[发明专利]一种提高电压传感器带负载能力的电路和电路元件定值方法

说明书

本发明提供了一种提高电压传感器带负载能力的电路和电路元件定值方法，涉及配电设备领域，包括：连接至电压传感器的分压组件输出端的补偿电抗器，以及与补偿电抗器并联的抑制谐振支路，抑制谐振支路用于抑制补偿电抗器与分压组件以及输出侧等效电容之间的谐振现象，其中，补偿电抗器的输入端连接分压组件的输出端，补偿电抗器的输出端连接电压传感器的输出端，抑制谐振支路包括串联的支路电容和支路电阻或者只包含支路电阻。适用于三相电压传感器和零序电压传感器，通过优化补偿电路的结构，兼顾了电压传感器在工频下的带载能力提高和高频谐波噪声的抑制。

技术领域

本发明涉及配电设备领域，具体而言，涉及提高电压传感器带负载能力的电路和电路元件定值方法。

背景技术

配电设备的一二次融合是实现故障就地化处理的重要途径和手段，是配电设备标准化、小型化、装置集成化与运维智能化的必由之路。三相电压传感器和零序电压传感器是一二次融合设备的重要组成部分。目前电压传感器主要由阻抗分压型和CVT两种典型结构，而基于电容分压式的电压传感器应用最为广泛，其原理在于高压电容容值和低压电容容值按一定比例的设计，在低压电容器上得到额定的输出电压供后续电路使用。该类电路的主要问题在于：高压电容的容值较大时，电压传感器上流过的容性电流较大，会影响电力线路的正常运行且影响继电保护装置的正确判断；高压电容的容值较小时，电压传感器的带载能力差，传感器与测控装置之间的连接线缆及测控装置的输入阻抗会影响传感器的精度。综上，现有技术方案的主要缺点在于：从带负载能力的角度来说，传感器内部电容的容值越大越好，但此时线路上的容性电流变大，传感器上的无功功率变大，不利于配电网的安全稳定运行，即带负载能力和传感器功耗之间存在着矛盾。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，提供了一种提高电压传感器带负载能力的电路和电路元件定值方法，适用于三相电压传感器和零序电压传感器，通过优化补偿电路的结构兼顾了工频下的带载能力提高和高频谐波噪声的抑制。

本发明的第一方面提供了一种提高电压传感器带负载能力的电路，包括：连接至电压传感器的分压组件输出端的补偿电抗器，以及与补偿电抗器并联的抑制谐振支路，抑制谐振支路用于抑制补偿电抗器与分压组件以及输出侧等效电容之间的谐振现象，输出侧等效电容是电压传感器连接线缆后形成的等效电容，其中，补偿电抗器的输入端连接分压组件的输出端，补偿电抗器的输出端连接电压传感器的输出端，抑制谐振支路包括串联的支路电容和支路电阻或者只包含支路电阻。

在该技术方案中，电压传感器与FTU等测控装置连接电缆后会形成等效电容，其中，FTU(馈线终端单元)是装设在馈线开关(例如，断路器、负荷开关、分段开关)旁的开关监控装置。补偿电抗器与分压组件以及此等效电容之间会产生谐振现象，以至于在测控装置的输入电阻上形成较大的谐波电压，影响测量的精度，这个在电压传感器输出侧形成的谐波电压会被抑制谐振支路抑制，使电压传感器具有较为平坦的输出特性。

根据本发明提供的提高电压传感器带负载能力的电路，优选地，分压组件为电容式分压器或电阻式分压器。

根据本发明提供的提高电压传感器带负载能力的电路，优选地，补偿电抗器串联在零序/相序电压输出电路中。

根据本发明提供的提高电压传感器带负载能力的电路，优选地，补偿电抗器为电感元件，电感元件的磁芯由非晶材料和/或纳米晶材料制成。

根据本发明提供的提高电压传感器带负载能力的电路，优选地，分压组件包括高压电容和低压电容，三相电路提供的三相电压各自经过至少一个高压电容和至少一个低压电容组成的串联电路之后接地，补偿电抗器的输入端连接至高压电容与低压电容之间。

本发明的第二方面提供了一种电路元件定值方法，应用于上述任一技术方案提供的提高电压传感器带负载能力的电路，该方法包括：获取电压传感器的整体等效电容，记为C_a；

获取工频数值，记为f₀；