[发明专利]多变比交流电压分压器

说明书

本发明提供了一种多变比交流电压分压器，该分压器包括：高压臂阻抗、运算放大器、低压臂阻抗、继电器，其中，高压臂阻抗的第一端连接输入电压，高压臂阻抗的第二端连接运算放大器反相输入端，运算放大器同相输入端接地；低压臂阻抗的第一端与切换装置的第一端串联，低压臂阻抗的第二端与运算放大器反相输入端连接；切换装置的第二端与运算放大器输出连接；第一电压跟随器的输入端连接至低压臂阻抗与切换装置的连接点处。本发明可以对分压器分压比进行切换，避免了采用切换装置带来的接触阻抗影响。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种多变比交流电压分压器。

背景技术

交流分压器是高电压测量较为常用的一种测量装置。常用的结构是多个阻抗元件串联，在低端阻抗输出电压。然而当输出二次连接负载时，由于负载的等效输入阻抗，会给分压器引起输出误差。为了获得更好的负载特性，常采用有源方式，最常用的是在串联结构的输出侧连接一个电压跟随器，起到阻抗变换的作用。同时，分压器一般具备多变比，通过切换低压侧不同的阻抗值，可以得到不同的分压比。在有源分压器的结构中，为了获得多变比，常采用继电器进行不同阻抗的切换，然而，由于继电器触点存在接触阻抗，在进行切换时，常会引起分压比的变化，对于采用电容器进行分压的原理中，接触阻抗还会引起二次输出的相位误差。

图1为现有技术中采用电压跟随器的分压器示意图，其中ZH是高压臂阻抗，ZL是低压臂阻抗，Zr是继电器的等效阻抗。则在不考虑继电器时，图1分压器的分压比K的为：

当使用继电器切换时，则：

与公式(1)相比，基本误差ε是：

如低压臂使用的是电容器，设其电容量为CL，Zr为纯阻性，阻值为R，则引起的相位附加误差α为

α≈-RωC                           (4)

但是图1中，由于继电器等效阻抗的存在，引起的分压器分压比的变化以及相位的偏移，且当继电器接触阻抗发生变化时，该影响量也随之变化。

现实中，对于在单频率下使用的分压器，会采用阻容移相网络，对于接触阻抗引入的相位偏移进行补偿，但是随着继电器使用次数的增加，接触阻抗也会发生变化，相应的补偿量也应调整。因此，采用继电器对分压器分压比进行切换，虽然具有结构简单，使用方便的特点，但其接触阻抗对分压比带来的影响处理起来是十分困难的。本专利提出了一种基于电流电压变换原理的有源分压器，并采用中间节点提取输出信号的方法，有效避免了采用切换装置如继电器，而带来的接触阻抗影响。

发明内容

本发明实施例提出一种多变比交流电压分压器，用以对分压器分压比进行切换，避免了采用切换装置带来的接触阻抗影响，该分压器包括：

高压臂阻抗、运算放大器、低压臂阻抗、切换装置和第一电压跟随器，其中，

高压臂阻抗的第一端连接输入电压，高压臂阻抗的第二端连接运算放大器反相输入端，运算放大器同相输入端接地；

低压臂阻抗的第一端与切换装置的第一端串联，低压臂阻抗的第二端与运算放大器反相输入端连接；切换装置的第二端与运算放大器输出连接；

第一电压跟随器的输入端连接至低压臂阻抗与切换装置的连接点处。

在本发明实施例中，第一电压跟随器的输入端连接至低压臂阻抗与切换装置的连接点处，即采用中间节点提取输出电压的方法，输出电压与输入电压的比例仅与高压臂和低压臂阻抗的阻值有关，有效避免了采用切换装置而带来的接触阻抗影响。

附图说明