Page 86 - 电力与能源2024年第四期

第 45 卷 第 4 期
电力与能源
480 2024 年 8 月

DOI：10.11973/dlyny202404018

基于电容式电压互感器的过电压测量方法改进研究

张凯悦 ，杜思琪 ，袁 冬 ，吴亚森 ，张 峰 ，崔俊杰 ，曹 雯 1
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（1. 西安工程大学 电子信息学院电气系，陕西 西安 710048；

2. 中联西北工程设计研究院有限公司，陕西 西安 710077）

摘 要：电容式电压互感器（CVT）的暂态特性存在局限，直接测量过电压容易受到电磁环境的干扰，这限制
了对系统中各节点电压的精确监控以及冲击过电压波形数据的准确采集。为此提出了一种改进方案，在现有
CVT 的基础上加装宽频带传感器。该装置能够扩大采集冲击过电压时的频率范围，提高响应速度和采样率，
同时确保电力系统的稳定运行，从而显著提升测量数据的准确性，并有助于更深入地分析电能质量。为了验
证 CVT 直接测量过电压数据的不准确性，采用了串联分压法，并构建了 CVT 仿真模型。通过构建改进后的
CVT 仿真模型进行了仿真分析，并搭建试验平台进行测试，证实了该改进方案的有效性。
关键词：过电压；电容式电压互感器；传感器
基 金 项 目 ：西 安 工 程 大 学 大 学 生 创 新 训 练 计 划 项 目（S202310709087）；西 安 市 科 技 局 科 技 计 划 项 目
（23GXFW0016）
作者简介：张凯悦（2003—），女，研究方向为电气工程高压试验方面。
中图分类号：TM451.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2024）04-0480-06
Research on Improvement of Overvoltage Measurement Method Based on Capacitive
Voltage Transformer

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ZHANG Kaiyue ，DU Siqi ，YUAN Dong ，WU Yasen ，ZHANG Feng ，CUI Junjie ，CAO Wen 1

（1. School of Electronic Information，Xi′an Polytechnic University，Xi′an 710048，Shaanxi Province，China；

2. Northwest Institute for Design and Research Co.，Ltd.，Xi′an 710077，Shaanxi Province，China）

Abstract：Capacitive Voltage Transformers (CVTs) have limitations in transient characteristics, and direct mea⁃
surement of overvoltages is susceptible to electromagnetic interference, which restricts accurate monitoring of
voltage at various nodes in the system and precise collection of transient overvoltage waveform data. To address
this problem, an improved method is proposed by integrating a wide-band sensor into existing CVTs. This device
enhances the frequency range for capturing transient overvoltages, improves response speed and sampling rate,
and ensures stable system operation. As a result, it significantly enhances the accuracy of measurement data and
facilitates deeper analysis of power quality. To validate the inaccuracy of directly measuring overvoltage data with
CVTs, this study employs a series voltage division method and constructs a CVT simulation model. Simulation
analysis using the improved CVT model is conducted, and a test platform is set up for experimental verification.
The test results confirm the effectiveness of the proposed improvement approach.

Key words：overvoltage，capacitive voltage transformer，sensor

电容式电压互感器（CVT）作为电压测量时 电力设备造成损坏，还会对电力系统的稳定运行
必 不 可 少 的 电 气 设 备 ，其 在 110 kV 及 以 上 的 电 产生严重影响。在特高压换流站内，设备开关操
力系统中占据了主导地位，广泛应用于电压的测 作 时 很 容 易 产 生 操 作 过 电 压 ，但 由 于 电 压 等 级
量和保护装置的信号输入 ［1］ 。在实际运行中，由 高、换流站内存在强电磁干扰等原因，目前仍缺
于各种原因，如雷击、操作失误、设备故障等，电 少对这些过电压进行测量的有效手段 ［2］ 。因此，
力系统可能出现过电压现象。过电压不仅会对 对 CVT 的过电压测量方法进行研究，具有重要