带高压自动切断装置的电容式电压互感器校验仪的研究

摘 要 针对于现有的电容式电压互感器的测试方法和设备，本文提出了一种基于现有的电容式电压互感器低校高误差测试方法的操作简单安全的带高压自动切断装置的电容式电压互感器校验仪。通过该方法和设备，检验人员仅需通过简单的操作，完成对于电容式电压互感器的校验工作，同时有效的防止了由于操作的失误而导致的事故，确保了操作人员的人身安全以及设备的安全。

【关键词】互感器校验 控制系统 高压自动切断

1 概述

现有的电容式电压互感器现场校验主要采用比较法进行，在现场校验时，利用升压器同时向标准互感器和被测电容式电压互感器一次绕组提供试验电压，然后以标准电压互感器的二次绕组输出为真值，计算或测量出被测电容式电压互感器二次绕组的输出误差，然后，在被测互感器二次侧施加测试电压，测得相关所需参数，此时必须拆除一次高压线，否则将在互感器一次侧产生过高的电压，导致装置过压损坏，同时危及现场工作人员的人身安全。因此，本文通过研究电容式电压互感器检验的原理及方法，通过增加高压自动切断装置，实现在进行电容式电压互感器校验时，在不拆除互感器一次侧的高压线的情况下，完成电容式电压互感器的检验工作。

2 基本原理及组成

本文中的带高压自动切断装置的电容式电压互感器校验装置，包括控制系统、高压自动切断装置、测量装置。在采集一次侧数据时，处理系统给予高压切断装置高电平时，高压切断装置闭合，接通高压电信号。在电容式电压互感器二次侧开路的情况下，电容式电压互感器校验装置在被测电容式电压互感器的电容单元高压端和电磁单元低压接线端之间施加一个不超过3KV的交流测试信号，电容式电压互感器校验装置在二次侧采集二次侧端子的电压信号。通过公式ε=f+jB与K1=V12/V22计算得到该被测互感器的空载误差和实际变比。之后通过控制系统给与一个控制信号，该电容式电压互感器校验装置自动在被测电容式电压互感器的二次侧接入负载，通过在一次侧施加交流电压测试信号，在二次侧获取二次端子的电压和电流，并通过公式ε=f+jB计算得到该电容式电压互感器的负载误差。通过控制系统给予的控制信号，自动断开互感器的载波端和电磁单元的低压端，并将电容单元的高压端和载波端短接。之后在互感器一次侧电容单元高压端和电磁单元低压端施加交流测试信号，在二次侧空载时测得二次端子的电压，通过公式K2=V1'/V2'计算得到互感器的变比。在采集二次侧数据时，处理系统给予高压切断装置低电平时，高压切断装置断开，阻止高压电信号，使得该电容式电压互感器校验装置自动断开一次侧的电容单元高压端、电磁单元低压端和载波端。通过向二次侧施加一个低频小信号，在互感器二次回路中采集回路电流，通过公式 计算出等效一次电压测试点下的一次空载导纳，并求得一次回路的阻抗。通过校验装置的控制系统，给予设备一个控制信号，在被测互感器二次侧自动接入负载。在互感器二次侧施加低频小电压信号，通过测量和计算获取在接入二次负载时，等效一次电压点下的的励磁导纳值。最后通过获取的相关数据计算出在接入二次负载时的等效一次电压下的比差和角差。通过改变每次测量时给互感器二次侧是假的低频小电压信号的大小，可以测试出不同电压点下的比差和角差。由此得到被测电容式电压互感器的完整数据，从而完成对被测电容式电压互感器的校验工作。

3 高压自动切断装置

如图1、图2所示，在高压自动切断装置电路中，用于提供电压的电源为12v，高压自动切断装置分别连接电容式电压互感器的A、N、XL端，以及测量装置的输入端的A1，X端；KZPO8、KZPO9、KZPO10，用于获取电平控制开关的电平信号。

在对电容式电压互感器进行校验时，首先，为了采集一次侧电压、电流信号，通过电平控制开关提供给高压自动切断装置一个高电平信号，使得高压自动切断装置处于闭合状态，接通一次侧的高压信号，从而采集到一次侧的电压、电流信号。之后，为了采集二次侧的电压、电流信号，需要提供给二次侧电压信号。为了防止提供给二次侧电压信号后，一次侧的高压信号导致电容式电压互感器校验仪过压损坏，此时通过电平控制开关提供给高压自动切断装置一个低信号，使得高压自动切断装置处于断开状态，阻止一次侧的高压信号，测量装置直接与二次侧连接，采集到二次侧的电压、电流信号。

4 结论

本文所述带高压自动切断装置的电容式电压互感器校验装置与传统电容式电压互感器校验装置相比较有明显优势。首先，通过本文所述方法对电容式电压互感器进行校验时，所测得的数据精确度与传统测试方式相比，所测数据的误差在0.05之内，确保了数据的可用性和准确性；其次，通过本文所述设备与方法，解决了检测设备笨重、工作效率低等问题；并且，应用本电容式电压互感器校验装置，在测试的过程中，能够有效的防止施工人员在测量二次侧的电压、电流信号的时候，忘记拆除一次侧的高压线，而造成设备过压损坏。因此，本装置能有效减少现场工作人员的劳动程度，节省测试时间，确保了现场工作人员的人身安全，解决了电容式电压互感器误差试验实施复杂、困难的问题。

参考文献

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[2]吴士普，王晓琪，李蝽.伍罡 1000kV CVT误差的现场试验方法[J].高电压技术，2009（05）.

[3]刘振波.220kV电容式电压互感器计量误差的现场检测[J].东北电力技术，2007（03）.

作者简介

黄胜英（1989-），男，湖北省武汉市人。现为武汉纺织大学电子与电气工程学院研究生在读，物理电子学硕士。研究方向为物理电子学。

夏定纯（1963-），男，现为武汉纺织大学数学与计算机学院教授。研究方向为智能技术与控制。

作者单位

武汉纺织大学 湖北省武汉市 430000