[发明专利]消除温度和其它相电场对光学电压互感器精度影响的方法

权利要求书

1.一种消除温度和其它相电场对光学电压互感器精度影响的方法，其特征在于，基于一种气体绝缘的实时自校准宽频高电压互感器，包括高压接线端子(1)、高压电极(2)、圆筒屏蔽层(3)、空心绝缘子(4)、绝缘密封板(5)、基准电压电极(6)、集成光学电场传感器(7)、绝缘套筒(8)、接地电极(9)、保偏光纤(10)、稳压变频电源(11)、SLD光源(12)、光信号接收机(13)和信号处理单元(14)；其中：

高压电极(2)和绝缘密封板(5)分别固定在所述空心绝缘子(4)的两端，完成所述空心绝缘子(4)的密封；所述圆筒屏蔽层(3)沿所述空心绝缘子(4)内壁一圈设置；

所述高压电极(2)固定在所述空心绝缘子(4)的顶端，且所述高压电极(2)连接高压接线端子(1)，以获得被测电压；

所述绝缘密封板(5)固定在所述空心绝缘子(4)的底端，在所述绝缘密封板(5)的底部固定有基准电压电极(6)，所述基准电压电极(6)连接稳压变频电源(11)；在所述基准电压电极(6)的下方设有绝缘套筒(8)，且所述绝缘套筒(8)的上端与绝缘密封板(5)的下端连接，所述绝缘套筒(8)的下端连接有接地电极(9)；所述绝缘套筒(8)内部中轴线处固定有集成光学电场传感器(7)，所述集成光学电场传感器(7)通过保偏光纤(10)分别与SLD光源(12)、光信号接收机(13)连接，所述光信号接收机(13)的输出端连接信号处理单元(14)；所述方法包括以下步骤：

步骤1，所述光学电压互感器的电场传感器在测量被测电压U₁的同时，测量另一组与被测电压频率不同的基准电压U₂，通过基准电压测量值对被测电压测量值实现自动实时校准；

步骤2，通过引入一组工频或准工频光学电压互感器测量数据，采用三相解耦的方法消除相邻相电压对本相光学电压互感器准确度的干扰。

2.根据权利要求1所述的一种消除温度和其它相电场对光学电压互感器精度影响的方法，步骤1包括以下步骤：

步骤1-1，分别测得被测电压U₁和基准电压U₂：

被测电压U₁在电场传感器处产生的竖直方向电场强度E₁与被测电压U₁存在线性关系，并表示为：E₁＝k₁U₁，式中k₁为相关系数；

基准电压U₂在电场传感器处产生的竖直方向电场强度E₂表示为：E₂＝k₂U₂，式中k₂为相关系数；

步骤1-2，电场传感器将检测到的同时含被测电压U₁与基准电压U₂的信号通过保偏光纤传送至光信号接收机，再由光信号接收机将接收到的信号发送至信号处理单元；

步骤1-3，光信号接收机发出的信号经过抗混叠滤波器后，输出至A/D转换模块，A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号并将数字信号传输至数字信号处理系统，所述数字信号处理系统将A/D转换模块输出的同时含有被测电压分量与基准电压分量的信号进行数字滤波处理，分别得到被测电压的测量值U₁′与基准电压的测量值U₂′；

步骤1-4，所述数字信号处理系统进一步将基准电压的测量值U₂′与基准电压的实际值U₂进行比较计算，得到光学电压互感器实时的刻度因数k，其中k＝U₂/U₂′，最后利用光学电压互感器实时的刻度因数k完成对被测电压的测量值U₁′的校准，得到U″₁＝kU₁，其中U″₁为消除温度对光学电压互感器测量精度影响后的输出电压。

3.根据权利要求1所述的一种消除温度和其它相电场对光学电压互感器精度影响的方法，步骤2包括以下步骤：

步骤2-1，使用A相光学电压互感器、B相光学电压互感器、C相光学电压互感器分别测得电场波形为和

其中，分别为A、B、C三相的电压向量；k_aa、k_ab、k_ac分别为A相电压、B相电压、C相电压对A相电场传感器的影响系数，k_ba、k_bb、k_bc分别为A相电压、B相电压、C相电压对B相电场传感器的影响系数，k_ca、k_cb、k_cc分别为A相电压、B相电压、C相电压对C相电场传感器的影响系数；

步骤2-2，引入一组工频或准工频光学电压互感器测量数据，首先将作为已知量，通过试验测得k_aa、k_bb、k_cc，且k_aa、k_bb、k_cc保持不变；通过k_aa计算出k_ab、k_ac，通过k_bb计算出k_ba、k_bc，通过k_cc计算出k_ca、k_cb；

步骤2-3，根据得到的影响系数，构造一个矩阵A，有以下关系式：

对所述矩阵A取逆，得到解耦矩阵B，B＝A^-1；

步骤2-4，利用解耦矩阵B，以及A、B、C相光学电压互感器测得的电场波形求解A、B、C相电压

步骤2-5，得到解耦后的三相电压信号由该三相光学电压互感器独立的电压波形，经过解耦得到三相电压的实际波形，从而消除相邻相电压对本相光学电压互感器准确度的干扰。