一種等電位屏蔽電容式電壓互感器的等效電路模型制造技術

本發明專利技術提供了一種等電位屏蔽電容式電壓互感器的等效電路模型，包括：將所述等電位屏蔽電容式電壓互感器的電容分壓器用構成該分壓器的各電容器單元的法蘭來表示；所述等電位屏蔽電容式電壓互感器周圍的帶電體用各帶電體頂部均壓環表示；將變電站進線段同一相電路中的所有帶電體均壓環看作同一導體；確定所述等效電路模型中的帶電體總數并依次編號，并將其中的法蘭和與其等電位的均壓環作為一個整體編號。本發明專利技術為進一步精確分析雜散參數影響下電容式電壓互感器的附加誤差打下基礎；本發明專利技術將變電站現場工況下繁雜的雜散參數網絡合理簡化，增強了雜散參數提取的可操作性，提高了雜散參數提取的效率，同時保證計算的高精度。

An equivalent circuit model of equipotential shielding capacitor voltage transformer

The present invention provides equivalent circuit model, an equipotential shielded capacitive voltage transformer includes: the capacitance equipotential shielded capacitive voltage transformer voltage divider with a flange of each capacitor unit of the divider to the charged body; equipotential shielding capacitance voltage transformer for each of the charged body top equalizing ring; the substation in all segments of the same charged body phase circuit of the equalizing ring as a conductor; determine the total number of charged the equivalent circuit model and the serial numbers of the flange and the potential and the equalizing ring as a whole number. The present invention for the further accurate analysis of additional error parameters under the influence of the stray capacitance voltage transformer foundation; the invention will reasonably simplify the complicated substation network stray parameter conditions, enhance the operability of the extraction of stray parameters, improve the stray parameters extraction efficiency, and ensure the accuracy of calculation.

【技術實現步驟摘要】
一種等電位屏蔽電容式電壓互感器的等效電路模型
本專利技術涉及一種電力系統互感器裝置，具體講涉及一種等電位屏蔽電容式電壓互感器。
技術介紹
電容式電壓互感器(等電位屏蔽電容式電壓互感器)由于具有絕緣強度高、能夠降低雷電沖擊波頭陡度、不會與系統發生鐵磁諧振、造價低且能兼作耦合電容器用于電力線載波通信等優點，在電力系統領域內應用廣泛，電壓范圍已覆蓋35kV～1000kV，在110kV及以上高電壓等級市場占有率達到90％以上。隨著電力市場交易的發展，對電能的計量要求越來越高，研制高精度的電容式電壓互感器已成必然。影響等電位屏蔽電容式電壓互感器準確度的因素有很多，包括電磁單元誤差、電容分壓器誤差以及頻率、溫度、鄰近效應引起的附加誤差。其中，鄰近效應帶來的附加誤差是由于周圍接地體或帶電體與等電位屏蔽電容式電壓互感器之間存在雜散電容，導致電容分壓器的實際分壓比與理想分壓比偏離，從而使準確度降低。且隨著電壓等級的增高，雜散電容引起的附加誤差增大，有文獻指出，1000kV等電位屏蔽電容式電壓互感器實際運行時，鄰近效應帶來的附加誤差達0.3％左右，對等電位屏蔽電容式電壓互感器準確度的影響不容忽略。因此分析雜散電容對等電位屏蔽電容式電壓互感器準確度的影響對研制高精度等電位屏蔽電容式電壓互感器有重要意義。然而，現有的對雜散電容引起的附加誤差僅有一些試驗方法或近似的理論計算，尚未有系統的方法進行研究。本專利技術以等電位屏蔽電容式電壓互感器在變電站環境中產生的雜散電容為研究對象，提出了一種等電位屏蔽電容式電壓互感器等效電路模型，該等效電路模型可方便用于計算等電位屏蔽電容式電壓互感器在變電站現場環境中的雜散電容，是進一步計算等電位屏蔽電容式電壓互感器實際分壓比，得出雜散電容對等電位屏蔽電容式電壓互感器產生的附加誤差的前提條件，進而為等電位屏蔽電容式電壓互感器電氣參數的設計與優化提供指導。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供了一種等電位屏蔽電容式電壓互感器的等效電路模型，該等效電路模型可方便用于計算等電位屏蔽電容式電壓互感器在變電站現場環境中的雜散電容，是進一步計算等電位屏蔽電容式電壓互感器實際分壓比，得出雜散電容對等電位屏蔽電容式電壓互感器產生的附加誤差的前提條件，進而為等電位屏蔽電容式電壓互感器電氣參數的設計提供指導，輔助更高精度、更高電壓等級等電位屏蔽電容式電壓互感器的研究設計。一種等電位屏蔽電容式電壓互感器的等效電路模型，其特征在于，包括：將所述等電位屏蔽電容式電壓互感器的電容分壓器用構成該分壓器的各電容器單元的法蘭來表示；所述等電位屏蔽電容式電壓互感器周圍的帶電體用各帶電體頂部均壓環表示；將變電站進線段同一相電路中的所有帶電體均壓環看作同一導體；確定所述等效電路模型中的帶電體總數并依次編號，并將其中的法蘭和與其等電位的均壓環作為一個整體編號。其中，所述電壓互感器包括兩端設有支撐法蘭相互連接的等電位屏蔽電容器單元。其中，所述等電位屏蔽電容器單元包括設置在所述支撐法蘭間的、由內到外依次同軸設置的主電容器、內絕緣材料、屏蔽電容器、環形電極和絕緣套筒。其中，其特征在于，將所述等電位屏蔽電容式電壓互感器簡化為三相等效模型。其中，其特征在于，所述等效電路模型包括將單相等電位屏蔽電容式電壓互感器等效為7個電極。其中，其特征在于，所述的等效電路模型用于1000kV特高壓等電位屏蔽電容式電壓互感器以及所有電壓等級、所有形式的電容式電壓互感器。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：1、本專利技術提出了一種用于計算雜散參數影響下等電位屏蔽電容式電壓互感器附加誤差的等效模型。為定量計算等電位屏蔽電容式電壓互感器雜散參數提供了一條有效途徑，并為進一步精確分析雜散參數影響下電容式電壓互感器的附加誤差打下基礎。2、該等效模型簡單明了，將變電站現場工況下繁雜的雜散參數網絡合理簡化，回避了繁瑣的雜散參數計算過程，增強了雜散參數提取的可操作性，提高了雜散參數提取的效率，同時保證計算的高精度。附圖說明圖1為等電位屏蔽電容式電壓互感器導體標號示意圖；圖2為等電位屏蔽電容式電壓互感器的電容器單元剖面示意圖；圖3為晉東南1000kV特高壓變電站進線段電氣設備布置方案示意圖；圖4為晉東南1000kV特高壓變電站進線段三相等效模型示意圖；圖5為等電位屏蔽電容式電壓互感器電路模型示意圖；其中，1-復合絕緣套筒法蘭；2-主電容器；3-絕緣材料；4-復合絕緣套筒；5-屏蔽電容器；6-GIS套管均壓環；7-接地開關均壓環；8-等電位屏蔽電容式電壓互感器均壓環；9-支柱絕緣子均壓環；10-避雷器均壓環。具體實施方式下面結合圖1-5對建立等電位屏蔽等電位屏蔽電容式電壓互感器等效模型的方法進行詳細說明：步驟1：根據晉東南1000kV特高壓交流變電站電氣設備實際布局建立變電站進線段三相等效模型，包括GIS套管、接地開關、等電位屏蔽電容式電壓互感器、支柱絕緣子和避雷器的均壓環模型。以各均壓環的帶電狀態反映鄰相電氣設備的帶電狀態，以各均壓環與等電位屏蔽電容式電壓互感器間的電容代表各電氣設備與等電位屏蔽電容式電壓互感器間的雜散電容，并以此計算其與等電位屏蔽電容式電壓互感器之間產生的雜散電容。步驟2：根據步驟1所述已建立的變電站三相等效模型，建立等電位屏蔽電容式電壓互感器在雜散電容影響下的等效電路模型。將三相等電位屏蔽電容式電壓互感器的法蘭按順序編號，并令大地為電極0，每相等電位屏蔽電容式電壓互感器模型可簡化為7個電極，共有21個電極。以V項的等電位屏蔽電容式電壓互感器模型為例，電極2代表V相等電位屏蔽電容式電壓互感器頂部法蘭及變電站進線段V相所有帶電體的均壓環；黑色電極19、20、21代表主電容器間的法蘭；白色電極10、11、12代表屏蔽電容器間的法蘭，主電容器與屏蔽電容器間沒有電氣連接。則V相等電位屏蔽電容式電壓互感器模型的雜散電容可以通過這7個節點來表達。電路模型示意圖見圖5，根據上述模型，利用提取到的雜散電容參數和電容分壓器本身的電容參數，可以得到各節點電位與電容之間的關系式如式(2-1)。其中：為大地電位，分別為U、V、W三相相電壓，q4～q21的電荷值為0；Ci,0為各電極的對地電容；Ci,j為電極之間的雜散電容。將分布電容矩陣[C]轉換為感應系數矩陣[β]，最終得到的考慮雜散電容后的等電位屏蔽電容式電壓互感器電路方程如式(2-2)。只要得到等電位屏蔽電容式電壓互感器的部分電容矩陣[C]或者感應系數矩陣[β]，就可以進一步推倒求得雜散電容給等電位屏蔽電容式電壓互感器帶來的測量誤差。最后應該說明的是:以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本專利技術進行了詳細說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本專利技術的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本專利技術精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本權利要求范圍當中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種等電位屏蔽電容式電壓互感器的等效電路模型，其特征在于，包括：將所述等電位屏蔽電容式電壓互感器的電容分壓器用構成該分壓器的各電容器單元的法蘭來表示；所述等電位屏蔽電容式電壓互感器周圍的帶電體用各帶電體頂部均壓環表示；將變電站進線段同一相電路中的所有帶電體均壓環看作同一導體；確定所述等效電路模型中的帶電體總數并依次編號，并將其中的法蘭和與其等電位的均壓環作為一個整體編號。

【技術特征摘要】
1.一種等電位屏蔽電容式電壓互感器的等效電路模型，其特征在于，包括：將所述等電位屏蔽電容式電壓互感器的電容分壓器用構成該分壓器的各電容器單元的法蘭來表示；所述等電位屏蔽電容式電壓互感器周圍的帶電體用各帶電體頂部均壓環表示；將變電站進線段同一相電路中的所有帶電體均壓環看作同一導體；確定所述等效電路模型中的帶電體總數并依次編號，并將其中的法蘭和與其等電位的均壓環作為一個整體編號。2.如權利要求1所述的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，其特征在于，所述電壓互感器包括兩端設有支撐法蘭相互連接的等電位屏蔽電容器單元。3.如權利要求2所述的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，其特征在于，所述等電位屏...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董巍，劉杰，紀鋒，張娟娟，查鯤鵬，
申請(專利權)人：國網智能電網研究院，中電普瑞電力工程有限公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：北京,11