本實(shí)用新型涉及智能變電站元器件測試相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種智能變電站有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器的沖擊測試裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著智能變電站和新一代智能變電站建設(shè)的快速推進(jìn)，智能變電站內(nèi)采用了大量的新設(shè)備和新技術(shù)，比如新一代的智能變電站規(guī)約、智能化的保護(hù)裝置、智能終端、合并單元、電子式互感器等等。而作為一次和二次電氣量變換的關(guān)鍵設(shè)備，電子式互感器大量應(yīng)用是智能變電站和新一代智能變電站區(qū)別于傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化變電站的最大區(qū)別。

電子式互感器根據(jù)變換原理可分為有源和無源兩大系列，有源電子式互感器又稱為電子式電壓/電流互感器（EVT/ECT），其特點(diǎn)是需要向傳感頭提供電源，主要是以羅柯夫斯基（Rogowski）線圈為代表，它在戶外、空氣絕緣變電站應(yīng)用時(shí)，要解決處于高位電力設(shè)備的供電問題和信號(hào)從高電位到低電位的傳送問題。

在生產(chǎn)中，由于有源電子式電壓互感器的實(shí)際使用年限較短，部分原理上還不成熟，尤其是部分型號(hào)的電壓互感器在斷路器分合前后經(jīng)常輸出異常波形，極端情況下出現(xiàn)了畸形波形閉鎖保護(hù)裝置的情況，如果此時(shí)相關(guān)保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生故障，必然會(huì)發(fā)生故障擴(kuò)大的嚴(yán)重后果。

究其原因，是因?yàn)樵谶M(jìn)行有源電子式電壓互感器以及其所用的電壓轉(zhuǎn)換器的型式試驗(yàn)的時(shí)候，所采用的方法均是緩慢升壓的測試方法，從0V緩慢升到額定電壓或者1.2~1.5倍額定電壓。但沒有辦法模擬斷路器分合前后的沖擊過程，未驗(yàn)證斷流器分合前后有源電子式電壓互感器的實(shí)際測量特性，給電力生產(chǎn)帶來了極大的隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有智能變電站在進(jìn)行有源電子式電壓互感器以及其所用的電壓轉(zhuǎn)換器的型式試驗(yàn)的時(shí)候，所采用的方法均是緩慢升壓的測試方法，沒有辦法模擬斷路器分合前后的沖擊過程，未驗(yàn)證斷流器分合前后有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)際測量特性，給電力生產(chǎn)帶來了極大的隱患的問題，提供一種智能變電站有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器沖擊測試裝置。

本實(shí)用新型所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器沖擊測試裝置，其特征在于，包括：

試驗(yàn)變壓器，其提供測試所需電壓；

有源電子式電壓互感器，包括分壓電路，所述分壓電路與所述試驗(yàn)變壓器串聯(lián)連接，串聯(lián)回路上設(shè)有斷路器，擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端，并聯(lián)在所述分壓電路的一個(gè)分壓器件上；

電壓波形采集器，與擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端連接；

錄波器，與所述電壓波形采集器連接。

本實(shí)用新型中，所述擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和輸出電壓的比值為25：1。

本實(shí)用新型中，所述分壓電路為串聯(lián)的電容分壓電路，所述擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端并聯(lián)在其中一個(gè)分壓電容上。

本實(shí)用新型中，所述電壓波形采集器為兩個(gè)或者兩個(gè)以上，所述兩個(gè)或者兩個(gè)以上的電壓波形采集器均連接電壓波形合并器，所述電壓波形合并器連接所述錄波器。

本實(shí)用新型智能變電站有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器的沖擊測試裝置，解決了現(xiàn)有智能變電站有源電子式電壓互感器以及其所用的電壓轉(zhuǎn)換器在斷路器分合導(dǎo)致的沖擊狀態(tài)測試不便的問題，通過合理的電路設(shè)計(jì)和測試方法，完全模擬了斷路器分合前后的實(shí)際沖擊過程，可以實(shí)際驗(yàn)證有源電子式電壓互感器用的電壓轉(zhuǎn)換器在沖擊狀態(tài)下是否具備準(zhǔn)確輸出的能力，彌補(bǔ)了現(xiàn)有型式試驗(yàn)的不足，解決了電力生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的隱患。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

圖1為本實(shí)用新型沖擊測試裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型沖擊測試裝置并聯(lián)負(fù)載電容的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型沖擊測試裝置并聯(lián)第二分壓電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型沖擊測試裝置將電壓波形采集器以及其下游的元件器移除后的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型沖擊測試裝置將擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器以及其下游的元器件移除后的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型的主旨在于，通過對(duì)現(xiàn)有智能變電站在進(jìn)行有源電子式電壓互感器以及其所用的電壓轉(zhuǎn)換器的型式試驗(yàn)的過程的分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有智能變電站在進(jìn)行有源電子式電壓互感器以及其所用的電壓轉(zhuǎn)換器的型式試驗(yàn)的時(shí)候，所采用的方法均是緩慢升壓的測試方法，沒有辦法模擬斷路器分合前后的沖擊過程，未驗(yàn)證斷流器分合前后有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)際測量特性，存在給電力生產(chǎn)帶來了極大的隱患問題，通過本實(shí)用新型提供一種智能變電站有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器沖擊測試裝置以解決上述技術(shù)問題。

參見圖1，有源電子式電壓互感器一般采用電容分壓或電阻分壓技術(shù)，利用與有源電子式電流互感器類似的電子模塊處理信號(hào)，使用光纖傳輸信號(hào)，本實(shí)施方式中，有源電子式電壓互感器采用了電容分壓技術(shù)，由分壓電容C1和分壓電容C2串聯(lián)形成電容分壓電路，擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端并聯(lián)在分壓電容C2的兩端，這樣，電子模塊（未示意）、分壓電路和擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器就構(gòu)成了有源電子式電壓互感器。

本實(shí)用新型的智能變電站有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器沖擊測試裝置，包括試驗(yàn)變壓器，試驗(yàn)變壓器的作用是提供測試所需電壓，分壓電路與試驗(yàn)變壓器串聯(lián)連接，在試驗(yàn)變壓器和分壓電路的回路上設(shè)有斷路器，如前所述，本實(shí)施方式中，采用了分壓電容C1和分壓電容C2串聯(lián)形成的電容分壓電路。

分壓電容C2的兩端并聯(lián)擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器，具體而言，電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端并聯(lián)在分壓電容C2的兩端，那么，電壓轉(zhuǎn)換器輸入端的電壓U2=C1*U1/(C1+C2)，其中U1為試驗(yàn)變壓器在分壓電路兩端的施加電壓（斷路器閉合的情況下），通過電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端再輸出電壓。在本實(shí)用新型中，有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器的作用是了將高的電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換為低電壓等級(jí)的模擬電壓。出于優(yōu)選，本實(shí)用新型中擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端的輸入電壓和輸出電壓的比值為25：1，較好的是通過分壓電容C2和分壓電容C1參數(shù)的設(shè)置，是使得分壓電容C2兩端的電壓為100V，即擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端電壓設(shè)置為100V，那么，擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端的輸出電壓為4V?？梢岳斫獾氖?，分壓電路除了采用本實(shí)施方式中的電容分壓電路外，也可以采用電阻分壓電路，或者是其他形式的分壓電路，擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端并聯(lián)在合適的分壓器件上，實(shí)現(xiàn)電壓輸入即可。

如前所述，擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端連接電壓波形采集器，在本實(shí)施方式中，電壓波形采集器設(shè)置了兩個(gè)，兩個(gè)電壓波形采集器均連接電壓波形合并器，電壓波形合并器則將兩路不同電壓波形采集器輸出的信號(hào)合并到同一數(shù)據(jù)幀中，再通過廣播報(bào)文對(duì)外進(jìn)行傳輸，對(duì)于電壓波形合并器可以采用合并單元，進(jìn)而電壓波形合并器再連接錄波器，錄波器錄取電壓波形，以便進(jìn)行記錄和評(píng)價(jià)有源電子式電壓互感器的實(shí)際測量特性。這樣，兩個(gè)電壓波形采集器的采樣值都進(jìn)行獨(dú)立的AD采樣，這樣是為了避免某一路采樣出現(xiàn)異常，導(dǎo)致誤動(dòng)，兩路獨(dú)立采樣，可以實(shí)現(xiàn)互相校驗(yàn)。

可以理解的是，電壓波形采集器也可以只設(shè)置一個(gè)，那么，電壓波形采集器與錄波器之間可以不再設(shè)置電壓波形合并器而直接進(jìn)行連接；電壓波形采集器也可以設(shè)置2個(gè)以上，同樣通過設(shè)置電壓波形合并器，將多路不同電壓波形采集器輸出的信號(hào)合并到同一數(shù)據(jù)幀中，在輸入到錄波器中。

本實(shí)用新型的智能變電站有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器的沖擊測試裝置，在進(jìn)行有源電子式電壓互感器用的電壓轉(zhuǎn)換器的沖擊測試時(shí)，首先，啟動(dòng)錄波器開始進(jìn)行錄波操作；然后，通過試驗(yàn)變壓器在分壓電路的兩端施加不小于有源電子式電壓互感器額定電壓的電壓，并將斷路器由斷路狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，對(duì)擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行沖擊測試；通過電壓波形采集器采集電壓轉(zhuǎn)換器輸出端的電壓波形，并通過錄波器進(jìn)行錄波（如果電壓波形采集器為多個(gè)，并設(shè)置電壓波形合并器時(shí)，則在合并后進(jìn)行錄波），根據(jù)錄波器錄取的波形得出有擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)際測量特性。這里，錄波器錄取到的波形，可能是正常的波形，也可能是異常波形，通過波形的正常與否即可得出擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)際測量特性，對(duì)于異常波形，包括由于擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器飽和點(diǎn)較低時(shí)產(chǎn)生的飽和波形，其他因素導(dǎo)致的畸變波形、直流偏置等。

當(dāng)然，上述的測試僅僅是本實(shí)用新型在進(jìn)行有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器沖擊測試的一般操作過程，對(duì)于擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器有一個(gè)最重要的測量特性，即其飽和特性是否能夠滿足有源電子式電壓互感器的使用需求。電壓轉(zhuǎn)化器的鐵芯飽和倍數(shù)設(shè)計(jì)不足，電壓轉(zhuǎn)換器飽和點(diǎn)較低，在斷路器閉合過程中受到?jīng)_擊電壓及直流偏移電壓的影響，產(chǎn)生飽和波形的情況。認(rèn)為電壓轉(zhuǎn)換器的飽和特性滿足有源電子式電壓互感器的使用需求，其基本要求是：在分壓電路兩端施加有源電子式電壓互感器1.5倍額定電壓時(shí)，擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器輸出端的電壓波形，可在預(yù)定時(shí)間或者周期內(nèi)恢復(fù)正常，認(rèn)為該電壓轉(zhuǎn)換器的飽和特性滿足有源電子式電壓互感器的使用需求。

在本實(shí)用新型的一個(gè)測試實(shí)例中，隨機(jī)選取多個(gè)同一型號(hào)的老電壓轉(zhuǎn)換器和一個(gè)新的電壓轉(zhuǎn)換器， 從老的轉(zhuǎn)換器中選擇兩只電壓轉(zhuǎn)換器和新的電壓轉(zhuǎn)換器共計(jì)3個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，搭建沖擊測試裝置，通過在分壓電路的兩端施加電壓，并用斷路器進(jìn)行分合操作，進(jìn)行測試。第一個(gè)老電壓轉(zhuǎn)換器首先進(jìn)行沖擊測試，并在分壓電路的兩端施加有源電子式電壓互感器額定電壓Un，斷路器閉合時(shí)通過錄波裝置錄取的波形發(fā)現(xiàn)，測試波形出現(xiàn)飽和（異常波形），但在5個(gè)周波內(nèi)即可恢復(fù)；在分壓電路的兩端施加1.1倍額定電壓Un再次進(jìn)行沖擊測試，斷路器閉合時(shí)波形與施加額定電壓Un時(shí)一樣出現(xiàn)飽和，并在持續(xù)5s后恢復(fù)正常；在分壓電路的兩端施加1.2倍額定電壓Un再次進(jìn)行沖擊測試，斷路器閉合時(shí)波形仍舊出現(xiàn)飽和，且持續(xù)5min以上未恢復(fù)正常，進(jìn)一步，當(dāng)一次端子電壓從76kV降至70kV時(shí)立刻恢復(fù)正常，此時(shí)電壓轉(zhuǎn)換器的鐵芯出現(xiàn)退磁。而后不再進(jìn)行在分壓電路的兩端施加更大電壓的沖擊測試實(shí)驗(yàn)，目前測試的電壓轉(zhuǎn)換器，顯然不能滿足要求。

再采用第二個(gè)老電壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行沖擊測試，在分壓電路的兩端施加額定電壓Un與1.2倍額定電壓Un的電壓下，此時(shí)沖擊測試的電壓轉(zhuǎn)換器的輸出波形與前述的沖擊測試的輸出波形結(jié)果并無差別，而當(dāng)分壓電路的兩端施加1.1額定電壓Un時(shí)，斷路器閉合時(shí)輸出波形出現(xiàn)飽和時(shí)間下降到約2個(gè)周波，相對(duì)第一個(gè)老電壓轉(zhuǎn)換器時(shí)出現(xiàn)5s左右飽和有一定的改善。但在分壓電路兩端施加1.5倍額定電壓Un時(shí)，輸出波形仍舊出現(xiàn)了長時(shí)間的飽和。目前測試的電壓轉(zhuǎn)換器，同樣不能滿足要求。

再采用新的電壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行沖擊測試，在分壓電路的兩端施加額定電壓Un、1.1倍額定電壓Un、1.2倍額定電壓Un和1.5倍額定電壓Un時(shí)，斷路器閉合時(shí)，輸出波形均僅僅在前2、3個(gè)周波出現(xiàn)直流偏置，隨后波形完全恢復(fù)正常，這說明新電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的飽和倍數(shù)裕度較大，可以認(rèn)為該電壓轉(zhuǎn)換器的飽和特性滿足有源電子式電壓互感器的使用需求。對(duì)于前述預(yù)定時(shí)間或者周期內(nèi)恢復(fù)正常的限定，可以根據(jù)擬進(jìn)行沖擊測試的電壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)際情況進(jìn)行選取，例如，設(shè)置為10個(gè)周期（周波）內(nèi)恢復(fù)正常即認(rèn)為符合要求，由于實(shí)際情況較為復(fù)雜，此處不再進(jìn)行累述。

參見圖2，對(duì)于本實(shí)用新型的智能變電站有源電子式電壓互感器用電壓轉(zhuǎn)換器的沖擊測試裝置，還可用在分壓電路的兩端并聯(lián)負(fù)載電容，例如在本實(shí)施方式電容分壓電路的兩端并聯(lián)了負(fù)載電容C，并進(jìn)行分壓電路兩端施加電壓相同（相對(duì)于前述正常的沖擊測試）的對(duì)比沖擊測試，若對(duì)比沖擊測試中，擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器輸出端的電壓波形與前述沖擊測試相比滿足預(yù)設(shè)偏差范圍，則認(rèn)為容性負(fù)載不影響沖擊測試的結(jié)果。在本實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)例中，在分壓電路并聯(lián)了一個(gè)電容值為5000pF的負(fù)載電容C，重復(fù)施加相同電壓的沖擊測試試驗(yàn)，實(shí)用新型試驗(yàn)波形和飽和持續(xù)時(shí)間相對(duì)之前的沖擊測試均無明顯變化，這說明容性負(fù)載不影響沖擊測試的結(jié)果。這里，滿足預(yù)設(shè)偏差范圍可以從試驗(yàn)波形的飽和持續(xù)時(shí)間和恢復(fù)正常的速度來進(jìn)行考慮，例如飽和持續(xù)時(shí)間相差在5-10個(gè)周期內(nèi)，可以認(rèn)為滿足預(yù)設(shè)的偏差范圍。

參見圖3，本實(shí)用新型還可以在分壓電路的兩端再并聯(lián)與分壓電路相同的第二分壓電路，在進(jìn)行沖擊測試的過程中，同時(shí)采用外接示波器采集分壓電路與擬測試電壓轉(zhuǎn)換器輸入端連接的分壓器件的高電壓一端的電壓波形，以及第二分壓電路與分壓器件對(duì)應(yīng)的第二分壓器件的高電壓一端的電壓波形。例如，在本實(shí)施方式中，在由分壓電容C1和分壓電容C2構(gòu)成的電容分壓電路的兩端，并聯(lián)了由分壓電容C3和分壓電容C4構(gòu)成的第二電容分壓電路，并在分壓電容C2的高電壓一端連接示波器XSC1的2通道，在與分壓電容C2對(duì)應(yīng)的分壓電容C4的高電壓一端連接示波器XSC1的1通道，當(dāng)然，在本實(shí)施方式中，還通過將擬測試電壓轉(zhuǎn)換器輸出端與示波器XSC1的4通道連接，采用外接示波器XSC1采集電壓轉(zhuǎn)換器輸出端的電壓波形。

在上述電路結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行沖擊測試，沖擊測試裝置為完整結(jié)構(gòu)，在分壓電路的兩端施加有源電子式電壓互感器1.3倍額定電壓下開合斷路器，示波器采集信號(hào)可看出，分壓電容C4的高電壓一端的輸出信號(hào)良好，分壓電容C2的高電壓一端以及擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器輸出端均出現(xiàn)波形畸變。

參見圖4，在本實(shí)施方式中，將電壓波形采集器以及其下游的元件器移除沖擊測試裝置，在進(jìn)行沖擊測試的過程中，同時(shí)采用外接示波器采集擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器輸出端的電壓波形。結(jié)果與圖3所示的實(shí)施方式完全一致，那么，說明采集單元不會(huì)導(dǎo)致異常。

參見圖5，在本實(shí)施方式中，將擬測試電壓轉(zhuǎn)換器以及其下游的元器件移除沖擊測試裝置，再進(jìn)行沖擊測試，異常波形消失，可判斷分壓電路輸出無異常，出現(xiàn)故障是由擬測試的電壓轉(zhuǎn)換器所導(dǎo)致。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。