计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法技术

本发明专利技术公开了计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法，涉及

【技术实现步骤摘要】
计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法


[0001]本专利技术涉及一种
CVT
测量领域，更具体地说，它涉及计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法
。

技术介绍

[0002]目前，国内电容式电压互感器
(CapacitorVoltageTransformer
，
CVT)
被广泛应用在
220kV
及以上电压等级的电网，是供电压测量
、
功率测控
、
自动控制
、
继电保护并兼作电力线载波电容之用的电力设备，其冲击强度小
、
体积小
、
重量轻，能可靠阻尼铁磁谐振，具备优良的瞬变响应特性
。
[0003]由于有非线性元件
(
例如非线性电感
)
的存在，若电网中有低于工频频率的谐波存在，相关非线性元件可能饱和，造成
CVT
二次侧输出的低频电压信号无法真实反映高压侧发生的低频电压信号，无法准确反映电网真实谐波水平
。
[0004]因此，如何计算出
CVT
高压输入侧的低频电压信号是目前急需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有技术的不足之处，本专利技术提供计算电容式电压互感器
(CVT)
高压输入侧低频电压信号的方法，选定一个
CVT
输出端
(
中压变压器二次侧
)
的测量绕组作为输出绕组，在该绕组上获取一段含有低频电压成分的电压信号后，对电容式电压互感器的电路元件的元件参数以及接入的负载参数进行反演计算，从而确定了电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号，以此准确的反映电网真实电压波形
。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：本申请提供了一种计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法，方法包括：
[0007]选定电容式电压互感器中压变压器二次侧的一个输出绕组为测量绕组；
[0008]在输出绕组获取一段测量绕组记录的含有低频电压成分的电压信号以后，对构成电容式电压互感器的电路元件的元件参数，以及电容式电压互感器所接入负载的负载参数进行反演计算，得到电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号
。
[0009]在一种实施方案中，获取一段测量绕组记录的含有低频电压成分的电压信号，具体为：判断所述测量绕组是否含有低于工频的低频电压成分，若含有低于工频的低频电压成分，则过滤所述测量绕组的工频电压成分，得到测量绕组含有低频电压成分的电压信号
。
[0010]在一种实施方案中，构成电容式电压互感器的电路元件的元件参数，包括：电容单元的高压电容和中压电容
、
中间变压器一次侧中压绕组的漏抗
、
一次侧中压绕组的铜耗
、
铁芯的非线性电阻和非线性电感
、
补偿电抗器的电阻和电感
、
二次侧阻尼绕组的铜耗和漏抗
、
二次侧测量绕组的总铜耗和总漏抗
、
测量绕组与中间变压器一次侧中压绕组的第一匝数比
、
阻尼绕组与中间变压器一次侧中压绕组的第二匝数比
、
二次侧其他绕组与中间变压器一次侧中压绕组的第三匝数比，以及阻尼绕组的电阻和非线性电感；
[0011]所接入负载的负载参数是根据电容式电压互感器二次侧实际的负载情况所构建
的
RL
或
RC
并联电路得到
。
[0012]在一种实施方案中，对构成电容式电压互感器的电路元件的元件参数，以及电容式电压互感器所接入负载的负载参数进行反演计算，包括：
[0013]根据负载两端的电压计算负载的电流波形，其中，若负载中含有电感和
/
或电阻，根据贝杰龙等效转化后的负载电路，由转化后的负载两端的电压波形的第一个数据点计算至最后一个数据点得到负载电流波形，其中电流波形也为电感和电阻的电流波形；
[0014]根据电感的贝杰龙等效模型和电阻的欧姆定律，由电流波形分别计算出负载中含有的电感和
/
或电阻的电压波形，并与负载两端的电压波形相加，得到二次侧的测量绕组的电压波形；
[0015]根据第一匝数比和测量绕组的电压波形，计算出中间变压器一次侧中压绕组的励磁支路的电压波形
。
[0016]在一种实施方案中，反演计算还包括：
[0017]根据励磁支路的电压波形
、
第二匝数比和第三匝数比，分别计算出二次侧其他绕组和阻尼绕组的电压波形；
[0018]构建二次侧其他绕组和阻尼绕组的电路矩阵，将二次侧其他绕组和阻尼绕组的电压波形代入电路矩阵求解，得到二次侧其他绕组和阻尼绕组的电流波形；
[0019]根据测量绕组
、
二次侧其他绕组
、
阻尼绕组的对应的电流波形和匝数比，计算出一次侧中压绕组的电流波形分量总和；
[0020]由励磁支路的电压波形和非线性特征表达式，分别计算出励磁支路的非线性电感电流和非线性电阻电流；
[0021]求和电流波形分量总和
、
非线性电感电流和非线性电阻电流，得到一次侧中压绕组的总电流波形
。
[0022]在一种实施方案中，反演计算还包括：
[0023]根据贝杰龙等效模型和欧姆定律分别计算一次侧绕组的铜耗
、
中间变压器一次侧中压绕组的漏抗以及补偿电抗器的电阻和电感的电压波形，并与励磁支路的电压波形相加，得到电容式电压互感器中压点的电压波形；
[0024]将电容式电压互感器中压点的电压波形代入贝杰龙等效电路中，计算出中压电容的电流波形；
[0025]将中压电容的电流波形与一次侧中压绕组的总电流波形求和，得到高压电容的电流波形；
[0026]根据高压电容的电流波形代入高压电容的贝杰龙等效电路中，计算出高压电容的电压波形；
[0027]将高压电容的电压波形与电容式电压互感器中压点的电压波形求和，得到电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号
。
[0028]在一种实施方案中，对电感
、
电容以及阻尼绕组的非线性电感进行等效处理
。
[0029]在一种实施方案中，电感和电容的等效处理具体为一个电导和一个理想电流源的并联
。
[0030]在一种实施方案中，阻尼绕组的非线性电感的等效处理具体为一个增量电导和一个理想电流源的并联
。
[0031]在一种实施方案中，所述非线性特征表达式包括
I
＝
f(U)
和
I
＝
f(
Ψ
)
，其中，
I
＝
f(U)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法，其特征在于，方法包括：选定电容式电压互感器中压变压器二次侧的一个输出绕组为测量绕组；在获取一段测量绕组记录的含有低频电压成分的电压信号以后，对构成电容式电压互感器的电路元件的元件参数，以及电容式电压互感器所接入负载的负载参数进行反演计算，得到电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号
。2.
根据权利要求1所述的计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法，其特征在于，获取一段测量绕组记录的含有低频电压成分的电压信号，具体为：判断所述测量绕组是否含有低于工频的低频电压成分，若含有低于工频的低频电压成分，则过滤所述测量绕组的工频电压成分，得到测量绕组含有低频电压成分的电压信号
。3.
根据权利要求1所述的计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法，其特征在于，构成电容式电压互感器的电路元件的元件参数，包括：电容单元的高压电容和中压电容
、
中间变压器一次侧中压绕组的漏抗
、
一次侧绕组的铜耗
、
铁芯的非线性电阻和非线性电感
、
补偿电抗器的电阻和电感
、
二次侧阻尼绕组的铜耗和漏抗
、
二次侧测量绕组的总铜耗和总漏抗
、
测量绕组与中间变压器一次侧中压绕组的第一匝数比
、
阻尼绕组与中间变压器一次侧中压绕组的第二匝数比
、
二次侧其他绕组与中间变压器一次侧中压绕组的第三匝数比，以及阻尼绕组的电阻和非线性电感；所接入负载的负载参数是根据电容式电压互感器二次侧实际的负载情况所构建的
RL
或
RC
并联电路得到
。4.
根据权利要求3所述的计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信号的方法，其特征在于，对构成电容式电压互感器的电路元件的元件参数，以及电容式电压互感器所接入负载的负载参数进行反演计算，包括：根据负载两端的电压计算负载的电流波形，其中，若负载中含有电感和
/
或电阻，根据贝杰龙等效转化后的负载电路，由转化后的负载两端的电压波形的第一个数据点计算至最后一个数据点得到负载电流波形，其中电流波形也为电感和电阻的电流波形；根据电感的贝杰龙等效模型和电阻的欧姆定律，由电流波形分别计算出负载中含有的电感和
/
或电阻的电压波形，并与负载两端的电压波形相加，得到二次侧的测量绕组的电压波形；根据第一匝数比和测量绕组的电压波形，计算出中间变压器一次侧中压绕组的励磁支路的电压波形
。5.
根据权利要求4所述的计算电容式电压互感器高压输入侧低频电压信...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆舟，张榆，姜聿涵，张晨萌，谢施君，罗东辉，夏亚龙，邵千秋，张煌竟，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：