一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置。通过分析待测电压互感器的输出信号相频特性曲线，得到低频分量是影响待测电压互感器的延时时间的主要因素，添加低通滤波器过滤低频分量。计算添加了低通滤波器的电压互感器的传递函数，采用阶跃激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行延时时间测试，分别采集待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃激励源的反馈时差，对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。得到待测电压互感器的延时时间。得到待测电压互感器的延时时间。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置


[0001]本申请涉及直流电压互感器
，尤其涉及一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置。

技术介绍

[0002]在直流输电系统换流站中，直流电压互感器将一次电压量传递到测控设备、保护设备和计量设备等电力系统二次设备中。直流电压互感器测量性能越好，直流控保系统的可靠性越强。直流电压互感器测量性能下降，则容易导致直流闭锁等安全事故发生。因此经常需要对直流电压互感器进行性能检测。
[0003]生产中使用研制了一种阶跃响应试验装置对直流电压互感器进行测试，使用阶跃信号激励直流电压互感器，采集直流电压互感器的输出信号，对输出信号的波形进行暂态特性分析，判断直流电压互感器的测试性能。但这种阶跃响应试验装置在对阻容分压型的直流电压互感器进行测试时，由于阻容分压型的直流电压互感器一次低压分压臂的额定输出为几十伏，因此需要二次分压和驱动，形成多个可以同时被采集的远端模块，需要分别采集多个远端模块的输出信号并判断各个远端模块的性能。
[0004]分别采集多个远端模块的输出信号可以判断各个远端模块的性能，但忽略了各远端模块的一致性，若各远端模块的延迟时间不一致，直流电压互感器会产生不正确的保护动作，威胁直流输电系统安全。因此需要通过对各远端模块的延迟时间进行测试，判断各远端模块的一致性。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种直流电压互感器的延时时间测试方法及装置，以解决直流电压互感器因其各远端模块的延迟时间不一致产生不正确的保护动作的问题。
>[0006]本申请提供了一种直流电压互感器的延时时间测试方法，其步骤包括：
[0007]根据电压互感器的电路结构特征建立电压互感器的等效电路。
[0008]所述电路结构特征具体表现为电压互感器的电路中电阻、电容等元器件的连接关系，各元器件之间均存在串联或者并联的连接方式，根据所述连接方式将电压互感器的电路简化，得到电压互感器的等效电路，便于计算电压互感器的传递函数、输出信号等必要参数。
[0009]设置所述等效电路中的电阻的电阻值和电容的电容值。根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数。
[0010]根据电压互感器生产工作中的工作特性为电压互感器的等效电路中的电阻和电容赋值，计算所述电压互感器的第一传递函数为了得到转折频率和截止频率。
[0011]由所述电压互感器的第一传递函数计算转折频率和截止频率，绘制电压互感器的相频特性响应曲线。
[0012]所述相频特性响应曲线反映所述电压互感器输出信号中的相关指标的相位在频
域上的情况。
[0013]改变所述第一传递函数中的参数，对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素。
[0014]通过对比相频特性响应曲线上输出信号相位的变化，再结合延时时间的变化，得出影响延时时间的因素。
[0015]根据影响延时时间数值的因素，为电压互感器的远端模块添加低通滤波器。
[0016]选择低通滤波器是为了过滤低频分量，减小因低频分量的变化对延时时间造成的影响。
[0017]采集低通滤波器的输出电压和输入电压，计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数。
[0018]低通滤波器的滤波传递函数为低通滤波器的输出电压和输入电压的比值，所述电压互感器的第二传递函数为第一传递函数与所述滤波传递函数做乘法运算得到。
[0019]设置阶跃信号激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，计算所述第二传递函数在阶跃信号激励条件下产生的阶跃响应。
[0020]阶跃信号在激励待测电压互感器时，相当对代表所述阶跃信号的函数与所述第二传递函数之间产生运算，得到一个响应函数，即待测电压互感器的阶跃响应。
[0021]根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差。
[0022]所述反馈时差即待测电压互感器和标准电压互感器的输出响应到达延时时间测试阈值的时间。
[0023]对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。
[0024]可选的，所述根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数的步骤包括：
[0025]设置所述等效电路中的电阻值和电容值，计算电阻值对应的电阻阻抗和电容值对应的电容容抗。
[0026]可选的，根据并联电路中等效阻抗计算公式，将所述电阻阻抗和电容容抗代入并联等效阻抗计算公式，得到电压互感器等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗。所述等效阻抗计算公式为：
[0027]Z＝R/(1+jRωC)；
[0028]其中，Z为等效阻抗；R为电阻值；ω为角频率；C为电容值。
[0029]可选的，对等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗做加法运算，得到电压互感器整体的等效阻抗。
[0030]得到所述高压臂的等效阻抗、所述低压臂的等效阻抗和所述电压互感器的等效阻抗便于描述等效电路中输出电压和输入电压，为计算电压互感器的第一传递函数提供参数。
[0031]根据电压互感器输出电压值、输入电压值、高压臂的等效阻抗、低压臂的等效阻抗和电压互感器整体的等效阻抗建立等式，分别对等式两端进行拉氏变换，整理得到电压互感器的第一传递函数。
[0032]所述电压互感器的第一传递函数等于所述电压互感器的输出信号与输入信号的
比值，利用经过同一条电路支路或主路的电流相等或电路中总电压等于各部分电压的总和等电路基本原理建立等式。
[0033]可选的，通过对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素的步骤包括：
[0034]根据第一传递函数计算得到转折频率、截止频率，绘制相频特性响应曲线。
[0035]所述转折频率在相频特性响应曲线上表现为所述曲线斜率的变化，所述截止频率为曲线与坐标横轴的交点，因此所述转折频率和所述截止频率均为绘制所述相频特性响应曲线的必要指标。
[0036]计算高压乘积，所述高压乘积为高压臂的电阻值和电容值的乘积；计算第一低压乘积，所述第一低压乘积为低压臂的电阻值和电容值的乘积；比较高压乘积和第一低压乘积的大小，记录第一相频特性响应曲线。
[0037]因高频分量的改变对电压互感器输出信号的相位影响不大，所以保持高压臂参数不变即可。所述第一相频特性响应曲线作为基准参考曲线，因此在设置所述电阻值和电容值的时候可以考虑在符合生产工作的前提下，使高压乘积与低压乘积数值相等。
[0038]改变低压臂的电阻值得到第二低压乘积，保持高压臂的电阻值和电容值不变，比较高压乘积和第二低压乘积，记录第二相频特性响应曲线。
[0039]通过改变低压臂的电阻值，改变高压乘积和低压乘积的比值，得到新的相频特性响应曲线，改变若干次低压臂的电阻值得到若干个相频特性响应曲线，通过对相频特性响应曲线的对比，结合所述电阻值的改变规律，得到影响延时时间的因素。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，包括：根据电压互感器的电路结构特征建立电压互感器的等效电路；设置所述等效电路中的电阻的电阻值和电容的电容值；根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数；由所述电压互感器的第一传递函数计算转折频率和截止频率，绘制电压互感器的相频特性响应曲线；改变所述第一传递函数中的参数，对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素；根据影响延时时间数值的因素，为电压互感器的远端模块添加低通滤波器；采集低通滤波器的输出电压和输入电压，计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数；设置阶跃信号激励源对待测电压互感器和标准电压互感器进行激励，计算所述第二传递函数在阶跃信号激励条件下产生的阶跃响应；根据所述阶跃响应，得到待测电压互感器和标准电压互感器对阶跃信号的反馈时差；对待测电压互感器的反馈时差和标准电压互感器的反馈时差做减法运算，得到待测电压互感器的延时时间。2.根据权利要求1所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，所述根据电阻值和电容值计算电压互感器的第一传递函数的步骤包括：设置所述等效电路中的电阻值和电容值，计算电阻值对应的电阻阻抗和电容值对应的电容容抗；根据并联电路中等效阻抗计算公式，将所述电阻阻抗和电容容抗代入并联等效阻抗计算公式，得到电压互感器等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗，所述等效阻抗计算公式为：Z＝R/(1+jRωC)；其中，Z为等效阻抗；R为电阻值；ω为角频率；C为电容值；对等效电路中高压臂的等效阻抗和低压臂的等效阻抗做加法运算，得到电压互感器整体的等效阻抗；根据电压互感器输出电压值、输入电压值、高压臂的等效阻抗、低压臂的等效阻抗和电压互感器整体的等效阻抗建立等式，分别对等式两端进行拉氏变换，整理得到电压互感器的第一传递函数。3.根据权利要求1所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，通过对比相频特性响应曲线的变化，得到影响延时时间数值的因素的步骤包括：根据第一传递函数计算得到转折频率、截止频率，绘制相频特性响应曲线；计算高压乘积，所述高压乘积为高压臂的电阻值和电容值的乘积；计算第一低压乘积，所述第一低压乘积为低压臂的电阻值和电容值的乘积；比较高压乘积和第一低压乘积的大小，记录第一相频特性响应曲线；改变低压臂的电阻值得到第二低压乘积，保持高压臂的电阻值和电容值不变，比较高压乘积和第二低压乘积，记录第二相频特性响应曲线；比较第一相频特性响应曲线和第二相频特性响应曲线，得到影响延时时间数值的因
素。4.根据权利要求1所述的直流电压互感器的延时时间测试方法，其特征在于，计算低通滤波器的滤波传递函数和电压互感器的第二传递函数的步骤包括：采集低通滤波器的输入信号和输出信号；对低通滤波器的输出信号和...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱梦梦，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：