计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统。该方法，包括：计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻R

【技术实现步骤摘要】
计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统


[0001]本专利技术涉及高电压绝缘设备
，并且更具体地，涉及一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统。

技术介绍

[0002]对电能质量进行准确的监测是全面了解和掌控电网电能质量各指标，开展电压、谐波等超标指标的治理，量化设备对电能质量影响的耐受程度的基础。目前，大多数国家地区多通过电磁式互感器进行电能质量测量。这一做法对于低压和中压系统是可行的，但对于高压和超高压系统，由于大多使用电容式电压互感器(Capacitor voltage transformer，CVT)且CVT是基于工频条件来设计的，因此当采用其进行电网中谐波、暂态等非工频信号测量时，往往会产生较大误差。因此，基于CVT在谐波频段内仍为线性电路这一前提，有必要对CVT的谐波测量电压进行校正，提高其测量准确度以满足电能质量监测系统对数据来源的准确度要求。
[0003]目前，普遍的做法是通过离线分析并结合实测来获得CVT的频响特性曲线，进而计算出各次谐波下的谐波电压修正系数，在现场测试时采用该修正系数对CVT二次电压进行校正。CVT的宽频传递特性测试方法主要有扫频法、脉冲测量法、散射参数法和高压谐波法。由于设备条件的限制，前三种方法对CVT施加的都是低电压、弱信号，虽然测量频带宽，但测试结果易受外界干扰，波动较大，不能真实反映高电压下CVT的宽频传递特性。高压谐波法通过高压谐波源对CVT的一次侧施加一系列谐波，通过测量一次侧和二次侧电压，得到CVT的宽频传递特性。这种方法尽管能准确的测试CVT的宽频传递特性，但对谐波源的容量要求极大：对于高压产品，施加高频率、高幅值的一次电源，即使是单一频率的谐波源，实现起来也是极其困难的。并且随着产品电压等级的提高，谐波源的研制难度和费用将更巨大。而且不同厂家、不同型号CVT的频率特性曲线可能各不相同或者存在差异，必需逐一进行测试，致使测量工作量巨大且不经济。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术，提供了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法及系统，以解决现有的CVT谐波电压校正技术还存在一定不足的问题。
[0005]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法，包括：
[0006]计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻R
C
、等效容抗X
C
‑
h
和等效阻抗值Z
C
‑
h
；
[0007]测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值Z
C
‑
h
，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1‑
h
；
[0008]测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2‑
h
；
[0009]根据所述电容修正系数K1‑
h
和所述电磁修正系数K2‑
h
，计算各次谐波频率下二次绕
组测量电压修正系数K
h
；
[0010]傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U
2H
，并根据所述电压修正系数K
h
对所述谐波分量U
2H
进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U
2Hd
。
[0011]可选地，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻R
C
、等效容抗X
C
‑
h
和等效阻抗值Z
C
‑
h
，包括:
[0012]根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻R
C
：
[0013][0014]根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效容抗X
C
‑
h
：
[0015][0016]根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效阻抗值Z
C
‑
h
：
[0017]Z
C
‑
h
＝R
C
‑
jX
C
‑
h
[0018]式中，h为谐波次数；ω
h
＝2πhf
N
为h次谐波角频率，f
N
为工频频率，角频率ω
N
；C
N
为分压器的额定电容；K
CN
为分压器的额定分压比；tanδ
C
为分压器损耗角正切值。
[0019]可选地，测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值Z
C
‑
h
，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1‑
h
，包括：
[0020]根据以下公式，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1‑
h
：
[0021][0022]式中，Z
T
‑
h
为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗测量值。
[0023]可选地，测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2‑
h
，包括：
[0024]根据以下公式，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2‑
h
：
[0025][0026]式中，K
MN
为中间变压器的额定电压比；H
T
(jω
h
)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。
[0027]可选地，根据所述电容修正系数K1‑
h
和所述电磁修正系数K2‑
h
，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数K
h
，包括；
[0028]根据以下公式，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数K
h
，K
h
＝K1‑
h
K2‑
h
。
[0029]可选地，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U
2H
，并根据所述电压修正系数K
h
对所述谐波分量U
2H
进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U
2Hd
，包括：
[0030]根据以下公式，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U
2H
：
[0031][0032]根据所述电压修正系数K
h
对所述谐波分量U
2H
进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U
2Hd
：
[0033][0034]式中，U2‑
h
和θ2‑
h
分别为信号U2第h次谐波分量的有效值和相位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算修正后的二次绕组输出谐波电压信号的方法，其特征在于，包括：计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻R
C
、等效容抗X
C
‑
h
和等效阻抗值Z
C
‑
h
；测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值Z
C
‑
h
，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1‑
h
；测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2‑
h
；根据所述电容修正系数K1‑
h
和所述电磁修正系数K2‑
h
，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数K
h
；傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U
2H
，并根据所述电压修正系数K
h
对所述谐波分量U
2H
进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U
2Hd
。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻R
C
、等效容抗X
C
‑
h
和等效阻抗值Z
C
‑
h
，包括:根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效电阻R
C
：根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效容抗X
C
‑
h
：根据以下公式，计算各次谐波下高压电容C1和中压电容C2并联的等效阻抗值Z
C
‑
h
：Z
C
‑
h
＝R
C
‑
jX
C
‑
h
式中，h为谐波次数；ω
h
＝2πhf
N
为h次谐波角频率，f
N
为工频频率，角频率ω
N
；C
N
为分压器的额定电容；K
CN
为分压器的额定分压比；tanδ
C
为分压器损耗角正切值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量电磁单元输入阻抗，结合所述等效阻抗值Z
C
‑
h
，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1‑
h
，包括：根据以下公式，计算各次谐波频率下的电容修正系数K1‑
h
：式中，Z
T
‑
h
为第h次谐波下电磁单元的输入阻抗值测量值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量电磁单元的频响特性，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2‑
h
，包括：根据以下公式，计算各次谐波频率下的电磁修正系数K2‑
h
：式中，K
MN
为中间变压器的额定电压比；H
T
(jω
h
)为第h次谐波下电磁单元的频响测量值。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据所述电容修正系数K1‑
h
和所述电磁修正系数K2‑
h
，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数K
h
，包括；根据以下公式，计算各次谐波频率下二次绕组测量电压修正系数K
h
，
K
h
＝K1‑
h
K2‑
h
。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U
2H
，并根据所述电压修正系数K
h
对所述谐波分量U
2H
进行修正，确定修正后的二次绕组输出谐波电压信号U
2Hd
，包括：根据以下公式，傅立叶分解二次绕组两端输出电压信号U2，得到谐波分量U
2H
：根据所述电压修正系数K
h
对所述谐波分量U
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，冯宇，杜砚，陈晓明，徐思恩，邱进，毛安澜，刘坤雄，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网陕西省电力公司国网陕西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：