的杂散电容为研究对象，提出了一种等电位屏蔽电容式电压互感器等效电路模型，该等效电路模型可方便用于计算等电位屏蔽电容式电压互感器在变电站现场环境中的杂散电容，是进一步计算等电位屏蔽电容式电压互感器实际分压比，得出杂散电容对等电位屏蔽电容式电压互感器产生的附加误差的前提条件，进而为等电位屏蔽电容式电压互感器电气参数的设计与优化提供指导。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种等电位屏蔽电容式电压互感器的等效电路模型，该等效电路模型可方便用于计算等电位屏蔽电容式电压互感器在变电站现场环境中的杂散电容，是进一步计算等电位屏蔽电容式电压互感器实际分压比，得出杂散电容对等电位屏蔽电容式电压互感器产生的附加误差的前提条件，进而为等电位屏蔽电容式电压互感器电气参数的设计提供指导，辅助更高精度、更高电压等级等电位屏蔽电容式电压互感器的研究设计。一种等电位屏蔽电容式电压互感器的等效电路模型，其特征在于，包括：将所述等电位屏蔽电容式电压互感器的电容分压器用构成该分压器的各电容器单元的法兰来表示；所述等电位屏蔽电容式电压互感器周围的带电体用各带电体顶部均压环表示；将变电站进线段同一相电路中的所有带电体均压环看作同一导体；确定所述等效电路模型中的带电体总数并依次编号，并将其中的法兰和与其等电位的均压环作为一个整体编号。其中，所述电压互感器包括两端设有支撑法兰相互连接的等电位屏蔽电容器单元。其中，所述等电位屏蔽电容器单元包括设置在所述支撑法兰间的、由内到外依次同轴设置的主电容器、内绝缘材料、屏蔽电容器、环形电极和绝缘套筒。其中，其特征在于，将所述等电位屏蔽电容式电压互感器简化为三相等效模型。其中，其特征在于，所述等效电路模型包括将单相等电位屏蔽电容式电压互感器等效为7个电极。其中，其特征在于，所述的等效电路模型用于1000kV特高压等电位屏蔽电容式电压互感器以及所有电压等级、所有形式的电容式电压互感器。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提出了一种用于计算杂散参数影响下等电位屏蔽电容式电压互感器附加误差的等效模型。为定量计算等电位屏蔽电容式电压互感器杂散参数提供了一条有效途径，并为进一步精确分析杂散参数影响下电容式电压互感器的附加误差打下基础。2、该等效模型简单明了，将变电站现场工况下繁杂的杂散参数网络合理简化，回避了繁琐的杂散参数计算过程，增强了杂散参数提取的可操作性，提高了杂散参数提取的效率，同时保证计算的高精度。附图说明图1为等电位屏蔽电容式电压互感器导体标号示意图；图2为等电位屏蔽电容式电压互感器的电容器单元剖面示意图；图3为晋东南1000kV特高压变电站进线段电气设备布置方案示意图；图4为晋东南1000kV特高压变电站进线段三相等效模型示意图；图5为等电位屏蔽电容式电压互感器电路模型示意图；其中，1-复合绝缘套筒法兰；2-主电容器；3-绝缘材料；4-复合绝缘套筒；5-屏蔽电容器；6-GIS套管均压环；7-接地开关均压环；8-等电位屏蔽电容式电压互感器均压环；9-支柱绝缘子均压环；10-避雷器均压环。具体实施方式下面结合图1-5对建立等电位屏蔽等电位屏蔽电容式电压互感器等效模型的方法进行详细说明：步骤1：根据晋东南1000kV特高压交流变电站电气设备实际布局建立变电站进线段三相等效模型，包括GIS套管、接地开关、等电位屏蔽电容式电压互感器、支柱绝缘子和避雷器的均压环模型。以各均压环的带电状态反映邻相电气设备的带电状态，以各均压环与等电位屏蔽电容式电压互感器间的电容代表各电气设备与等电位屏蔽电容式电压互感器间的杂散电容，并以此计算其与等电位屏蔽电容式电压互感器之间产生的杂散电容。步骤2：根据步骤1所述已建立的变电站三相等效模型，建立等电位屏蔽电容式电压互感器在杂散电容影响下的等效电路模型。将三相等电位屏蔽电容式电压互感器的法兰按顺序编号，并令大地为电极0，每相等电位屏蔽电容式电压互感器模型可简化为7个电极，共有21个电极。以V项的等电位屏蔽电容式电压互感器模型为例，电极2代表V相等电位屏蔽电容式电压互感器顶部法兰及变电站进线段V相所有带电体的均压环；黑色电极19、20、21代表主电容器间的法兰；白色电极10、11、12代表屏蔽电容器间的法兰，主电容器与屏蔽电容器间没有电气连接。则V相等电位屏蔽电容式电压互感器模型的杂散电容可以通过这7个节点来表达。电路模型示意图见图5，根据上述模型，利用提取到的杂散电容参数和电容分压器本身的电容参数，可以得到各节点电位与电容之间的关系式如式(2-1)。其中：为大地电位，分别为U、V、W三相相电压，q4～q21的电荷值为0；Ci,0为各电极的对地电容；Ci,j为电极之间的杂散电容。将分布电容矩阵[C]转换为感应系数矩阵[β]，最终得到的考虑杂散电容后的等电位屏蔽电容式电压互感器电路方程如式(2-2)。只要得到等电位屏蔽电容式电压互感器的部分电容矩阵[C]或者感应系数矩阵[β]，就可以进一步推倒求得杂散电容给等电位屏蔽电容式电压互感器带来的测量误差。最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本专利技术进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本专利技术精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等电位屏蔽电容式电压互感器的等效电路模型，其特征在于，包括：将所述等电位屏蔽电容式电压互感器的电容分压器用构成该分压器的各电容器单元的法兰来表示；所述等电位屏蔽电容式电压互感器周围的带电体用各带电体顶部均压环表示；将变电站进线段同一相电路中的所有带电体均压环看作同一导体；确定所述等效电路模型中的带电体总数并依次编号，并将其中的法兰和与其等电位的均压环作为一个整体编号。

【技术特征摘要】
1.一种等电位屏蔽电容式电压互感器的等效电路模型，其特征在于，包括：将所述等电位屏蔽电容式电压互感器的电容分压器用构成该分压器的各电容器单元的法兰来表示；所述等电位屏蔽电容式电压互感器周围的带电体用各带电体顶部均压环表示；将变电站进线段同一相电路中的所有带电体均压环看作同一导体；确定所述等效电路模型中的带电体总数并依次编号，并将其中的法兰和与其等电位的均压环作为一个整体编号。2.如权利要求1所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于，所述电压互感器包括两端设有支撑法兰相互连接的等电位屏蔽电容器单元。3.如权利要求2所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于，所述等电位屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：董巍，刘杰，纪锋，张娟娟，查鲲鹏，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院，中电普瑞电力工程有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11