一种电压互感器宽频误差测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电压互感器宽频误差测量系统，包括标准电压互感器、待测电压互感器、误差测量装置和电源装置，标准电压互感器的一次侧和待测电压互感器的一次侧并联，标准电压互感器的二次侧和待测电压互感器的二次侧均接入误差测量装置，电源装置和标准电压互感器的一次侧相连接，电源装置和误差测量装置均与数据处理装置相连接。本实用新型专利技术便于操作，提高了测量效率，具有较高的测量精度，同时也具有较好测量稳定性。

A Broadband Error Measurement System for Voltage Transformer

【技术实现步骤摘要】
一种电压互感器宽频误差测量系统
本技术涉及电力计量
，具体涉及一种电压互感器宽频误差测量系统。
技术介绍
随着电力工业的飞速发展,大量的整流设备及高铁等非线性负荷接入电网,使电力系统的谐波、间谐波含量大幅增加。谐波会对传统电磁式互感器或CVT的传变特性产生影响从而造成误差，因此，为了能对宽频互感器的频率特性进行准确评估，需对互感器谐波误差进行测量。现有技术中，采用电工式互感器误差校验仪(HEJ型)对互感器谐波误差进行测量的方法是基于测差方法，在整体上采用电桥调零原理进行测量，测量时以参考信号为基准，经过两组电压互感器，其中一路经过RC构成的移相网络变为参考电压信号的正交分量，另外一路不做处理作为同相分量。两组信号正交合成后与差压信号经指零仪连接于同一回路中，指零仪调零后读取正交、同相分量的示值即可得到被测互感器的比差和角差。但是由于该测量方法中移相电路的电阻电容匹配参数需根据某一固定频率设定，因此该方法仅适用于工频下的误差校准，无法用于宽频误差测量。现有的可用于宽频误差校准的电子式校验仪，其测量过程繁琐，测量效率较低，且测量精度普遍低于0.05％，无法满足高准确度宽频电压比例标准的量值溯源要求。基于双通道切换技术的误差测量方法虽可以进行互感器宽频量值溯源。但是该方法操作繁琐，且测量精度主要取决于数据采集卡，采用分辨率高的数据采集卡价格非常昂贵，且测量过程中很难保证切换前后的误差一致，从而导致测量分辨率较低。综上所述，现有的电压互感器宽频误差测量系统，测量效率和测量精度较低，无法满足测量需求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种电压互感器宽频误差测量系统，便于操作、利于提高测量效率和测量精度。为了解决上述技术问题，本技术提供的技术方案如下：一种电压互感器宽频误差测量系统，包括标准电压互感器、待测电压互感器、误差测量装置和电源装置，所述标准电压互感器的一次侧和待测电压互感器的一次侧并联，标准电压互感器的二次侧和待测电压互感器的二次侧均接入所述误差测量装置，所述电源装置和标准电压互感器的一次侧相连接，所述电源装置和误差测量装置均与数据处理装置相连接。所述电源装置包括信号发生器和与所述信号发生器相连接的宽频升压器，所述宽频升压器和标准电压互感器的一次侧相连，所述信号发生器还与误差测量装置相连接。所述信号发生器通过功率放大器和宽频升压器相连接。所述误差测量装置采用锁相放大器。所述标准电压互感器的二次侧和待测电压互感器的二次侧之间连接有宽频隔离变压器。所述数据处理装置包括计算模块和控制模块，所述计算模块用于根据误差测量装置的测量结果计算待测电压互感器的宽频误差，所述控制模块用于控制电源装置进行升压和变频。所述数据处理装置上设置有多个GPIB接口，所述电源装置和一个所述GPIB接口相连接，所述误差测量装置和另一个所述GPIB接口相连接。本技术具有以下有益效果：本技术的电压互感器宽频误差测量系统，便于操作，提高了测量效率，且具有较高的测量精度，同时也具有较好的频率响应特性，测量稳定性较好。附图说明图1是本技术的电压互感器宽频误差测量系统的结构示意图；图2是本技术的电压互感器宽频误差测量方法的测试流程示意图；图3是本技术的电压互感器宽频误差测量系统的各参量的相量图；图4是本技术的电压互感器宽频误差测量系统的频率响应特性图；图5是本技术的电压互感器宽频误差测量系统的比差稳定性测试图；图6是本技术的电压互感器宽频误差测量系统的角差稳定性测试图；具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。如图1所示，TN表示标准电压互感器、TX表示待测电压互感器，表示参考电压，表示频率为n时标准互感器的二次侧电压，表示频率为n时待测电压互感器的二次侧电压。表示标准互感器的一次侧输入电压。如图1所示，本实施例公开了一种电压互感器宽频误差测量系统，包括标准电压互感器、待测电压互感器、误差测量装置和电源装置，标准电压互感器的一次侧和待测电压互感器的一次侧并联，标准电压互感器的二次侧和待测电压互感器的二次侧均接入误差测量装置，以便于通过误差测量装置测量出二次差压和电压夹角，电源装置和标准电压互感器的一次侧相连接，电源装置和误差测量装置均与数据处理装置相连接。电源装置用于向标准电压互感器的一次侧输入电压信号，误差测量装置用于对数据处理装置的测量数据进行自动计算而得到待测电压互感器的宽频误差。误差测量装置用于测量出二次差压和电压夹角，数据处理装置根据二次差压信号和电压夹角计算出待测电压互感器的比差和角差，并根据比差和角差计算出待测电压互感器的宽频误差。在其中一个实施方式中，电源装置包括信号发生器和与信号发生器相连接的宽频升压器，宽频升压器和标准电压互感器的一次侧相连，信号发生器还与数据处理装置相连接，以使得数据处理装置还可以用于控制信号发生器进行频率和电压的调整，能够实现该功能的数据处理装置可采用现有的控制装置实现。进一步地，信号发生器通过功率放大器和宽频升压器相连接。其中，数据处理装置包括计算模块和控制模块，计算模块用于根据误差测量装置的测量结果计算待测电压互感器的宽频误差，控制模块用于控制电源装置进行升压和变频，该控制功能可采用现有的控制装置实现。在其中一个实施方式中，误差测量装置采用锁相放大器，测量精度较高，能够对微弱信号进行检测，例如可采用Lock-inAmplifier-850型锁相放大器。在其中一个实施方式中，标准电压互感器的二次侧和待测电压互感器的二次侧之间连接有宽频隔离变压器，以防止误差测量装置因电流过大而烧坏。在其中一个实施方式中，数据处理装置上设置有多个GPIB(通用接口总线)接口，电源装置和一个GPIB接口相连接，误差测量装置和另一个GPIB接口相连接。上述电压互感器宽频误差测量系统，通过标准电压互感器、待测电压互感器和误差测量装置的连接，可以使得误差测量装置准确快速地测量出二次差压和电压夹角，提高了测量精度和测量效率，从而提高了后续数据处理装置最终的宽频误差的计算准确度，通过误差测量装置和数据处理装置的连接，可使得数据处理装置能够对误差测量装置的测量数据自动进行宽频误差的计算，提高了测量效率。另外数据处理装置还可以控制电源装置的升压和变频，也大大提高了多次测量速度和效率。如图1-图2所示，本实施例还公开了一种电压互感器宽频误差测量方法，包括以下步骤：1)将标准电压互感器的一次侧和待测电压互感器的一次侧并联，并将标准电压互感器的二次侧和待测电压互感器的二次侧均接入误差测量装置；2)利用电源装置向标准电压互感器的一次侧输入电压信号；也即通过电源装置同时向标准电压互感器的一次侧和待测电压传感器的一次侧输入电压信号；3)由误差测量装置计算出二次差压和电压夹角，并将计算出的二次差压和电压夹角传输给数据处理装置；误差测量装置采用锁相放大器。二次差压为标准电压互感器的二次侧电压和待测电压互感器的二次侧电压的矢量差；所述电压夹角为二次差压和标准电压互感器的二次侧电压信号的矢量夹角；所述标准电压互感器的二次侧信号的相位和标准二次信号的相位相同；其中，误差传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压互感器宽频误差测量系统，其特征是，包括标准电压互感器、待测电压互感器、误差测量装置和电源装置，所述标准电压互感器的一次侧和待测电压互感器的一次侧并联，标准电压互感器的二次侧和待测电压互感器的二次侧均接入所述误差测量装置，所述电源装置和标准电压互感器的一次侧相连接，所述电源装置和误差测量装置均与数据处理装置相连接。

【技术特征摘要】
1.一种电压互感器宽频误差测量系统，其特征是，包括标准电压互感器、待测电压互感器、误差测量装置和电源装置，所述标准电压互感器的一次侧和待测电压互感器的一次侧并联，标准电压互感器的二次侧和待测电压互感器的二次侧均接入所述误差测量装置，所述电源装置和标准电压互感器的一次侧相连接，所述电源装置和误差测量装置均与数据处理装置相连接。2.如权利要求1所述的电压互感器宽频误差测量系统，其特征是，所述电源装置包括信号发生器和与所述信号发生器相连接的宽频升压器，所述宽频升压器和标准电压互感器的一次侧相连，所述信号发生器还与误差测量装置相连接。3.如权利要求2所述的电压互感器宽频误差测量系统，其特征是，所述信号发生器通过功率放大器和宽频升压器相连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，姜春阳，杜百稳，陈松，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，中国电力科学研究院有限公司，国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11