[发明专利]减小电压互感器和感应分压器初级绕组残余阻抗影响的方法

说明书

技术领域

本发明属于计量测试领域。本方法可减小激磁电流在电压互感器和感应分压器初级绕组残余阻抗上电压降的影响，从而大大提高了电压互感器和感应分压器的准确度，本发明特别适合于制造高准确度的低频电压互感器和低频感应分压器。

背景技术

电压互感器和感应分压器是电压比例器具，通常把一个较高的电压变成一个较低的电压，以便于进行测量，由于它准确度高，运行可靠，寿命长，所以在发电、输配电、用电、仪器仪表、自动化、继保等领域有广泛的应用。

由于电压互感器和感应分压器应用广泛，所以人们对它广有研究。图1为单级电压互感器或感应分压器，由于初级绕组残余阻抗上的电压降不能耦合到次级绕组中去，所以产生了较大的误差。图2为双级电压互感器或双级感应分压器。它们把初级绕组N₁残余阻抗上的电压降耦合至绕在2个铁心上的电压绕组N₃中去，此时电压绕组几乎无电流，因此电压绕组的残余阻抗上无电压降，而电压绕组与次级绕组是紧耦合的，所以次级绕组从电压绕组得到的电压将是准确的，为V₂＝V₁N₂/N₁或V₂＝αV₁N₂/N₁。图3为自耦式双级感应分压器，准确度比图2略高。

对图1所示的单级电压互感器或感应分压器，设初级绕组的残余阻抗为z₁＝r₁+jωI₁，初级绕组的感抗为Z₁，略计铁损，则由残余阻抗引入的误差为-z₁/Z₁，也称激磁误差。图2所示的电压互感器或感应分压器，设初级绕组N₁的残余阻抗为z₁，感抗为Z₁，电压绕组N₃的残余阻抗为z₃，感抗为Z₃，则由残余阻抗引入的双级互感器激磁误差为z₁z₃/[Z₁(Z₃-Z₁)]。感抗Z₃-Z₁为绕组N₃在附加铁心上的感抗，所以-z₃/(Z₃-Z₁)为绕组N₃的单级激磁误差，2个单级激磁误差之积(-z₁/Z₁)[-z₃/(Z₃-Z₁)]即为双级互感器激磁误差。可见，双级互感器绕组N₃和附加铁心的作用不是减小z₁的影响，而是把z₁上的压降取 出后耦合到次级绕组，这与本发明是不同的。图3所示的自耦式双级感应分压器，初级绕组残余阻抗的影响比图2小，其误差是由N₁绕组与N₂绕组各段间耦合不均匀引起的，各段残余阻抗不等引入误差不大。

如果在初级回路中引入一个电压，抵消电流在残余阻抗上的电压降，则初级电压完全加在初级绕组的电感上，这就消除了残余阻抗的影响，从而大大提高了互感器或感应分压器的准确度。

发明内容

本发明所述的”减小电压互感器和感应分压器初级绕组残余阻抗影响的方法”，其本质是引入一个补偿电压以抵消初级绕组残余阻抗上的电压降影响，这样，初级电压就相当于完全加在初级绕组的电感上，而电感上的电压可以按匝数比例关系耦合到与N₁紧耦合的其它绕组中去，于是其它绕组就得到消除了残余阻抗影响的输出电压。由检测绕组，电压跟随器和反相放大器组成一阶有静差系统自动抵消初级绕组残余阻抗上的电压降影响。

本发明是通过以下技术方案实现的：