本發(fā)明屬于電工儀器儀表行業(yè)實驗室測量測試領域，并且更具體地，涉及一種實驗室用電容式電壓互感器測量電路。

背景技術：

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，長距離、跨區(qū)域特高壓交流輸電系統(tǒng)的應用越來越廣泛，其對電能計量的準確度也提出了更高的要求。特高壓電網(wǎng)中電壓量的采集大多采用電容式電壓互感器，并根據(jù)采集的電壓電流量計算得到線路的傳輸功率，進而得到線路損耗，因此電容式電壓互感器的測量準確度直接影響了功率及線損的計量準確度。

實際電力系統(tǒng)輸電線路中，由于電壓等級較高，通常只能對電容式電壓互感器單臺設備的準確度進行離線檢測，無法考察多種干擾疊加對測量誤差的影響。由于互感器體積的影響，也無法在實驗室環(huán)境下研究電容式電壓互感器的準確度對電能測量的影響，因此難以研究電容式電壓互感器對線路功率測量及線路損耗測量的影響?，F(xiàn)有的動模實驗用電容式電壓互感器均側重于暫態(tài)特性，在穩(wěn)態(tài)傳變特性上大多簡化了電容分壓的環(huán)節(jié)，僅對電容式電壓互感器等效電路進行了重現(xiàn)，不適合研究電容式電壓互感器對功率計量及測量的影響。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種實驗室用電容式電壓互感器測量電路。所述電路包括：

電壓輸入端U_i，其一端與高壓電容C₁連接，另一端接一次線路；

電壓輸出端U_o+，其一端與串聯(lián)支路電阻R_S連接，另一端接信號采集電路或者電能表；

接地端N，其與中壓電容C₂一端相連，用于對所述電路進行接地保護；

電容分壓器，由高壓電容C₁和中壓電容C₂串聯(lián)組成，用于承受線路電壓，實現(xiàn)分壓功能；

串聯(lián)支路電感L_S，其一端與串聯(lián)支路電阻R_S串聯(lián)，另一端連接在高壓電容C₁和中壓電容C₂中間，用于表示實際電容式電感互感器的補償電抗器和中間變壓器的漏抗；

串聯(lián)支路電阻R_S，其一端與串聯(lián)支路電感L_S串聯(lián)，另一端與電壓輸出端U_o+相連，用于表示實際電容式電感互感器的功率損耗。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還涉及一種獲取實驗室用電容式電感互感器測量電路中參數(shù)的方法，所述方法包括：

測量實際電容式電壓互感器的參數(shù)，所述參數(shù)包括高壓電容C_1p、中壓電容C_2p、補償電抗器電感L_cp，中間變壓器T一次側電阻R_1p、漏感L_1p，中間變壓器T二次側電阻R_2p’、漏感L_2p’，中間變壓器T變比k_np，額定時負載端相電壓有效值U₀’，額定時負載容量S_N’；

將中間變壓器一次側參數(shù)歸算到中間變壓器二次側，并結合中間變壓器二次側參數(shù)和計算結果進行整理得到中間變量C_e’，L_S’和R_S’，計算公式如下：

C_e'＝C'_1p+C'_2p

L'_S＝L'_Cp+L'_1p+L'_2p

R'_S＝R'_1p+R'_2p

實驗室用電容式電壓互感器測量電路所能承載的最大負載容量為S_N，根據(jù)如下公式確定實際電容式電壓互感器和實驗室用電容式電壓互感器測量電路的模擬比K_S：

K_S＝S'_N/S_N

基于中間變量L_S’、R_S’和所述測量電路的模擬比K_S，按照比例折算所述測量電路的串聯(lián)支路電感L_S和串聯(lián)支路電阻R_S，計算公式如下：

L_S＝K_S·L'_S

R_S＝K_S·R'_S

所述測量電路電壓輸入端U_i+接入的一次電路的額定相電壓有效值為U_DM，則電容分壓器分壓K_C為：

K_C＝U_DM/U₀

基于中間變量C_e’、電容分壓器分壓比K_C和所述測量電路的模擬比K_S確定高壓電容C₁和中壓電容C₂，計算公式如下：

綜上所述，本發(fā)明中的電容式電壓互感器測量電路增加了電容分壓環(huán)節(jié)，并通過推導可獲得相關參數(shù)，從而可以較好地評估電容式電壓互感器對功率計量及線損測量的影響。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實施方式：

圖1示出了本發(fā)明具體實施方式的實驗室用電容式電壓互感器測量電路的原理圖。

圖2示出了本發(fā)明具體實施方式的實際電容式電壓互感器的電路圖；

圖3示出了本發(fā)明具體實施方式的實際電容式電壓互感器中的中間變壓器T的電路圖；以及

圖4示出了本發(fā)明具體實施方式的獲取實驗室用電容式電壓互感器測量電路中參數(shù)的方法的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發(fā)明，并且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本發(fā)明的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術語并不是對本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標記。

除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過于正式的意義。

圖1示出了本發(fā)明具體實施方式的實驗室用電容式電壓互感器測量電路的原理圖。如圖1所示，本發(fā)明所述的實驗室用電容式電壓互感器測量電路包括：

電壓輸入端U_i，其一端與高壓電容C₁連接，另一端接一次線路；

電壓輸出端U_o+，其一端與串聯(lián)支路電阻R_S連接，另一端接信號采集電路或者電能表；

接地端N_，其與中壓電容C₂一端相連，用于對所述電路進行接地保護；

電容分壓器，由高壓電容C₁和中壓電容C₂串聯(lián)組成，用于承受線路電壓，實現(xiàn)分壓功能；

串聯(lián)支路電感L_S，其一端與串聯(lián)支路電阻R_S串聯(lián)，另一端連接在高壓電容C₁和中壓電容C₂中間，用于表示實際電容式電感互感器的補償電抗器和中間變壓器的漏抗；

串聯(lián)支路電阻R_S，其一端與串聯(lián)支路電感L_S串聯(lián)，另一端與電壓輸出端U_o+相連，用于表示實際電容式電感互感器的功率損耗。

圖2示出了本發(fā)明具體實施方式的實際電容式電壓互感器的電路圖。圖3示出了本發(fā)明具體實施方式的實際電容式電壓互感器中的中間變壓器T的電路圖。結合圖2和圖3可知，實際電容式電壓互感器中的參數(shù)包括高壓電容C_1p、中壓電容C_2p、補償電抗器電感L_cp，中間變壓器T一次側電阻R_1p、漏感L_1p，中間變壓器T二次側電阻R_2p’、漏感L_2p’，中間變壓器T變比k_np，額定時負載端相電壓有效值U₀’，額定時負載容量S_N’。

圖4示出了本發(fā)明具體實施方式的獲取實驗室用電容式電壓互感器測量電路中參數(shù)的方法的流程圖。如圖4所示，獲取實驗室用電容式電感互感器測量電路中參數(shù)的方法從步驟S401開始。

在步驟S401，測量實際電容式電壓互感器的參數(shù)，所述參數(shù)包括高壓電容C_1p、中壓電容C_2p、補償電抗器電感L_cp，中間變壓器T一次側電阻R_1p、漏感L_1p，中間變壓器T二次側電阻R_2p’、漏感L_2p’，中間變壓器T變比k_np，額定時負載端相電壓有效值U₀’，額定時負載容量S_N’。

在步驟S402，將中間變壓器一次側參數(shù)歸算到中間變壓器二次側，并結合中間變壓器二次側參數(shù)和計算結果進行整理得到中間變量C_e’，L_S’和R_S’，計算公式如下：

C'_e＝C'_1p+C'_2p

L'_S＝L'_Cp+L'_1p+L'_2p

R'_S＝R'_1p+R'_2p

在步驟S403，基于實驗室用電容式電壓互感器測量電路所能承載的最大負載容量為S_N，根據(jù)如下公式確定實際電容式電壓互感器和實驗室用電容式電壓互感器測量電路的模擬比K_S：

K_S＝S'_N/S_N

在步驟S404，基于中間變量L_S’、R_S’和所述測量電路的模擬比K_S，按照比例折算所述測量電路的串聯(lián)支路電感L_S和串聯(lián)支路電阻R_S，計算公式如下：

L_S＝K_S·L'_S

R_S＝K_S·R'_S

在步驟S405，所述測量電路電壓輸入端U_i+接入的一次電路的額定相電壓有效值為U_DM，則電容分壓器分壓K_C為：

K_C＝U_DM/U₀

在步驟S406，基于中間變量C_e’、電容分壓器分壓比K_C和所述測量電路的模擬比K_S確定高壓電容C₁和中壓電容C₂，計算公式如下：

已經(jīng)通過上述實施方式描述了本發(fā)明。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開的其他的實施例等同地落在本發(fā)明的范圍內。

通常地，在權利要求中使用的所有術語都根據(jù)他們在技術領域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該【裝置、組件等】”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準確的順序運行，除非明確地說明。