[发明专利]基于电子式电压互感器传递过程仿真的电压暂态测试方法

说明书

本发明针对现有输变电线路和变电站中电容分压型电子式电压互感器电压的暂态过程不易模拟，开关拉合过程并不能反应其真正的暂态阶跃过程，直接一次暂态过程的测试还不现实的问题，提供一种基于电子式电压互感器传递过程仿真的电压暂态测试方法。该方法，包括：通过仿真软件建立系统的仿真模型，并将仿真的一次电压数据发送至测试主机；建立待测试的电子式电压互感器的仿真物理模型，将仿真物理模型的电容值和仿真的一次电压数据缩小；测试主机对软件积分结果和仿真物理模型积分环节结果的误差值进行分析。本发明通用性强可以兼容电子式电压互感器的硬件积分与软件积分两种模式。

技术领域

本发明涉及电子式电压互感器暂态特性仿真测试相关技术领域，具体地说，针对电容分压的电子式电压互感器暂态特性测试，涉及一种基于电子式电压互感器传递过程仿真的电压暂态测试方法。

背景技术

在输变电线路和变电站中，电容分压型电子式电压互感器(ECVT)作为电力系统一次侧输入电压的传感设备已得到了广泛的使用，ECVT性能的好坏直接影响到继电保护、故障测距、监控等二次侧设备的正常工作。

ECVT的传感头具体结构组成如图1所示，主要包括电容分压器，一、二次电容分压器是ECVT实现电压测量功能的核心环节。电容分压器通过两个电容器C₁和C₂对一次侧的高压进行分压，从而得到二次侧低压。为了改善暂态性能，提高测量精度，通常在低压电容的两端并联一个精密的取样电阻R。如图2所示，电容分压器二次电压U₂为一次电压U₁的微分，因此在电容分压器输出侧加上积分环节即可实现对一次电压的测量。

国内电子式电压互感器的暂态测试基本都是在西安高压电器研究院进行测试，电子式电压互感器没有暂态测试项目，但电容分压原理的电子式电压互感器由于受其微分到积分的影响，而电压在故障时的还原过程会伴随着一个比较大的直流分量，这个直流分量对一些快速距离保护会产生比较大的影响。过去几年内已经发生了若干起由于电子式电压互感器暂态过程的直流分量导致距离保护的暂态超越故障的发生，这种情况不得不引起足够的重视。由于常规电压互感器并没有这个特性所以暂态特性测试工作一直没有开展，没有测试手段可以借用，所以目前必须开展电子式电压互感器的暂态性能研究以提高变电站的运行可靠性。

由于电压的暂态过程不易模拟，开关拉合过程并不能反应其真正的暂态阶跃过程，直接一次暂态过程的测试还不现实，只能采用一二次结合仿真的方法来实现电子电压互感器的暂态测试，目前关于电子式电压互感器的系统仿真暂态测试还是一片空白。

发明内容

本发明针对现有输变电线路和变电站中电容分压型电子式电压互感器，电压的暂态过程不易模拟，开关拉合过程并不能反应其真正的暂态阶跃过程，直接一次暂态过程的测试还不现实的问题，提供一种基于电子式电压互感器传递过程仿真的电压暂态测试方法。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种基于电子式电压互感器传递过程仿真的电压暂态测试方法，所述电子式电压互感器为电容分压的电子式电压互感器，其特征在于，包括：

通过仿真软件建立待测试的电子式电压互感器所在系统的仿真模型，按照真实系统故障仿真其电压在故障时的变化过程，并将仿真的一次电压数据发送至测试主机；

建立待测试的电子式电压互感器的仿真物理模型，仿真物理模型的电容值相对待测试的电子式电压互感器电容值进行缩小，测试主机将仿真的一次电压数据等比缩小后输出至仿真物理模型的一次侧；

测试主机采集仿真物理模型二次侧微分电压信号作为测试标准信号源，并对测试标准信号源进行软件积分，通过对软件积分结果和仿真物理模型积分环节结果的误差值进行分析，完成电子式电压互感器电压暂态测试。

本发明中，所述仿真软件通过上位机搭载，仿真的一次电压数据通过上位机发送至测试主机。