[发明专利]一种基于电压互感器的附加误差分析方法及系统

说明书

本发明提供的一种基于电压互感器的附加误差分析方法及系统，采用场分析方法，对预先建立的电容网络矩阵中的杂散电容参数进行提取；根据杂散电容参数列写电容网络矩阵，并根据列写后的电容网络矩阵，计算杂散电容邻近效应后，电压互感器中电容分压器的实际变比；根据杂散电容后的分压器的实际变比，确定杂散电容引起的附加误差。

技术领域

本发明属于变电站自动化技术领域，具体涉及一种基于电压互感器的附加误差分析方法及系统。

背景技术

直流输电系统中直流电压互感器是不可缺少的主设备，承担着电能计量、电量监测、继保信号传送等的重要作用。

目前现有直流电压互感器，主体是一系列电阻元件串联而成的电阻分压器构成。为了防止直流电阻分压器受各种暂态过电压(包括雷电过电压)的影响，通常在电阻分压器上，并联电容分压器，从而构成阻容并联分压器。见图1直流电压互感器原理图。

根据电压等级的不同，组成的电阻分压器和电容分压器级数不同。以图1为例，最下端的一级称之为低压臂(R₂，C₂)，之上若干级构成高压臂(R₁，C₁)。其中高压臂中的测量电阻R₁＝R₁₁+R₁₂+...+R_1n，高压臂的测量电容C₁＝C₁₁∥C₁₂∥...∥C_1n。一次电压U₁作用于高压臂，低压臂输出电压U_n用于连接二次系统。

直流电压互感器内部的主电路采用阻容并联拓扑结构，阻容并联分压器包括N个依次串联的阻容并联单元，所述阻容并联单元由测量电容元件和测量电阻元件并联组成。

影响直流电压互感器高频电压信号测量准确度的因素有很多，包括电容值偏差、频率变化、温度变化带来的固有误差，也包括由杂散电容引起的附加误差。其中，杂散电容带来的附加误差是由于周围接地体或带电体与互感器之间存在杂散电容，导致互感器的实际分压比与理想分压比偏离，从而使准确度降低。且随着电压等级的增高，杂散电容引起的附加误差增大，有文献指出，1000kV电压互感器实际运行时，杂散电容带来的附加误差达0.3％，对准确度的影响不容忽略。

杂散电容产生的附加误差对于电压互感器的影响不可忽略，在高电压等级下该附加误差的影响更为显著。由于缺乏相关的理论研究，在减少杂散电容附加误差进而提高电压互感器准确度方面尚未出现有效的手段，仅存一些现场修正的试验方法或近似的理论，尚未有系统的方法进行深入研究。

综上所述，分析杂散电容对电压互感器准确度的影响对研制高精度、高电压等级电压的设计具有重要意义。

发明内容

为了弥补上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于电压互感器的附加误差分析方法及系统，可以定量地研究杂散电容对电压互感器测量精度的影响，进而为电压互感器电气参数的设计提供指导，辅助更高精度、更高电压等级电压互感器的研究设计。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种基于电压互感器的附加误差分析方法，所述方法包括：

采用场分析方法，对预先建立的电容网络矩阵中的杂散电容参数进行提取；

根据所述杂散电容参数列写电容网络矩阵，并根据列写后的电容网络矩阵，计算杂散电容邻近效应后，电压互感器中电容分压器的实际变比；

根据杂散电容后的分压器的实际变比，确定杂散电容引起的附加误差。

优选的，所述电容网络矩阵的预先建立包括：

将所有电容器的电介质储能和工作势能之和定义为电容网络矩阵总势能；