[发明专利]调节串联谐振电源品质因数电路及其测试方法

说明书

本发明涉及一种调节串联谐振电源品质因数电路及其测试方法，包括实验电源、调压器、升压器、回路等效电阻、电抗器、匹配电容器、被试回路等效电容、被试电压互感器和标准电压互感器，实验电源与调压器的输入端相连，调压器的输出端与升压器的低压输入端相连，升压器的高压输出端与回路等效电阻相连，回路等效电阻与电抗器串联，电抗器与匹配电容器串联，匹配电容器与升压器的一次低端相连；被试回路等效电容并联在匹配电容器的两端。本发明采用基础电容加等电容量值间隔的三点法逐次逼近谐振点，分别测量其品质因数，根据三组数据判断三点与串联电路谐振点的关系后选择下一个电容值，逐步逼近串联电路的谐振点至品质因数大于品质因数最小值为止。

技术领域

本发明涉及一种调节串联谐振电源品质因数电路及其测试方法，特别适是一种用于电压互感器现场检定的调节串联谐振电源品质因数电路及其测试方法。

背景技术

电压互感器是国家要求强制检定的工作计量器具，电压互感器的现场检定工作是电压量值传递工作的重要环节，是保证现场使用的电压互感器计量准确的重要手段。电压互感器的现场检定试验需要在设备停电的情况下测量电压互感器在不同电压测量点下的误差，因此需要可调节电压的试验电源设备。一般采用串联谐振电源作为电压互感器现场检定时的试验电源。串联谐振电源与传统的试验变压器相比，在提供相同电压的情况下大大减小了设备的重量和体积，同时对现场试验电源箱的容量要求也较低。这一特点使得串联谐振设备在电力试验中获得了广泛的应用。

由于不同现场的被试电压互感器回路电容量值变化范围较大，因此对不同现场的电压互感器进行检定时需要匹配一定量值的电容器和电抗器以使电路达到近似谐振状态。串联谐振电路发生谐振时，电容器(或电抗器)的电压与输入的电源电压之比称为串联谐振电路的品质因数。品质因数越高，同样的输入电压可以在电容器(或电抗器)上获得更高的输出电压。为了获得较高的输出电压，现场检定电压互感器时通常采用调节电容器的电容值(或调节电抗器的电抗值)来调节串联谐振电路的品质因数。一般调节品质因数是试探性调节，直到品质因数满足要求为止，调节过程无章可循，调节过程复杂，且不易获得较高的品质因数。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种调节串联谐振电源品质因数电路及其测试方法。本发明使用一组电容器、电抗器与呈电容性的被试电压互感器回路组成串联谐振电路，通过调节电容器的电容值来调节谐振电路的品质因数，以使串联谐振设备的品质因数满足电压互感器现场检定试验的要求。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种调节串联谐振电源品质因数电路，其特征在于：包括实验电源、调压器、升压器、回路等效电阻、电抗器、匹配电容器、被试回路等效电容、被试电压互感器和标准电压互感器，实验电源与调压器的输入端相连，调压器的输出端与升压器的低压输入端相连，升压器的高压输出端与回路等效电阻相连，回路等效电阻与电抗器串联，电抗器与匹配电容器串联，匹配电容器与升压器的一次低端相连，升压器的一次低端接地；被试回路等效电容并联在匹配电容器的两端；被试电压互感器并联在匹配电容器的两端，被试电压互感器并联在被试回路等效电容的两端；标准电压互感器并联在匹配电容器的两端，标准电压互感器并联在被试电压互感器的两端，标准电压互感器并联在被试回路等效电容的两端。

本发明所述匹配电容器的高压端、被试回路等效电容的高压端、被试电压互感器的高压端和标准电压互感器的高压端均与电抗器相连。

本发明所述匹配电容器的低压端、被试回路等效电容的低压端、被试电压互感器的低压端和标准电压互感器的低压端均与升压器的一次低端相连。

一种调节串联谐振电源品质因数电路的测试方法，其特征在于：

R是回路等效电阻的电阻值，L是电抗器的电抗值，C_X是匹配电容器的电容值，C₀是被试回路等效电容的电容值，为被试回路等效电容两端的电压的有效值，为升压器的一次低端和升压器的高压输出端之间的电压，ω为实验电源的角频率，j为虚数单位；