[发明专利]基于SF6气体绝缘高压标准电容器的工频高压测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种工频高压测量技术，特别是涉及一种基于SF6气体绝缘高压标准电容器的工频高压测量装置。

背景技术

现有的工频高压测量技术主要包括电磁式(PT)和电容或电阻分压式传感技术，近年来国内外也出现了较为先进的光学(OVT)一次电压传感技术，也有专利和文献提出电容或电阻串接空心线圈和电容或电阻串接小电流互感器TA构成的一次电压传感器等一系列工频高压测量技术手段。

电磁式电压互感技术具有在线性范围内测量准确度高、制造工艺成熟、实验校验规范、有国家标准可以依据等优点，但受其传感机理的限制，主要存在的问题有绝缘结构复杂、动态范围窄、容易引起铁磁谐振、体积大、造价高，对小信号测量精度低，易受到外界环境因素干扰。

电容或电阻分压式一次电压传感技术的传感原理是基于电容或电阻分压原理，被测高压直接加于高压臂电容或电阻上，而后在低压臂获得与一次高压成正比的小电压。电容或电阻分压式一次电压传感技术的缺点在于对电阻电容的要求成本较高，电容器及低压引线存在杂散电容，分压比随着电压等级不同高达数万或数十万倍，低压侧传输小二次电压信号，负载能力有限，引线压降影响测量精度，容易受到外界温度、磁场等因素的干扰。大电容与高阻并联存在滞留电荷，影响暂态误差，大电容与小电阻并联参数与器件选取复杂，影响测量精度。

光学一次电压传感技术主要利用光学材料的物理特性，主要分为基于泡克尔斯(Pockels)效应的电子式电压互感技术和逆电压效应型电子式电压互感技术。但由于对材料和检测设备要求极高，晶体易受震动、环境温度等因素影响，其稳定性和可靠性需进一步加强。

而基于电阻或电容与空心线圈或小TA串联所构成的一次电压互感技术，由于小TA或空心线圈的引入，会在一定程度上对互感器精度及角差比差造成影响。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种结构简单、体积小、抗干扰能力强、测量精度高、暂态性能好、无铁磁谐振、受温度影响极小的基于SF6气体绝缘高压标准电容器的工频高压测量装置。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

基于SF6气体绝缘高压标准电容器的工频高压测量装置，包括电流电压转换电路、采集卡和光纤通信设备，其特征在于：还包括高压标准电容器，所述高压标准电容器与电流电压转换电路直接串联连接，所述采集卡与电压电流转换电路连接，采集电压电流转换电路的输出电压，所述光纤通信设备与采集卡连接通信。

2、根据权利要求1所述的基于SF6气体绝缘高压标准电容器的工频高压测量装置，其特征在于：所述电流电压转换电路包括TVS管、第一级运算放大器、第二级运算放大器、第一反馈电阻R_J、输入电阻R₁和第二反馈电阻R₂，所述第一级运算放大器输入端并接TVS管后作为电流电压转换电路的输入端，所述第一级运算放大器的输出端通过第一反馈电阻R_J与第一级运算放大器反向输入端连接，所述第一级运算放大器的输出端通过输入电阻R₁与第二级运算放大器反向输入端连接，第二级运算放大器正向输入端接地，所述第二级运算放大器的输出端通过第二反馈电阻R₂与第二级运算放大器反向输入端连接，所述第二级运算放大器输出端输出的电压作为基于高压标准电容器的工频高压测量装置的输出电压。

前述的基于SF6气体绝缘高压标准电容器的工频高压测量装置，其特征在于：在第一反馈电阻R_J两侧并联有电容C_J。

前述的基于SF6气体绝缘高压标准电容器的工频高压测量装置，其特征在于：所述电流电压转换电路输入端直接接在高压标准电容器末端和大地之间。

前述的基于SF6气体绝缘高压标准电容器的工频高压测量装置，其特征在于：所述高压标准电容器采用SF6气体高压标准电容器。

本发明所达到的有益效果：

1、选取市场中已知型号的高压标准电容器，与电力系统中各个电压等级配合使用，直接接入电流变电压运算放大器，由于运算放大器的输入阻抗极低可近似为零，消除了空心线圈或小电流互感器等效到电容回路的等效电感和等效电阻及本身误差引起的一次电压互感器的复合数值误差和相角误差，进一步提高了基于高压标准电容器的工频高压测量技术的测试精度。