[发明专利]一种分析杂散电容对电容式电压互感器准确度影响的方法

说明书

本发明涉及一种分析杂散电容对电容式电压互感器准确度影响的方法，包括：构造电容网络矩阵；建立带有杂散电容的电容式电压互感器有限元仿真模型；根据所述杂散电容有限元仿真模型和所述电容网络矩阵对杂散电容参数进行提取；根据所述电容网络矩阵和所述杂散电容参数列写电容网络矩阵；根据所述列写的电容网络矩阵确定杂散电容邻近效应后电容式电压互感器中电容分压器的实际变比；根据所述实际变比确定杂散电容对电容式电压互感器产生的附加误差。本发明技术方案定量地研究杂散电容对邻近效应的影响，进而为CVT电气参数的设计提供指导，辅助更高精度、更高电压等级CVT的研究设计。

技术领域：

本发明涉及电力系统互感器装置领域，更具体涉及一种分析杂散电容对电容式电压互感器准确度影响的方法。

背景技术：

电容式电压互感器(CVT)由于具有绝缘强度高、能够降低雷电冲击波头陡度、不会与系统发生铁磁谐振、造价低且能兼作耦合电容器用于电力线载波通信等优点，在电力系统领域内应用广泛，电压范围已覆盖35kV～1000kV，在110kV及以上高电压等级市场占有率达到90％以上。随着电力市场交易的发展，对电能的计量要求越来越高，研制高精度的电容式电压互感器已成必然。

影响CVT准确度的因素有很多，包括电磁单元误差、电容分压器误差以及频率、温度、邻近效应引起的附加误差。其中，邻近效应带来的附加误差是由于周围接地体或带电体与CVT之间存在杂散电容，导致电容分压器的实际分压比与理想分压比偏离，从而使准确度降低。且随着电压等级的增高，杂散电容引起的附加误差增大，有文献指出，1000kV CVT实际运行时，邻近效应带来的附加误差达0.3％左右，对CVT准确度的影响不容忽略。因此分析杂散电容对CVT准确度的影响对研制高精度CVT有重要意义。

然而，目前国内外对杂散电容引起的附加误差仅有一些试验方法或近似的理论计算，尚未有系统的方法进行研究。本发明提供了一种分析杂散电容对CVT准确度影响的方法。采用场路结合的计算方法，先提取CVT的杂散电容，再建立CVT的等效电路模型，计算实际分压比，得出邻近效应对CVT产生的附加误差。

发明内容：

本发明的目的是提供一种分析杂散电容对电容式电压互感器准确度影响的方法，定量地研究杂散电容对邻近效应的影响，进而为CVT电气参数的设计提供指导，辅助更高精度、更高电压等级CVT的研究设计。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种分析杂散电容对电容式电压互感器准确度影响的方法，包括：

构造电容网络矩阵；

建立带有杂散电容的电容式电压互感器有限元仿真模型；

根据所述杂散电容有限元仿真模型和所述电容网络矩阵对杂散电容参数进行提取；

根据所述电容网络矩阵和所述杂散电容参数列写电容网络矩阵；

根据所述列写的电容网络矩阵确定杂散电容邻近效应后电容式电压互感器中电容分压器的实际分压比；

根据所述实际分压比确定杂散电容对电容式电压互感器产生的附加误差。

根据使用瑞利里兹法构造对于完全由电容器构成的电网络的电容网络方程；所述电容网络系统的总势能为所有电容器的介质储能和工作势能之和。

所述总势能通过下式确定：

其中，电容器的电介质储能为工作势能为假设电容网络系统中总共有n+1个导体数，令大地为第0号导体，为导体i、j的电位，则为它们的电位差，c_ij为导体i、j之间的杂散电容，q_i为导体i的电荷量；其中：

将总势能写成矩阵形式：