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CN102928705A - Gis中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法 - Google Patents

Gis中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法 Download PDF

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CN102928705A
CN102928705A CN2012104182442A CN201210418244A CN102928705A CN 102928705 A CN102928705 A CN 102928705A CN 2012104182442 A CN2012104182442 A CN 2012104182442A CN 201210418244 A CN201210418244 A CN 201210418244A CN 102928705 A CN102928705 A CN 102928705A
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CN
China
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resonance
gis
frequency
voltage transformer
power supply
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CN2012104182442A
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English (en)
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孙冲
耿建坡
史轮
岳国义
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法，GIS中电压互感器Px的误差测试步骤包括：PC机发出自动调谐指令，控制变频谐振试验电源输出频率为30-300Hz的交流电压信号；通过所述谐振监视输入端反馈的谐振电压搜索所述第二串联谐振电路的初次谐振频率f1；PC机读取初次谐振频率f1；计算GIS管道分布电容Cx的电容量；计算频率为50Hz时的GIS管道电压互感器Lx的电感量L50；在所述数据库中查找L50所对应的铁心伸出长度d2；由PC机显示出铁心伸出长度d2。本发明的优点是实现了GIS中电压互感器现场误差试验时工频谐振升压的自动化测试，提高了现场试验效率。

Description

GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法
技术领域
本发明涉及一种GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法。
背景技术
根据国家电力部门有关规程规定，电网运行企业每年要定期开展关口计量互感器的现场误差测试工作，电磁式电压互感器的检定周期为十年，电容式电压互感器的检定周期为四年，对于新投运的互感器均要进行误差测试，现场测试任务较重。
安装于全封闭组合电器（GIS）中的电压互感器，由于管道分布电容的存在，且GIS气室管道尺寸规格不同、长度不一以及接线布置方式不尽统一，造成了GIS管道电容量的不确定性。利用管道分布电容和现场试验用的可调电抗器相配合，使试验电路产生串联谐振，很容易获得现场试验所需的1.2倍的额定电压。但是由于管道电容量不确定，现场试验时要达到50Hz的谐振频率，需多次反复调整电抗值，费时费力，工作效率低，对互感器现场误差试验带来了新的困难，也是目前国内进行GIS中电磁式电压互感器误差试验面临的普遍问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
一种GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法，其特征在具体步骤如下：
（1）对可调电抗器Lx 进行标定：
a、搭建标定平台：
所述标定平台由变频谐振试验电源BDY、励磁变压器T、可调电抗器Lx、标准电容C0 和电容分压器组成；所述可调电抗器Lx由1-n个串联组成；所述变频谐振试验电源BDY的输出端接励磁变压器T的初级，所述可调电抗器Lx与标准电容C0串联组成的第一串联谐振电路接励磁变压器T的次级，所述电容分压器由电容C1-C3组成，电容C1-C3依次串联后与标准电容C0并联，电容C2与电容C3的节点接变频谐振试验电源BDY的谐振监视输入端；
b、标定步骤如下：
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE002
调整可调电抗器Lx的铁心伸出长度d，d的单位为mm，使每一个铁心伸出长度di所对应的电感量Lxi与标准电容C0形成串联谐振，谐振频率fi所对应的谐振电压由电容分压器分压后反馈至变频谐振试验电源的谐振监视输入端；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE004
由下述公式计算可调电抗器Lx在谐振时所对应的电感量Lxi：
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE006
        （1）
式中，Lxi为铁心伸出长度为di时对应可调电抗器Lx的电感量，单位为H；
fi为对应铁心伸出长度di时的谐振频率，单位为Hz；
C0为标准电容，单位为
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE010
绘制di-Lxi对应表并将所述di-Lxi对应表存入自动调感测试软件的数据库中；
（2）通过自动调感测试软件实现GIS中电压互感器Px误差的测试；
a、搭建误差测试平台；
所述误差测试平台由PC机、变频谐振试验电源BDY、励磁变压器T、可调电抗器Lx、GIS管道分布电容Cx 、GIS中电压互感器Px、标准电压互感器P0和电压互感器误差测试设备DWB组成；所述可调电抗器Lx为1-n个串联组成；
所述PC机与变频谐振试验电源BDY通过蓝牙通讯相连接，变频谐振试验电源BDY的输出端接励磁变压器T的初级，所述可调电抗器Lx与GIS管道分布电容Cx串联组成的第二串联谐振电路接励磁变压器T的次级；所述GIS中电压互感器Px和标准电压互感器P0的初级并联后与GIS管道分布电容Cx并联，所述GIS中电压互感器Px和标准电压互感器P0的次级串联后接在电压互感器误差测试设备DWB的输入端△U，标准电压互感器P0的次级接在电压互感器误差测试设备DWB的输入端Up, 标准电压互感器P0的次级接在变频谐振试验电源BDY的谐振监视输入端；
b、GIS中电压互感器Px误差测试步骤如下：
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE012
PC机发出自动调谐指令，控制变频谐振试验电源输出频率为30-300Hz，电压为0-250V的交流电压信号；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE014
通过所述谐振监视输入端反馈的谐振电压搜索所述第二串联谐振电路的初次谐振频率f1；PC机读取初次谐振频率f1；
Figure 91112DEST_PATH_IMAGE010
在PC机中输入当前可调电抗器Lx的铁心伸出长度d1以及可调电抗器的个数n；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE016
在所述数据库中查找铁心伸出长度d1对应的电感量L1，由公式L总=L1×n计算总电感量L总；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE018
计算GIS管道分布电容Cx的电容量；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE020
                  （2）
式中，L总的单位为H，f1为对应铁心伸出长度d1的谐振频率，单位为Hz，Cx的单位为
Figure 965658DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE022
计算频率为50Hz时的GIS管道电压互感器Lx的电感量L50；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE024
           （3）
在所述数据库中查找L50所对应的铁心伸出长度d2；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE028
由PC机显示出铁心伸出长度d2；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE030
用户把铁心伸出长度调整至d2，控制变频谐振试验电源在工频自动升压输出；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE032
PC机读取变频谐振试验电源反馈的一次回路升压数据并显示；
Figure 2012104182442100002DEST_PATH_IMAGE034
完成本次试验。
本发明的有益效果是实现了GIS中电压互感器现场误差试验时工频谐振升压的自动化测试，并且能够无线控制和数据监视，试验过程更加简单和安全，提高了现场试验效率。
附图说明
图1为对可调电抗器Lx进行标定的电路原理图。
图2为GIS中电压互感器Px误差现场测试用的电路原理图。
图3为自动调感测试软件的逻辑功能图。
在图1-3中，BDY为变频谐振试验电源，DWB为电压互感器误差测量设备，T为励磁变压器，Lx为可调电抗器，C0为标准电容，C1-C3为分压电容，Cx为GIS管道分布电容，P0为标准电压互感器，L1、L2分别为P0的初级和次级线圈，Px为GIS中电压互感器，L3、L4分别为Px的初级和次级线圈。
具体实施方式
一种GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法，其特征在具体步骤如下（参见图1-3）：
（1）对可调电抗器Lx 进行标定：
a、搭建标定平台：
所述标定平台由变频谐振试验电源BDY、励磁变压器T、可调电抗器Lx、标准电容C0 和电容分压器组成；所述可调电抗器Lx由1-n个串联组成；所述变频谐振试验电源BDY的输出端接励磁变压器T的初级，所述可调电抗器Lx与标准电容C0串联组成的第一串联谐振电路接励磁变压器T的次级，所述电容分压器由电容C1-C3组成，电容C1-C3依次串联后与标准电容C0并联，电容C2与电容C3的节点接变频谐振试验电源BDY的谐振监视输入端；
标准电容C0=0.01
Figure 184763DEST_PATH_IMAGE008
, C0由两个电容串联组成；
b、标定步骤如下：
调整可调电抗器Lx的铁心伸出长度d，d的单位为mm，使每一个铁心伸出长度di所对应的电感量Lxi与标准电容C0形成串联谐振，谐振频率fi所对应的谐振电压由电容分压器分压后反馈至变频谐振试验电源的谐振监视输入端；
由下述公式计算可调电抗器Lx在谐振时所对应的电感量Lxi：
Figure 682237DEST_PATH_IMAGE006
        （1）
式中，Lxi为铁心伸出长度为di时对应可调电抗器Lx的电感量，单位为H；
fi为对应铁心伸出长度di时的谐振频率，单位为Hz；
C0为标准电容，单位为
Figure 871910DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 584782DEST_PATH_IMAGE010
绘制di-Lxi对应表（见附表1）并将所述di-Lxi对应表存入自动调感测试软件的数据库（简称di-Lxi数据库）中；
（2）通过自动调感测试软件实现GIS中电压互感器Px误差的测试；
a、搭建误差测试平台；
所述误差测试平台由PC机、变频谐振试验电源BDY、励磁变压器T、可调电抗器Lx、GIS管道分布电容Cx 、GIS中电压互感器Px、标准电压互感器P0和电压互感器误差测试设备DWB组成；所述可调电抗器Lx为1-n个串联组成；所述电压互感器误差测试设备DWB的型号为 HEF-H型互感器校验仪；
所述PC机与变频谐振试验电源BDY通过蓝牙通讯相连接，变频谐振试验电源BDY的输出端接励磁变压器T的初级，所述可调电抗器Lx与GIS管道分布电容Cx串联组成的第二串联谐振电路接励磁变压器T的次级；所述GIS中电压互感器Px和标准电压互感器P0的初级并联后与GIS管道分布电容Cx并联，所述GIS中电压互感器Px和标准电压互感器P0的次级串联后接在电压互感器误差测试设备DWB的输入端 △ U，标准电压互感器P0的次级接在电压互感器误差测试设备DWB的输入端Up, 标准电压互感器P0的次级接在变频谐振试验电源BDY的谐振监视输入端；
b、GIS中电压互感器Px误差测试步骤如下：
PC机发出自动调谐指令，控制变频谐振试验电源输出频率为30-300Hz，电压为0-250V的交流电压信号；
Figure 514878DEST_PATH_IMAGE014
通过所述谐振监视输入端反馈的谐振电压搜索所述第二串联谐振电路的初次谐振频率f1；PC机读取初次谐振频率f1；
在PC机中输入当前可调电抗器LX的铁心伸出长度d1以及可调电抗器的个数n；
Figure 75620DEST_PATH_IMAGE016
在所述数据库中查找铁心伸出长度d1对应的电感量L1，由公式L总=L1×n计算总电感量L总；
Figure 445422DEST_PATH_IMAGE018
计算GIS管道分布电容Cx的电容量；
Figure 398334DEST_PATH_IMAGE020
                  （2）
式中，L总的单位为H，f1为对应铁心伸出长度d1的谐振频率，单位为Hz，Cx的单位为；
Figure 804225DEST_PATH_IMAGE022
计算频率为50Hz时的GIS管道电压互感器Lx的电感量L50；
Figure 787837DEST_PATH_IMAGE024
           （3）
在所述数据库中查找L50所对应的铁心伸出长度d2；
Figure 828791DEST_PATH_IMAGE028
由PC机显示出铁心伸出长度d2；
Figure 737973DEST_PATH_IMAGE030
用户把铁心伸出长度调整至d2，控制变频谐振试验电源在工频自动升压输出；
Figure 449577DEST_PATH_IMAGE032
PC机读取变频谐振试验电源反馈的一次回路升压数据并显示；
Figure 252448DEST_PATH_IMAGE034
完成本次试验。
所述变频谐振试验电源的型号为HDSR-F。
所述可调电抗器Lx的铁心可调节范围为0-60mm。
附表1（di-LXi对应表）：
电感调节位置d（mm） 谐振频率(Hz) 电感量LX（H）
0 31 2638.394
5 48.8 1064.691
10 43.9 657.8154
14 50 507.0994
15 52.1 467.0438
20 57.8 379.47
25 61.9 330.8657
30 66.9 283.2571
35 71 251.4875
40 75 225.3775
45 79.4 201.0907
50 81.3 191.8015
55 84.9 175.8805
60 86.2 170.6155
本实施例具体应用举例如下：
2012年4月22日至25日，对河北省电力公司某220kV变电站进行该站主变三侧关口计量互感器的误差试验，该站220kV和误差测试时，采用本发明的测试方法。110kV侧一次设备安装采用GIS形式。对该站220kV侧母线PT进行误差测试时，采用本发明的测试方法。
在未知220kV侧母线GIS设备管道分布电容的情况下，按照图2中的方式连接试验设备和被试设备。
完成设备连接后，通过蓝牙实现PC机与变频谐振试验电源的数据连接，控制变频谐振试验电源输出30Hz-300Hz的幅值固定的交流信号，监测现场测试用标准电压互感器P0的二次端子的电压信号，自动测试软件测出首次谐振频率为43Hz，试验中使用4个电抗器，每个可调电抗器Lx的铁芯伸出长度为25mm，自动调感测试软件提示“请将可调电抗器Lx的铁芯伸出至36.5mm”。
按照自动调感测试软件的提示，试验人员将铁芯长度伸出至36.5mm后，通过自动调感测试软件控制变频谐振试验电源输出50Hz的交流信号，手动控制调压，完成本次误差测试。
本测试方法与原测试方法的比较：
采用本发明进行现场试验时，仅控制变频谐振试验电源进行了一次30-300Hz的交流信号输出，便可完成可调电抗器Lx与GIS管道分布电容量未知的被试GIS的工频谐振电抗值的匹配，即可进行谐振升压，过程简单、快捷。
若无该方法时，则需要多次尝试调整可调电抗器的铁芯伸出长度，摸索可调电抗器与GIS管道分布电容量未知的GIS的工频谐振电抗值的匹配，过程复杂，费时费力，工作效率低。

Claims (3)

1.一种GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法，其特征在具体步骤如下：
（1）对可调电抗器Lx 进行标定：
a、搭建标定平台：
所述标定平台由变频谐振试验电源BDY、励磁变压器T、可调电抗器Lx、标准电容C0 和电容分压器组成；所述可调电抗器Lx由1-n个串联组成；所述变频谐振试验电源BDY的输出端接励磁变压器T的初级，所述可调电抗器Lx与标准电容C0串联组成的第一串联谐振电路接励磁变压器T的次级，所述电容分压器由电容C1-C3组成，电容C1-C3依次串联后与标准电容C0并联，电容C2与电容C3的节点接变频谐振试验电源BDY的谐振监视输入端；
b、标定步骤如下：
调整可调电抗器Lx的铁心伸出长度d，d的单位为mm，使每一个铁心伸出长度di所对应的电感量Lxi与标准电容C0形成串联谐振，谐振频率fi所对应的谐振电压由电容分压器分压后反馈至变频谐振试验电源的谐振监视输入端；
由下述公式计算可调电抗器Lx在谐振时所对应的电感量Lxi：
Figure 410432DEST_PATH_IMAGE003
        （1）
式中，Lxi为铁心伸出长度为di时对应可调电抗器Lx的电感量，单位为H；
fi为对应铁心伸出长度di时的谐振频率，单位为Hz；
C0为标准电容，单位为
Figure 685555DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 142076DEST_PATH_IMAGE005
绘制di-Lxi对应表并将所述di-Lxi对应表存入自动调感测试软件的数据库中；
（2）通过自动调感测试软件实现GIS中电压互感器Px误差的测试；
a、搭建误差测试平台；
所述误差测试平台由PC机、变频谐振试验电源BDY、励磁变压器T、可调电抗器Lx、GIS管道分布电容Cx 、GIS中电压互感器Px、标准电压互感器P0和电压互感器误差测试设备DWB组成；所述可调电抗器Lx为1-n个串联组成；
所述PC机与变频谐振试验电源BDY通过蓝牙通讯相连接，变频谐振试验电源BDY的输出端接励磁变压器T的初级，所述可调电抗器Lx与GIS管道分布电容Cx串联组成的第二串联谐振电路接励磁变压器T的次级；所述GIS中电压互感器Px和标准电压互感器P0的初级并联后与GIS管道分布电容Cx并联，所述GIS中电压互感器Px和标准电压互感器P0的次级串联后接在电压互感器误差测试设备DWB的输入端△U，标准电压互感器P0的次级接在电压互感器误差测试设备DWB的输入端Up, 标准电压互感器P0的次级接在变频谐振试验电源BDY的谐振监视输入端；
b、GIS中电压互感器Px误差测试步骤如下：
Figure 477242DEST_PATH_IMAGE006
PC机发出自动调谐指令，控制变频谐振试验电源输出频率为30-300Hz，电压为0-250V的交流电压信号；
Figure 268481DEST_PATH_IMAGE007
通过所述谐振监视输入端反馈的谐振电压搜索所述第二串联谐振电路的初次谐振频率f1；PC机读取初次谐振频率f1；
Figure 347295DEST_PATH_IMAGE005
在PC机中输入当前可调电抗器Lx的铁心伸出长度d1以及可调电抗器的个数n；
Figure 845272DEST_PATH_IMAGE008
在所述数据库中查找铁心伸出长度d1对应的电感量L1，由公式L总=L1×n计算总电感量L总；
Figure 429969DEST_PATH_IMAGE009
计算GIS管道分布电容Cx的电容量；
Figure 380607DEST_PATH_IMAGE010
                  （2）
式中，L总的单位为H，f1为对应铁心伸出长度d1的谐振频率，单位为Hz，Cx的单位为；
Figure 488033DEST_PATH_IMAGE011
计算频率为50Hz时的GIS管道电压互感器Lx的电感量L50；
Figure 430581DEST_PATH_IMAGE012
           （3）
Figure 868516DEST_PATH_IMAGE013
在所述数据库中查找L50所对应的铁心伸出长度d2；
Figure 164499DEST_PATH_IMAGE014
由PC机显示出铁心伸出长度d2；
用户把铁心伸出长度调整至d2，控制变频谐振试验电源在工频自动升压输出；
Figure 750518DEST_PATH_IMAGE016
PC机读取变频谐振试验电源反馈的一次回路升压数据并显示；
Figure 738066DEST_PATH_IMAGE017
完成本次试验。
2.根据权利要求书1所述GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法，其特征在于所述变频谐振试验电源的型号为HDSR-F。
3.根据权利要求书2所述GIS中电压互感器误差试验工频谐振升压自动化测试方法，其特征在于所述可调电抗器Lx的铁心可调节范围为0-60mm。
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