[科普中国]-检测电阻电流型电子式电压互感器

简介

针对现有各类电压互感器存在的技术问题，提出一种以检测祸合电阻的电流反应一次电压来构成电子式电压互感器(EVT)的新方法.该新型EVT采用高精度微型电流互感器转换流经祸合电阻的电流来实现一次电压的检测.其结构简单、体小质轻、高压绝缘强度高，实现了高低压间电气隔离;采用电流信号经过电缆传输至控制室，提高信号的抗干扰能力，消除了CVT二次电压传输存在的引线压降.信号处理装置在控制室，工作环境好，且一次侧没有电源供电问题;没有饱和问题，不存在铁磁谐振现象，具有很大的动态和线性测量区间，它只从电网采集信号，几乎不消耗功率，可以很好地和微机控制、自动保护相配合1。

结构与工作原理结构

基于检测电阻电流型电子式电压互感器原理的接线如图1所示.

工作原理该新型电压互感器是通过微型高精度电流互感器检测流经祸合电阻的电流反应一次电压.通过祸合电阻作用，额定一次电压被转换成微电流.微型电流互感器选用的是沈阳中川测试有限公司的C092002型高精度电流互感器，变比是50 mA/0.5 A.在额定电流10%一120%的条件下，其精度:比值误差是±0.00500;角度误差镇±0. 2分，所以，微型高精度电流互感器的引入不会带来附加误差2。

温度补偿鉴于高压电阻通常都是置于户外，一年四季环境温度变化很大，工作环境恶劣，如果不根据环境温度对高压电阻的阻值进行修正，势必会产生较大的误差.而电网电压通常都是工作在额定电压附近，所以，只要选用电压系数较小的高压电阻就可消除电压系数的影响. 考虑温度对该新型电压互感器的影响，笔者提出采用通过热敏电阻阻值随温度线性变化的特性调节处理电路中电流/电压的放大倍数，从而抵消环境温度对高压电阻阻值的影响.热敏电阻置于高压电阻的油箱内，同时应保证热敏电阻与高压电阻有效绝缘，这样，热敏电阻和高压电阻就处在同一环境温度中，热敏电阻通过电缆与控制室的电流/电压变化单元相连，只要根据高压电阻的温度系数选择合适的热敏电阻并合理搭建电路，则可消除温度对互感器精度的影响。

杂散电容的影响杂散电容是由于高压电阻与其周围处于地电位的物体之间存在固有电场引起的.漏电流从对地杂散电容中流过，造成流经微型电流传感器的电流被分流，因而造成测量误差.另外，高压引线和高压端对高压电阻本体之间也存在杂散电容，在高电压作用下，电阻尺寸显著增加，因而必须考虑杂散电容的影响。

总结实现了一种采用高精度微型电流传感器转换流经祸合电阻的电流来实现一次电压的检测.理论分析和测试结果表明:

1、装置结构简单、体积小、质量轻，线性度好、准确度高、没有电磁饱和现象，测量范围大、暂态响应快、跟随性好;输出信号可直接与数字化保护和测量设备接口，可以应用于中低压各电压等级电网.

2、在高压电阻和大地间串微型高精度电流互感器检测电阻电流，基本上不存在功率损耗问题，既解决了检测回路的高压绝缘难题，又实现了二次电流和电子处理电路与一次高压回路的电气隔离，可以保证设备和人员的安全3。