[发明专利]一种具有自校准功能的直流高电压测量装置及其操作方法

说明书

本发明公开了一种具有自校准功能的直流高电压测量装置及其操作方法，所述装置包括：直流电阻分压器包括：高压臂电阻R_H、低压臂电阻R_N‑1和低压臂电阻R_N；测量电路用于测量获取所述低压臂电阻R_N的电压值；微处理器包括：直流高电压值获取模块获得待测电压母线的直流高电压值；直流电能质量状态识别模块用于获取直流电能质量状态；自校准模块用于获取电能质量状态的分类；通过控制所述电子开关K的通、断，计算获得高压臂电阻R_H的校准值，通过所述校准值对直流电阻分压器分压比进行校准，完成直流高电压测量装置校准。本发明能够实现在多种电压状态下进行自校准要求，贴合工程实际。

技术领域

本发明属于电气工程、仪器科学与技术领域，特别涉及一种具有自校准功能的直流高电压测量装置及其操作方法。

背景技术

直流高电压的测量方式主要分为三种：直接作用物理效应法、光学法和分压法。其中，分压法是利用直流电阻分压器和低压器件测量直流高电压，低压器件测量直流电阻分压器低压臂的电压后，根据分压器的分压比计算待测高电压的值。

分压法是目前应用最为广泛、技术最为成熟、成本相对较低的测量方案。由于直流电阻分压器的准确度可以做得很高，因此该方法可以实现很高的准确度高：目前100kV/10V电压比的不确定度可达1×10^-5，300kV/30V电压比的不确定度可达3×10^-5，此类装置500kV情况下准确度最高可达0.05％。但是，由于直流电阻分压器的高低压臂由电阻串联而成，电阻元器件的电压分散性和老化趋势不一致，在高压情况下的高压臂电晕放电、分压器绝缘泄漏，环境参数如温度、湿度和测量装置附近的物体等，都会导致直流电阻分压器的高压臂阻值变化，从而引起分压比变化导致测量误差，因此需要经常校准直流电阻分压器。因为分压器高压臂阻值变化受各种因素的交互影响，使得实际使用条件下直流电阻分压器的高压臂阻值变化相比测试状态下有所不同，而这种变化又是难以预估的，且对测量的准确性有较大影响。

为解决上述问题，申请号为201911235837.3的中国发明专利申请中提出了一种基于电阻分压分时采样自校准的宽量程直流电压测量装置，提供了一种适用于宽量程要求、具有直流电阻分压器高压臂电阻自校准功能的直流高电压测量方法；但是，由于直流网一方面受到并网点处交流侧传变而来的扰动，另一方面受到直流电网内部网络拓扑、控制策略以及源储荷特性造成的扰动，其电压数值较难维持稳定，常存在直流电压偏差、直流电压波动、直流电压纹波、直流电压暂降等现象，现实情况下较难满足自校准的要求，实际应用困难；其中，自校准的要求为3倍电子开关K切换与数据采集周期内的电压波动幅值小于被测电压值乘以准确度等级的1/5。

综上，亟需一种新的具有自校准功能的直流高电压测量装置及其操作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自校准功能的直流高电压测量装置及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明提供了一种适用于适合工程实际的、具有直流电阻分压器高压臂电阻自校准功能的、稳定性好且可靠性高的基于直流电阻分压器分时采样的直流高电压测量装置，能够实现在多种电压状态下进行自校准要求，贴合工程实际。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种具有自校准功能的直流高电压测量装置，包括：

直流电阻分压器，包括：高压臂电阻R_H、低压臂电阻R_N-1和低压臂电阻R_N；所述高压臂电阻R_H的一端用于与电压母线电连接，另一端与所述低压臂电阻R_N-1的一端电连接，低压臂电阻R_N-1的另一端与低压臂电阻R_N的一端相连接，低压臂电阻R_N的另一端用于接地；所述低压臂电阻R_N-1并联有电子开关K；