[发明专利]一种制备自供电的电容式电压互感器及其误差补偿方法

说明书

一种制备自供电的电容式电压互感器及其误差补偿方法，包括电容分压器，中压变压器，电压功放，电压互感器，取能电容，限压电路和DC/DC电源模块；电容式电压互感器的一次端子接入的高电压经电容分压器分压成低电压作为输入信号输至电压功放的输入端，电压功放将低电压信号放大后输至中压变压器原边绕组，电压互感器采集中压变压器副边绕组的电压作为反馈信号输入至电压功放；取能电容、限压电路和DC/DC电源模块将高电压降压整流经过限压保护后产生正负供电电源给电压功放供电；本发明提出的电容式电压互感器实现对二次端子串接负载导致的负载误差进行自动补偿，保证电容式电压互感器的线性度和准确度。

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，更具体地，涉及一种制备自供电的电容式电压互感器及其误差补偿方法。

背景技术

电容式电压互感器，包括电容分压器、补偿电抗器和中压变压器，结构原理简单，无电子器件，无电磁干扰问题，因而在电力系统中得到广泛引用。

现有技术中，“一种改善电容式电压互感器暂态误差的方法”(CN113156360A)，根据电容式电压互感器的物理结构推导出电容式电压互感器的等值电路；搭建电容式电压互感器暂态误差模型；输出真实暂态误差曲线；在电容式电压互感器的等值电路二次侧串接一个虚拟电容式电压互感器暂态误差补偿装置，构成虚拟电容式电压互感器暂态误差模型；通过参数辨识方法得出虚拟电容式电压互感器暂态误差模型的最优参数，使得虚拟电容式电压互感器暂态误差模型输出的虚拟暂态误差曲线，与真实暂态误差曲线最为拟合逼近；将真实暂态误差曲线减去虚拟暂态误差曲线，即可改善电容式电压互感器的暂态误差，提高了电压测量的准确度。然而，电容式电压互感器由于补偿电抗器的非线性、中压变压器的非线性，往往会造成电压互感器在80～120％U_n工作电压范围内的误差具有非线性问题，即误差随着一次电压U_n的变化而呈非线性变化。此外，由于中压变压器的副边绕组侧需要接入计量表计，计量表计进行测量的同时也需要副边绕组给计量表计供电，因此电压互感器会输出相应的供电电流，电压互感器的输出电压也会由于计量表计负荷的大小而变化，从而产生电压互感器的误差，严重的还会造成满载误差与轻载误差不能同时兼顾的现象。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种制备自供电的电容式电压互感器及其误差补偿方法，实现对二次端子串接负载导致的负载误差进行自动补偿，保证电容式电压互感器的线性度和准确度。

本发明采用如下的技术方案。

本发明一方面提出了一种制备自供电的电容式电压互感器。电容式电压互感器包括电容分压器和中压变压器；电容分压器包括高压电容器和中压电容器，高压电容器的一端连接电容式电压互感器的一次端子，高压电容器的另一端、中压电容器的一端均与中压变压器的原边绕组的一端连接，中压电容器的另一端和中压变压器的原边绕组的另一端均接地，中压变压器的副边绕组的两端分别连接电容式电压互感器的二次端子，二次端子串接负载；电容式电压互感器的一次端子接入的高电压经电容分压器分压成低电压后输入给中压变压器。

电容式电压互感器还包括电压功放；低电压作为输入信号输至电压功放的输入端，电压功放将低电压放大后输至中压变压器的原边绕组，同时中压变压器的副边绕组的电压转换为反馈电压输入至电压功放的反馈输入端，反馈电压对低电压进行补偿。

电压功放的信号输入端连接高压电容器的另一端和中压电容器的一端，电压功放的信号输出端连接中压变压器的原边绕组的一端。

电容式电压互感器还包括电压互感器；电压互感器包括原边线圈和副边线圈；

电压互感器的原边线圈与中压变压器的副边绕组并联连接，电压互感器的副边线圈的一端连接电压功放的反馈输入端，电压互感器的副边线圈的另一端接地；

电压互感器用于采集中压变压器的副边绕组的电压，并按照电压互感器的电压变比将中压变压器的副边绕组的电压转换为反馈电压输入至电压功放的反馈输入端。