[发明专利]一种基于三端口网络的互感器电压系数测量系统和方法

说明书

本发明提供一种基于三端口网络的互感器电压系数测量系统和方法。所述系统和方法将两个变比与待测标准电压互感器相同的双级电压互感器串联后，再与一个隔离电压互感器组成三端口网络，并通过所述三端口网络的输出端口与待测标准电压互感器的二次绕组的不同接线方式，采用递推法计算互感器电压系数，所述系统和方法基于双级互感器误差线性好的特点，采用双级电压互感器串联形成三端口网络，并基于三端口网络的输出端口与待测标准电压互感器二次绕组的不同接线方式，测量过程中采用新的迭代算法，通过新的电压系数表达式计算互感器电压系数，将屏蔽泄漏和邻近干扰的影响消除，提升了电压系数测量的准确度水平。

技术领域

本发明涉及高电压测试技术领域,并且更具体地，涉及一种基于三端口网络的互感器电压系数测量系统和方法。

背景技术

我国1kV-1000kV全系列工频电压比例标准装置，由6台不同电压等级(1kV、10kV、110/√3kV、220/√3kV、500/√3kV、1000/√3kV)的标准电压互感器组成。1kV感应分压器通过参考电势法进行的误差校准，不确定度可以达到10-7量级以上。对于10kV及以上标准电压互感器，则通过以下两步进行误差校准，(I)：在10％-20％额定电压点，用电压等级低的标准电压互感器直接标定。(II)：采用“递推法”测量从N％到2N％额定电压下的误差变化量，即电压系数。通过1次步骤(I)和多次步骤(II)，即可得到20％-120％额定电压下的误差。

电容器电压系数法是其中一种“递推法”，该方法基于标准电容器具有较高的电压系数特性，目前在国际上被广泛使用。另外一种“递推法”称为串联加法，该方法最早由德国联邦物理技术研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt，PTB)学者提出，最初电压等级达到35kV，测量不确定为比值误差12ppm和相位误差35μrad。1990年中国学者对其进行了改进，该改进方法操作起来更简单且测量准确度更高，电压等级达到110/√3kV,测量不确定为比值误差10ppm和相位误差10μrad。随着特高压电网的兴起及飞速发展，串联加法适用的电压等级需再次提升。在测量线路中增加一台高压隔离互感器(High VoltageIsolated Transformer,HIVT)，成功的解决了电压等级的限制，目前电压等级已达到1000/√3kV。

随着电压等级的提升，受泄漏和邻近干扰的影响，电压互感器电压系数测量不确定急剧增大，屏蔽泄漏是影响串联加法的主要因素。在互感器串联原理中，上级互感器的一次侧高压绕组处于抬升电位，与屏蔽间的电位压是传统工作方式的两倍。由于分布电容影响，一次绕组与屏蔽间的泄漏电流增大，因此会导致上级互感器的误差改变。此外，邻近干扰也会影响串联加法的测量精度。在高压电压下，使用两台电压互感器串联，需要考虑两台互感器设备之间存在不能忽略的电磁干扰(包括连接导线对互感器设备产生的测量干扰)。在串联加法过程中，需要改变试验线路，设备相对位置及导线连接方式会发生变化，理论上会产生不同的电磁干扰，这些干扰造成的测量误差通常不能在测量过程中自行抵消。

发明内容

为了解决现有技术中，电压互感器电压系数测量受屏蔽泄漏和邻近干扰的影响，导致测量精度下降的技术问题，本发明提供一种基于三端口网络的互感器电压系数测量系统，所述系统包括：

升压器T_B，其与双级串联单元和待测标准电压互感器的一次侧A-X连接，用于提供一次电压；