Page 88 - 电力与能源2024年第四期

482 张凯悦，等：基于电容式电压互感器的过电压测量方法改进研究

于引线与被试 CVT 外壳之间的夹角会产生杂散
分布电容，这会叠加到 CVT 的分压电容上，从而
产生误差影响测量的准确性。
试验中，使用高压引线将被试 CVT 和标准
CVT 的一次侧并联，并施加额定试验电压。通过

比较 CVT 二次侧的电压输出，可以得出误差值。
图 3 CVT 的 MATLAB 的等效仿真模型
试验时，一次侧高压引线与被试 CVT 形成的夹角
表 1 CVT 仿真模型参数
θ 过小，会导致耦合分布电容改变被试 CVT 的等
名称 数值
高压电容 C 1 /pF 7 833 效电容，从而使试验结果偏离实际。CVT 高压引
高压电容 C 2 /pF 41 916 线引入的误差如图 5 所示，高压引线引入的误差
补偿电抗器电感 L s /H 45.2
示意如图 6 所示。
补偿电抗器等效电阻 R s /Ω 220
原边绕组漏感 L t1 /H 5.4
原边等效电阻 R t1 /Ω 560
二次绕组漏感 L t2 /H 4.6
二次绕组等效电阻 R t2 /Ω 3 500
中间变压器励磁电感 L m /H 15 360.9
中间变压器励磁电阻 R m /kΩ 1 350
阻尼装置电感 L b /mH 0.052
阻尼装置等效电阻 R b /mΩ 0.07
1.3 影响因素分析 图 5 CVT 高压引线引入的误差
1.3.1 CVT 电磁单元的影响
CVT 的电磁单元连接在电容分压器的中压
侧 。 根 据 实 际 运 行 经 验 ，电 磁 单 元 出 现 的 问 题
比 电 容 分 压 器 部 分 更 为 常 见 ，由 于 其 故 障 的 破

坏性相对较小，长期以来并未受到足够的关注。
但 其 对 于 测 量 过 电 压 时 准 确 性 的 影 响 不 应 被
忽视。 图 6 CVT 高压引线引入的误差示意
电 磁 单 元 对 电 容 分 压 特 性 的 影 响 如 图 4 所 在图 6 中，θ 为被试 CVT 与高压引线之间的
示。从图 4 可以看到，电磁单元的加入导致分压 夹角，x 为投影到高压引线上的长度，p 为垂直距
比有所降低。这是因为电磁单元的励磁阻抗显著 离。假设导线上有电荷 Q，根据高斯定理，可以推
高于电容分压器支路的容抗，从而对电容分压的 导出两根导线之间的电势差 U，表示为电容微分
特性产生了一定的影响。 形式如下：

πε
dC = C 0 dx = dx （1）
p
ln
R 1 R 2
通过泰勒级数近似表示，可以得到 CVT 与高

压引线分布电容的估计模型。将被试 CVT 的 C 1
图 4 电磁单元对电容分压特性的影响 和 C 2 在高压引线上的投影代入式（2），可以计算
1.3.2 CVT 一次侧高压引线的影响 出 C A 和 C B 与高压引线之间的分布电容：
在进行 CVT 现场计量误差试验时，需将试验 ìΔC 1 = C (a 1 cos θ，θ )
í （2）
)
引线连接到被试 CVT 和标准 CVT 的一次侧。由 î ΔC 2 = C (a cos θ，θ - C (a 1 cos θ，θ )