[发明专利]电子式电压互感器的谐波准确度的测定方法及误差分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及谐波测量技术领域，具体地说，是一种电子式电压互感器谐波准确度的测定方法及误差分析方法。

背景技术

由于特殊装置(非线性负荷、柔性交流输电系统、轨道交通)的使用，电网上会产生谐波。谐波量与电网和电压水平有关。谐波对计量、品质测量和继电保护皆有影响。

电子式互感器用于系统量测或保护，是电网的核心元件。其谐波响应特性是谐波准确测量的关键因素。因此，对电子式互感器的谐波特性进行检测，掌握其谐波响应性能具有重要的理论意义和实践意义。

电子式互感器标准GB/T 20840.8-2007和IEC60044-8：2002对电子式互感器的谐波准确度（谐波测量准确度）提出了要求。标准GB/T20840.8-2007附录C中的C.4，对于电子式电压互感器的谐波测量准确级，按照其用途分为功率计量、品质测量和继电保护。其中，对谐波准确度要求最高的是用于功率计量时，功率计量时的谐波准确度要求如图1所示。按照计量检定规程的要求，测定装置的实际误差应不大于被检试品误差限值的1/5，结合图1的数据经计算可得，对电子式电压互感器的谐波准确度进行测定的测定装置的误差限值，如图2所示。

在现阶段，对电子式电压互感器的谐波准确度进行测定的测定装置或方法尚不存在，电子式电压互感器的谐波准确度的测定尚未开展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电子式电压互感器的谐波准确度的测定方法，可实现电子式电压互感器的谐波准确度整体校验，满足电子式互感器型式试验要求，真实有效地检测出电子式电压互感器的谐波响应特性。同时，提出依该测定方法所制作的测定装置的误差分析方法。

为了解决上述技术问题，一种电子式电压互感器谐波准确度的测定方法，包括以下步骤：

A：将电容分压器的高压侧与待测电子式电压互感器的一次侧并联，并施加谐波电压；

B：将所述电容分压器低压侧与电压跟随器连接并输出电压信号，将所述电压信号转换为第一数字信号并输入数据处理单元；

C：将所述待测电子式电压互感器输出的第二数字信号输入数据处理单元；

D：所述数据处理单元对所述第一数字信号和第二数字信号进行傅立叶变换，得到其频谱，包括幅值谱和相位谱；以第一数字信号为基准，计算出所述第二数字信号的幅值误差和相位角差，得到所述待测电子式电压互感器的谐波准确度。

进一步地，所述步骤C之后还包括，利用时钟同步电路获得同一时间的第一数字信号和第二数字信号。

进一步地，所述步骤B，通过高精度万用表或数据采集卡将所述电压信号转换为第一数字信号。

进一步地，所述同步时钟为高晶体振荡器DSA321SCA。

进一步地，所述数据处理单元为PC机。

进一步地，所述电容分压器由两个标准电容组成。

由于现有的谐波标准体系，无法进行高电压的谐波测量标准的溯源，本发明提供了一种电子式电压互感器谐波准确度的测定装置的误差分析方法，所述测定装置以电容分压器与电压跟随器为标准单元，测量电子式电压互感器的谐波特性，所述误差分析方法用于确定所述测定装置的精度，所述误差分析方法为，将所述电容分压器和所述电压跟随器的误差分别溯源。

包括如下步骤：

a：整体误差分析；

b：整体误差的不确定度分析。

其中，所述步骤a包括：

a1：确定电容分压器误差；

a2：确定电压跟随器误差；

a3：将电容分压器误差与电压跟随器误差进行合成，获得整体误差。

所述步骤b包括：

b1：确定由LCR电桥引入的不确定度分量;

b2：确定由校验系统引入的不确定度分量；

b3：确定由外部电磁场引入的不确定度分量；

b4：将b1~ b3获得的不确定度进行合成，获得整体误差的不确定度。

本发明的电子式电压互感器谐波准确度的测定方法的有益效果：

1．在频率100Hz～650Hz下，所建立的对电子式电压互感器的谐波准确度的测定方法能够满足标准GB/T 20840.8-2007和IEC60044-8：2002的要求，对电子式电压互感器的谐波准确度进行测定，且按照标准规定的测量参数，测定的能力能够覆盖耐受电压1000kV以下的电子式电压互感器产品；

2．弥补了国内检测手段的不足，对电子式电压互感器的谐波准确度提出要求，发掘电子式电压互感器在谐波功率计量、品质测量等方面的功能。