專利名稱：電子式電壓互感器諧波特性檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置，屬于電力測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠準(zhǔn)確檢測電子式電壓互感器諧波特性、最終實現(xiàn)對諧波電壓進行準(zhǔn)確測量的檢測裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，隨著非線性負載的不斷增多，電力系統(tǒng)中的諧波問題日益嚴重，對電能計量產(chǎn)生了十分顯著的影響，引起了諸如計量模式、計量算法、增加現(xiàn)有計量裝置的計量誤差等眾多問題。除諧波有功功率不為零的因素外，引起這些問題的主要成因是計量裝置的諧波響應(yīng)特性存在差別。另外，諧波還會影響繼電保護，造成以工頻量為參量的保護算法的測量誤差，影響保護算法的準(zhǔn)確性、導(dǎo)致保護誤動或拒動。電力互感器作為電能計量的核心元件，其諧波響應(yīng)特性是諧波準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵因素。因此，對電力互感器的諧波特性進行檢測、掌握其諧波響應(yīng)性能具有重要的理論意義和實踐意義。目前對互感器諧波特性檢測提出規(guī)定的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)不多，“GB/T20840. 8-2007互感器第8部分電子式電流互感器”提出了電子式電流和電壓互感器的諧波響應(yīng)和諧波準(zhǔn)確度要求，規(guī)定“從實際考慮，各次諧波測量準(zhǔn)確度的試驗僅在一次側(cè)施加單一諧波頻率是可以接受的”。但對于電子式電流互感器該標(biāo)準(zhǔn)同時指出理想情況下對諧波的試驗，應(yīng)在額定頻率和額定一次電流上疊加所要求的各次諧波頻率分量。這是因為額定一次電流疊加各次諧波分量是電網(wǎng)中真實諧波的客觀反映，對于諧波電壓也是如此。有鑒于此，有必要提供一種能夠準(zhǔn)確檢測電子式電壓互感器諧波特性、最終實現(xiàn)對諧波電壓進行準(zhǔn)確測量的檢測裝置，以滿足工業(yè)應(yīng)用需要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為了解決現(xiàn)有對電子式電壓互感器的諧波特性檢測缺乏有效的檢測裝置的問題，本實用新型提供一種電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置，其諧波源部分可產(chǎn)生能夠模擬真實電網(wǎng)諧波電壓的額定電壓與各次諧波電壓相疊加的一次電壓，其檢測裝置可以測出電子式電壓互感器對各次諧波電壓的頻率特性，在電力系統(tǒng)中實現(xiàn)對諧波電壓的準(zhǔn)確測量。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置， 由調(diào)壓器、單相升壓變壓器、電容分壓器、待檢測電壓互感器、測量裝置、單相降壓變壓器和單相全控整流橋負荷組成，其特征在于所述調(diào)壓器輸入側(cè)接工頻試驗電源，其輸出側(cè)為單相升壓變壓器提供可調(diào)節(jié)的輸入電壓；所述單相升壓變壓器輸入側(cè)接調(diào)壓器輸出側(cè)，將電源電壓升壓至試驗電壓；所述電容分壓器為測量溯源標(biāo)準(zhǔn)，接于單相升壓變壓器輸出側(cè)，為測量裝置提供溯源信號；所述待檢測電壓互感器接于單相升壓變壓器輸出側(cè)，其輸出側(cè)為測量裝置提供被檢測信號；所述單相降壓變壓器接于單相升壓變壓器輸出側(cè)，將單相升壓變壓器的輸出電壓降壓至單相全控整流橋負荷的交流側(cè)額定電壓；所述單相全控整流橋負荷接于單相降壓變壓器輸出側(cè)，通過其直流側(cè)負荷的變化及觸發(fā)角的調(diào)整，改變其交流側(cè)諧波電流，使單相升壓變壓器輸出可變的諧波電壓；所述測量裝置接收來自電容分壓器低壓側(cè)的溯源信號和待檢測電壓互感器的輸出信號，進行頻譜與測差分析，從而獲得待檢互感器的諧波特性。如上所述的電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置，其特征在于，所述測量裝置主要由電源、信號采集、數(shù)據(jù)處理、鍵盤與液晶顯示四部分組成，其中電源部分為測量裝置提供直流工作電源；信號采集部分完成對溯源信號和測量信號的變換、放大、采集并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供給數(shù)據(jù)處理部分；數(shù)據(jù)處理部分對與溯源信號和測量信號對應(yīng)的數(shù)字信號進行傅立葉分析、頻譜比較和測差等處理；鍵盤與液晶顯示部分實現(xiàn)人機交互。本實用新型的有益效果是本實用新型的電子式電壓互感器諧波特性檢測裝置， 利用全控整流橋負荷的變化及觸發(fā)角的調(diào)整，在全控整流橋的交流側(cè)產(chǎn)生成分和含量可變的諧波電流，該電流在工頻電源和調(diào)壓器Tl的內(nèi)阻抗及單相升壓變壓器T2的短路阻抗上產(chǎn)生成分和含量可變的諧波電壓施加在電容分壓器及待檢測互感器上。該電壓真實地模擬出電網(wǎng)諧波電壓的實際情況，通過測量裝置對電容分壓器低壓側(cè)溯源信號和待檢電壓互感器輸出信號的頻譜及測差對比分析，可以準(zhǔn)確掌握電壓互感器的諧波響應(yīng)特性，從而實現(xiàn)對諧波電壓的精確測量。

圖1是本實用新型實施例電子式電壓互感器諧波特性檢測裝置的電路原理圖。
具體實施方式
以下通過具體實施方式
，結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。請參照圖1，本實用新型實施例提供的電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置由調(diào)壓器Tl、單相升壓變壓器T2、電容分壓器、待檢測電壓互感器、測量裝置、單相降壓變壓器T3和單相全控整流橋負荷組成。所述調(diào)壓器Tl，其輸入側(cè)接工頻試驗電源，其輸出側(cè)為單相升壓變壓器T2提供可調(diào)節(jié)的輸入電壓。所述單相升壓變壓器T2，其輸入側(cè)接調(diào)壓器T1輸出側(cè)，將電源電壓升壓至試驗電壓。所述電容分壓器為測量溯源標(biāo)準(zhǔn)，接于單相升壓變壓器T2輸出側(cè)，為測量裝置提供溯源信號。所述待檢測電壓互感器接于單相升壓變壓器T2輸出側(cè)，其輸出側(cè)為測量裝置提供被檢測信號。所述測量裝置接收來自電容分壓器低壓側(cè)的溯源信號和待檢測電壓互感器的輸出信號，進行頻譜與測差分析，從而獲得待檢測互感器的諧波特性。測量裝置主要由電源、 信號采集、數(shù)據(jù)處理、鍵盤與液晶顯示等四部分組成。其中，電源部分為測量裝置提供直流工作電源；信號采集部分完成對溯源信號和測量信號的變換、放大、采集并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供給數(shù)據(jù)處理部分；數(shù)據(jù)處理部分對與溯源信號和測量信號對應(yīng)的數(shù)字信號進行傅立葉分析、頻譜比較和測差等處理；鍵盤與液晶顯示部分實現(xiàn)人機交互。[0018]所述單相降壓變壓器T3接于單相升壓變壓器T2輸出側(cè)，將單相升壓變壓器T2的輸出電壓降壓至單相全控整流橋負荷的交流側(cè)額定電壓。所述單相全控整流橋負荷接于單相降壓變壓器T3輸出側(cè)，通過其直流側(cè)負荷的變化及觸發(fā)角的調(diào)整，改變其交流側(cè)諧波電流，使單相升壓變壓器T2輸出可變的諧波電壓。請參照圖1，采用本實用新型實施例提供的電子式電壓互感器諧波特性檢測裝置， 其檢測方法包括以下步驟步驟1，將調(diào)壓器Tl的輸出升壓至單相升壓變壓器T2的原邊額定電壓；步驟2，在全控整流橋的負荷條件依次選擇為電阻負載、阻感串聯(lián)負載和阻容并聯(lián)負載的情況下，逐步改變觸發(fā)角，使全控整流橋交流側(cè)電流中的諧波成分和含量發(fā)生變化， 在流經(jīng)工頻電源和調(diào)壓器Tl的內(nèi)阻抗及單相升壓變壓器T2的短路阻抗時產(chǎn)生成分及含量可變的、與電網(wǎng)實際運行情況類似的諧波電壓，該諧波電壓施加在電容分壓器及待檢測電壓互感器上；步驟3，電容分壓器低壓端測得的溯源信號及待檢測電壓互感器的輸出信號輸入到測量裝置中，由測量裝置對這兩路信號進行傅立葉分析，分解出兩路信號的基波和各次諧波的幅值及相位信息，從而得到兩路信號的頻譜，包括幅值譜和相位譜，以溯源信號為基準(zhǔn)，求得兩路信號的基波和各次諧波的幅值和相位的差，從而得到待檢測電壓互感器的諧波特性。本實用新型的電子式電壓互感器諧波特性檢測裝置，利用全控整流橋負荷的變化及觸發(fā)角的調(diào)整，在全控整流橋的交流側(cè)產(chǎn)生成分和含量可變的諧波電流，該電流在工頻電源和調(diào)壓器Tl的內(nèi)阻抗及單相升壓變壓器T2的短路阻抗上產(chǎn)生成分和含量可變的諧波電壓施加在電容分壓器及待檢互感器上。該電壓真實地模擬出電網(wǎng)諧波電壓的實際情況， 通過測量裝置對電容分壓器低壓側(cè)溯源信號和待檢電壓互感器輸出信號的頻譜及測差對比分析，可以準(zhǔn)確掌握電壓互感器的諧波響應(yīng)特性，從而實現(xiàn)對諧波電壓的精確測量。
權(quán)利要求1.一種電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置，由調(diào)壓器、單相升壓變壓器、電容分壓器、待檢測電壓互感器、測量裝置、單相降壓變壓器和單相全控整流橋負荷組成，其特征在于所述調(diào)壓器輸入側(cè)接工頻試驗電源，其輸出側(cè)為單相升壓變壓器提供可調(diào)節(jié)的輸入電壓；所述單相升壓變壓器輸入側(cè)接調(diào)壓器輸出側(cè)，將電源電壓升壓至試驗電壓；所述電容分壓器為測量溯源標(biāo)準(zhǔn)，接于單相升壓變壓器輸出側(cè)，為測量裝置提供溯源信號；所述待檢測電壓互感器接于單相升壓變壓器輸出側(cè)，其輸出側(cè)為測量裝置提供被檢測信號；所述單相降壓變壓器接于單相升壓變壓器輸出側(cè)，將單相升壓變壓器的輸出電壓降壓至單相全控整流橋負荷的交流側(cè)額定電壓；所述單相全控整流橋負荷接于單相降壓變壓器輸出側(cè)，通過其直流側(cè)負荷的變化及觸發(fā)角的調(diào)整，改變其交流側(cè)諧波電流，使單相升壓變壓器輸出可變的諧波電壓；所述測量裝置接收來自電容分壓器低壓側(cè)的溯源信號和待檢測電壓互感器的輸出信號，進行頻譜與測差分析，從而獲得待檢互感器的諧波特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置，其特征在于，所述測量裝置主要由電源、信號采集、數(shù)據(jù)處理、鍵盤與液晶顯示四部分組成，其中電源部分為測量裝置提供直流工作電源；信號采集部分完成對溯源信號和測量信號的變換、放大、采集并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供給數(shù)據(jù)處理部分；數(shù)據(jù)處理部分對與溯源信號和測量信號對應(yīng)的數(shù)字信號進行傅立葉分析、頻譜比較和測差等處理；鍵盤與液晶顯示部分實現(xiàn)人機交互。
專利摘要本實用新型提供一種電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置，所述檢測裝置包含輸入側(cè)接工頻試驗電源的調(diào)壓器T1，接于T1輸出側(cè)的將電源電壓升壓至試驗電壓的單相升壓變壓器T2，并聯(lián)接于T2輸出側(cè)的電容分壓器、待檢測電壓互感器與單相降壓變壓器T3，接于電容分壓器和待檢測電壓互感器低壓端的測量裝置，接于T3輸出側(cè)的單相全控整流橋負荷。本實用新型提供的電子式電壓互感器的諧波特性檢測裝置，其諧波源部分可產(chǎn)生能夠模擬真實電網(wǎng)諧波電壓的額定電壓與各次諧波電壓相疊加的一次電壓，其檢測裝置可以測出電子式電壓互感器對各次諧波電壓的頻率特性，從而在電力系統(tǒng)中實現(xiàn)對諧波電壓的準(zhǔn)確測量。
文檔編號G01R23/16GK202119847SQ20112015359
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者余春雨, 馮宇, 吳士普, 李璿, 毛安瀾, 汪本進, 王曉琪, 王玲, 費燁, 陳曉明 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院