专利名称：基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法
技术领域：
本发明涉及一种基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方 法，属电能计量技术领域。
背景技术：
2007年5月28日开始实施的JJG1021-2007《电力互感器》检定规程中规定“检 定三相五柱电压互感器，应施加三相高压电源，在被测相与地间接入标准电压互感器，被测 相二次绕组接入电压负荷箱，用比较法测量误差。”从原理上讲，三相三柱型、抗铁磁谐振型、经消弧线圈接地型电压互感器检定时都 应施加三相高压电源进行误差测定，现场检定三相电压互感器检定时需要①设备一台三 相自偶调压器、2台单相自偶调压器、6台电压互感器负荷箱、一台互感器校验仪、电压相序 表 ’②人员经验丰富的专业人员来完成大量设备间的连接线；③环境条件需要三相电 源。由于上述对设备、人员及环境条件的要求难以满足，上述设备多数为铜、铁构成的电磁 类笨重设备难以组合，由于上述原因，到目前为止，我国几乎所有的电能计量检定机构几乎 都没有三相电压互感器检定装置，更没有适合现场使用的便携式三相电压互感器现场检定 装置，致使几乎所有计量用三相五柱型、三相三柱型、抗铁磁谐振型、经消弧线圈接地型电 压互感器在未按规程要求检定的情况下投入运行，而计量用互感器是《计量法》规定的强制 性检定计量器具。因此，研究开发基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器 检定方法对改变上述局面，具有重要意义。现有三相电压互感器检定方法主要存在以下不足1)采用单相法检定，不能满足 规程“应施加三相高压电源”的要求；2)由单相设备构成，需用设备多，设备笨重，设备连 接线多，易出现错误接线，劳动强度大，效率低；3)现场检定时很难找到三相电源，即使有 也很难满足三相电压的平衡对称，还要对三相电压进行核相以确保电源电压的相序应和被 校互感器标明的相序一致；4)由单相设备构成，无法实现检定过程的自动化，检定数据无 法上传。

发明内容
本发明的目的是针对现有三相电压互感器检定方法存在的诸多不足，提出一种基 于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法，以解决采用施加三相高压 电源检定电压互感器的传统方法，并且实现设备简单、操作方便等要求。本发明的技术方案是，根据检定装置所设置试品主二次和其他二次的额定负荷， 控制装置电阻的接线方式，输出适当的负荷；在各二次绕组均空载下，测得电压互感器主二 次的空载误差为(&、S ^，其中&为误差同向分量，S C1为误差正交分量；在其他二次空载 和主二次带功率因数为1的负荷SH(C0ScK = 1、SH)下，测得主二次的的误差为(fH、δΗ)； 在主二次空载和继电保护用二次绕组带功率因数为1的负荷SP(C0ScK= 1、SP)下，测得主二次的误差为(fp、δ p)；按电压互感器负荷误差曲线推算公式计算，在主二次额定负荷Sx， 008φχ = 0.8 ；其他二次额定负荷Spx，COSCj5px = 0.8条件下，主二次的误差(fu、δ υ)。本发明基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法的流程 如图1所示，检定方法步骤如下第一步各二次绕 组均设置为空载，在此状态下测得电压互感器主二次的空载误 差为(fQ、δ0)；显示并存储该值；第二步根据检定装置所设置的主二次额定负荷Sx，选择适当的Coscj5 = 1的负 荷，当Sx彡30VA时选择Sh = 10VA,当35彡Sx彡60VA时选择Sh = 30VA,并切换至主二次 回路；第三步在其他二次空载和主二次带功率因数为1的负荷SH(C0S(K = 1、Sh)下， 测得主二次的的误差为(fH、δΗ)；显示并存储该值。第四步根据检定装置所设置的其他二次额定负荷Sxp，选择适当的COSCj5 = 1的 负荷并切换至主二次回路，当Sxp彡30VA时选择Sp = 10VA,当35彡Sxp彡60VA时选择Sp =30VA ；第五步在主二次空载和继电保护用二次绕组带功率因数为1的负荷SP(C0S(K = 1、SP)下，测得主二次的误差为(fp、δ ρ)；显示并存储该值；第六步将上述三种负荷状态下测得主二次的误差值(fQ、δ 0)、(fH、δ Η)、(fp、δ ρ) 代入以下电压互感器负荷误差曲线推算公式
Λ U - L)+^ -15 )]-会-15 )(%) ①
^ +-Xh。s(n)]+务[字U-Λ)-。艰-、)]}。②计算出在主二次额定负荷Sx，COSCj5 x = 0.8 ；其他二次额定负荷Spx，COSCj5px = 0.8 下的主二次的误差(fu、S U)。图1所示为基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法整 体流程图。为方便检测，本发明在选择负荷时使用三只线绕纯电阻，通过控制电阻的接线方 式来形成不同负荷的组合，用一套程控负荷满足了检定过程中主二次绕组和其他二次绕组 对负荷的需求。将三组有抽头的无感电阻(每组1000 Ω )分别组合成三角形和星形的接线连接方 式，三相程控负荷箱的负荷变化由继电器控制调节。当组合成三角形接法时，各电阻器二端 的电压为线电压，即IOOV ；当组合成星形接法时，各电阻器二端的电压为相电压，S卩100/
V。电压互感器二次负荷3 = #/2，当2 = 333.33 0时，则同一个电阻在不同的接线方式 下表征的电压互感器二次负荷分别为30VA和10VA。控制继电器触点J的开断，即可完成负 荷量程的扩展，由此，在不增加电阻器的情况下，可形成3. 33VA，10VA, 15VA, 30VA, 45VA负 荷量程的组合。图2所示为程控负荷示意图，其中R1、R2、R3均为带抽头的无感电阻，阻值 均为IK Ω Jl为单刀双掷继电器；J2为双刀双掷继电器；J3为三刀单掷继电器；J4为单刀 单掷继电器。
本发明的有益效果在于通过引入电压互感器负荷误差曲线外推法，合理确定装置程控负荷的接线方式，用一套程控负荷满足了检定过程中主二次绕组和其他二次绕组对 负荷的需求。由纯电阻构成的负荷具有线性好，温度系数小准确度等级高，体积小便于集成 等优点。由于外推算法具备一定的负荷及功率因数选择性，使得装置检定方式更为灵活，适 合于各种运行方式下电压互感器误差的推算。
本发明适用于现场及实验室检定各类三相电压互感器。


图1为基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法整体流 程图。图2为程控负荷示意图。图中R1、R2、R3均为带抽头的无感电阻，阻值均为1ΚΩ或1/3ΚΩ Jl为单刀双掷 继电器J2为双刀双掷继电器；J3为三刀单掷继电器；J4为单刀单掷继电器。
具体实施例方式本发明通过对TYDllO/力-0.02W3电容式三相电压互感器采用电压互感器负荷 误差曲线外推法测试进行实施。被测互感器的参数见表1。表1三相电压互感器参数 按本发明基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法(1)各二次绕组均设置为空载，在此状态下测得电压互感器主二次的空载误差
(fo> δ 0)；(2)根据检定装置所设置的主二次额定负荷Sx，选择cos Φ = 1的负荷，当选择Sh =10VA，并切换至主二次回路；(3)在其他二次空载和主二次带功率因数为1的负荷Sh(cos ΦΗ= 1、Sh)下，测得 主二次的的误差为(fH、δΗ)；(4)根据检定装置所设置的其他二次额定负荷Sxp，选择cos Φ = 1的负荷，当选择 Sp = 30VA，并切换至主二次回路，；(5)在主二次空载和继电保护用二次绕组带功率因数为1的负荷SP(C0S(K = 1、 Sp)下，测得主二次的误差为(fp、δ ρ)；(6)将上述三种负荷状态下，分别按80%、100%、120%的Un (额定电压)条件下， 测得主二次的误差值(f0、δ 0)、(fH、δ Η)、(fp、δ Ρ)，测量数据见表2所示。表2推算法测试数据
(7)将上述三种负荷状态下，测得主二次的误差值(f0、δ。)、(fH、δ H)、(fp、δ ρ)，
代入电压互感器负荷误差曲线推算公式 获得推算法计算结果的上限负荷误差和下限负荷误差，见表2的左边部分。(8)按JJG1021-2007《电力互感器》检定规程要求检定，上限负荷计量绕组带 cos Φ =0.8,100VA ；测量绕组带cos Φ =0.8, IOOVA0下限负荷计量绕组带cos Φ =0.8, 2. 5VA ；其他绕组空载，测量上限负荷误差和下限负荷误差。测得的误差值见表3右边部分。表3推算法结果与检定结果比较表 由表3分析可见，推算法计算的结果与按《电力互感器》检定规程检定的结果相差 很小，二者之差完全在实际允许的情况下。而基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相 电压互感器检定方法相比《电力互感器》检定规程的检测方法却要简便得多。因此，本发明 为三相电压互感器的检定提供了一个十分简便而又准确可行的方法，适用于三相电压互咸 器的现场检定。
本发明适用于现场及实验室检定各类三相电压互感器 。
权利要求
一种基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法，其特征在于，所述方法步骤如下第一步各二次绕组均设置为空载，在此状态下测得电压互感器主二次的空载误差为(f0、δ0)；显示并存储该值；第二步根据检定装置所设置的主二次额定负荷Sx，选择适当的cosφ＝1的负荷，当Sx≤30VA时选择SH＝10VA，当35≤Sx≤60VA时选择SH＝30VA，并切换至主二次回路；第三步在其他二次空载和主二次带功率因数为1的负荷SH(cosφH＝1、SH)下，测得主二次的的误差为(fH、δH)；显示并存储该值。第四步根据检定装置所设置的其他二次额定负荷SxP，选择适当的cosφ＝1的负荷并切换至主二次回路，当SxP≤30VA时选择SP＝10VA，当35≤SxP≤60VA时选择SP＝30VA；第五步在主二次空载和继电保护用二次绕组带功率因数为1的负荷SP(cosφP＝1、SP)下，测得主二次的误差为(fP、δP)；显示并存储该值；第六步将上述三种负荷状态下测得主二次的误差值(f0、δ0)、(fH、δH)、(fP、δP)代入以下电压互感器负荷误差曲线推算公式计算出在主二次额定负荷Sx，cosφx＝0.8；其他二次额定负荷Spx，cosφpx＝0.8下的主二次的误差(fU、δU)。FSA00000135708500011.tif,FSA00000135708500012.tif
2.根据权利要求1所述的一种基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感 器检定方法，其特征在于，所述方法使用三只线绕纯电阻，通过控制电阻的接线方式来形成 不同负荷的组合，用一套程控负荷满足了检定过程中主二次绕组和其他二次绕组对负荷的 需求。
全文摘要
一种基于电压互感器负荷误差曲线外推法的三相电压互感器检定方法，本发明方法根据检定装置所设置试品主二次和其他二次的额定负荷，控制装置电阻的接线方式，输出适当的负荷；在各二次绕组均空载下，测得电压互感器主二次的空载误差为(f0、δ0)；在其他二次空载和主二次带功率因数为1的负荷SH(cosφH＝1、SH)下，测得主二次的误差为(fH、δH)；在主二次空载和继电保护用二次绕组带功率因数为1的负荷SP(cosφP＝1、SP)下，测得主二次的误差为(fP、δP)；按电压互感器负荷误差曲线推算公式计算(主二次额定负荷Sx，cosφx＝0.8；其他二次额定负荷Spx，cosφpx＝0.8)下，主二次的误差(fU、δU)。本发明适用于现场及实验室检定各类三相电压互感器。
文档编号G01R35/02GK101872007SQ20101019603
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者李东江, 赵江宁, 靳绍平 申请人:江西省电力科学研究院