[发明专利]一种用于测量直流电压互感器高压臂电容值的方法

说明书

本发明公开了一种用于测量直流电压互感器高压臂电容值的方法，属于直流输电工程技术领域。本发明方法，包括：将参考电容分压器高压臂电容器和参考电容分压器低压臂可调电容器串联，作为参考电容分压器；将参考电容分压器的中压端接入交流测差仪后接入直流电压互感器的中压端，并将参考电容分压器的高压端接入直流电压互感器高压臂的一次电压端子，构建交流平衡电桥；将交流激励电源输出的电压，同时接入直流电压互感器一次电压端子和参考电容分压器的高压端；调节平衡电桥，使平衡电桥达到电位平衡，并获取测量数据，根据测量数据确定直流电压互感器高压臂电容值。本发明提高了高压臂电容值测试的稳定度。

技术领域

本发明涉及直流输电工程技术领域，并且更具体地，涉及一种用于测量直流电压互感器高压臂电容值的方法。

背景技术

直流电压互感器作为测量直流输电系统电压的重要设备，其主要作用是在满足一定准确度的要求下，将需要测量的极线的一次直流高压按照一定比例转换成满足二次测量系统和二次保护系统要求的低压信号，保证直流输电系统可靠、稳定、安全的运行。

直流电压互感器的一次本体一般采用阻容分压原理，其高压臂主要承受极线上的额定电压和暂态过电压，类似一只尺寸巨大的电阻器和电容器的组合，直流电压互感器依据不同的电压等级，其一次本体部分的高度尺寸从数米至十数米不等，准确测量直流电压互感器一次本体的阻容参数存在方法和能力上的困难。

目前，直流输电工程中，直流极线和中性线的一次电压均采用直流电压互感器进行测量。直流电压互感器的一次本体基于阻容分压器原理，实际上就是一只阻容分压器。一次的高电压和二次的中压电压均以低压臂的接地端作为电气参考点，是一种典型的分压型的高压测量设备。其中，其高压臂由若干高压电阻器和高压电容器串联和并联组成，一次高电压主要由高压臂承受。

并联电容器在直流电压互感器中有两种主要作用：

1.均衡电场，利用电容器在暂态过程中两端电压维持不变的特性，在一次暂态过程中，均衡直流电压互感器垂直方向的电场。

2.改善频率特性，阻容分压器具有从直流到高频的频率响应特性，主要依赖于阻容分压器高低压臂的阻抗特性的匹配，并联电容器在高低压臂阻抗匹配上起到非常重要的作用，直流电压互感器的上述特性有赖于高低压臂电阻器和电容器元件各项参数的准确测量，然而，直流电压互感器的高压臂电容值的准确测量至今仍是比较困难的问题，迄今未有有效可靠的测试方法和测试仪器对直流电压互感器的高压臂电容量进行准确测量。

主要问题有：

1.抗干扰问题。高压臂物理尺寸巨大，测试导线长，测试回路大，常规RLC电桥一般用于电子元器件等低电压参数测试，测试电平一般在伏级，测试电流一般在nA级～mA级，用于直流电压互感器的高压臂电容量测试时，易受电磁环境干扰，测量准确度不可信。

2.并联的电阻器对电容值测量的干扰问题。直流电压互感器高压臂电阻器和电容器由若干单元电阻器和电容器串并联构成，属于典型的无源RC网络，且物理上不可解开，高压臂电阻值的设计值一般在数百MΩ～GΩ之间，高压臂电容器的绝缘电阻在数十GΩ左右，两项电阻值参数的数量级的差异接近，在常规电容量测试方法中，将高压臂电阻值按照电容器的绝缘电阻处理，造成电容量测试结果的不准确。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于测量直流电压互感器高压臂电容值的方法，包括：

将参考电容分压器高压臂电容器和参考电容分压器低压臂可调电容器串联，作为参考电容分压器；

将参考电容分压器的中压端接入交流测差仪后接入直流电压互感器的中压端，并将参考电容分压器的高压端接入直流电压互感器高压臂的一次电压端子，构建交流平衡电桥；

将交流激励电源输出的电压，同时接入直流电压互感器一次电压端子和参考电容分压器的高压端；