[发明专利]电容式电压互感器的母线电压相位测量装置及方法

摘要

本发明涉及一种电容式电压互感器的母线电压相位测量装置及方法，该装置包括第一电流互感器、第二电流互感器和电流向量采集计算单元，该方法包括以下步骤将第一电流互感器、第二电流互感器分别接入电容式电压互感器的中压电容的接地端和中间变压器的接地端；第一电流互感器、第二电流互感器分别将耦合到的电流信号送入电流向量采集计算单元，对采集的电流信号进行放大、滤波等处理，并转换为数字信号，然后通过数值计算得到电容式电压互感器的母线电压的瞬时相位。该装置及方法不仅测量准确，实时性好，而且接线简单，对电容式电压互感器影响小，安全可靠。

主权项

一种电容式电压互感器的母线电压相位测量装置，其特征在于，包括：第一电流互感器，所述第一电流互感器接入电容式电压互感器的中压电容的接地端，用于采集中压电容接地电流；第二电流互感器，所述第二电流互感器接入电容式电压互感器的中间变压器的接地端，用于采集中间变压器接地电流；电流向量采集计算单元，所述电流向量采集计算单元与所述第一电流互感器、第二电流互感器的输出端相连接，以对采集的电流信号进行处理，并转换为数字信号，然后通过数值计算得到电容式电压互感器的母线电压的瞬时相位；所述电流向量采集计算单元包括信号处理电路、模数转换器和数字信号处理器，所述第一电流互感器、第二电流互感器的输出端分别与一所述信号处理电路的输入端相连接，所述两信号处理电路的输出端分别与所述模数转换器的输入端相连接，所述模数转换器的输出端与所述数字信号处理器的输入端相连接；所述电容式电压互感器包括分压电路，所述分压电路包括分压电容C1和分压电容C2，所述分压电容C1即为高压电容C1，所述分压电容C2即为中压电容C2；采用所述母线电压相位测量装置测量所述电容式电压互感器的母线电压相位的方法，包括以下步骤：(1)将第一电流互感器、第二电流互感器分别接入电容式电压互感器的中压电容的接地端和中间变压器的接地端；(2)第一电流互感器将耦合到的电流信号送入一个信号处理电路，第二电流互感器将耦合到的电流信号送入另一个信号处理电路，对输入的电流信号进行放大、滤波处理；(3)信号处理电路分别将处理之后的电流信号送入模数转换器，将电流信号转换为数字信号；(4)模数转换器将采样得到的数字信号送入数字信号处理器，通过数值计算得到电容式电压互感器的母线电压的瞬时相位θ；当Im((K‑1)(Ic+IL)(1+jtanδ1)+Ic(1+jtanδ2))＜0时，所述母线电压的瞬时相位θ为：θ=actan[-Re((K-1)(Ic+IL)(1+jtanδ1)+Ic(1+jtanδ2))Im((K-1)(Ic+IL)(1+jtanδ1)+Ic(1+jtanδ2))]]]>当Im((K‑1)(Ic+IL)(1+jtanδ1)+Ic(1+jtanδ2))＞0时，所述母线电压的瞬时相位θ为：θ=π+actan[-Re((K-1)(Ic+IL)(1+jtanδ1)+Ic(1+jtanδ2))Im((K-1)(Ic+IL)(1+jtanδ1)+Ic(1+jtanδ2))]]]>其中，K表示分压比，Ic表示流过中压电容C2的电流，IL表示流过中间变压器一次侧电流，j表示复数虚部，δ1、δ2分别表示分压电容C1、C2的介质损耗角，电容式电压互感器在正常工作时，分压电容C1的介质损耗因数为tanδ1，分压电容C2的介质损耗因数为tanδ2，分压比为K＝(C1+C2)/C1，Re()、Im()分别表示复函数的实部和虚部。