传统电磁式和电容式电压互感器的缺点
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提示： 目前电力系统中使用的电压互感器主要有电磁感应式和电容分压式两种。随着电力系统容量的扩大和电压等级的提高，电磁式电压互感器的绝缘结构越来越复杂，体积也越来越大，生产成本随电压等级的升高而大幅上升；短路电流中的非周期分量将引起磁路饱和，测量准确度不易满足；会产生铁磁谐振，而且有潜在的爆炸危险。电容式电
& &&目前电力系统中使用的电压互感器主要有电磁感应式和电容分压式两种。随着电力系统容量的扩大和电压等级的提高，电磁式电压互感器的绝缘结构越来越复杂，体积也越来越大，生产成本随电压等级的升高而大幅上升；短路电流中的非周期分量将引起磁路饱和，测量准确度不易满足；会产生铁磁谐振，而且有潜在的爆炸危险。电容式电压互感器误差特性和暂态特性较差，不利于满足短路时的继电保护的要求。为了克服这些缺点，科研人员利用当代高新技术在不断研究新型电压互感器。
&&& 作为被测量信号载体的光波和作为传播媒质的光纤，具有一系列独特的优点，如光纤体积小，质量轻，易弯曲，不受电磁干扰，工作频带宽，动态范围大，损耗低，便于和计算机连接等。因此在新型电压互感器中，光学电压互感器得到人们的青睐。
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&&&&&&& 摘& 要：基于电容式电压互感器的谐波传递特性，从整体上对影响因素进行有效的考虑，建立等效的电路模型，使用函数有效的计算与分析电容式电压互感器的谐波传递特性。本文通过对CVT等效电路模型；CVT谐波传递特性分析；仿真验证三个方面进行简单的论述。
&&&&&&& 关键词：电容式电压互感器；谐波传递；特性探讨
&&&&&&& 随着电力行业的快速发展，各种非线性的电气设备被大量的接入，严重的影响电力系统的谐波。其中比较典型的有35kV及其以上电压等级的电网中的电容式电压互感器工作特性的影响都很大。本文主要是针对电容式电压互感器的工作原理，对谐波传递特性进行了有效的分析与计算，通过仿真试验，总结出准确的结果。&&&
一、CVT等效电路模型
&&&&&&& （一）CVT基本结构与工作原理
&&&&&&& CVT基本结构分为组合式单柱与分立式两种，由电容分压器与电磁单元组成。电容分压器分为高、中压电容器两种。高压电容器C1和中压电容器C2是叠装在电容分压器中的。
&&&&&&& 电磁单元由中间变压器、补偿电抗器、抑制铁磁谐振的阻尼器等组成，并被完整的密封在钢箱中。在每个CVT内部安装避雷器，连接在补偿电抗器的两端，可以有效的预防二次侧短路突然电压升高对补偿电抗器线圈的击穿现象。
CVT电容分压器将输入电压进行分压处理，将每个等级的电网高压降至中压，再通过变压器转化成标准电压，供给计量仪表与继电保护装置。由于电容分压器等值电容与中间变压器一次侧线圈漏电感共同与补偿电抗器的等值电容在额定频率下进行有效的调谐作用，使得在工频下的CVT的内部阻力降至最小，负载变化不对电容分压器的输出产生影响。&&&&&&&
&&&&&&& （二）CVT等效电路模型
&&&&&&& CVT等效电路模型，是基于CVT谐波传递的特性背景下，进行有效的分析与计算。在进行CVT的设计过程中，应用了中间变压器漏抗与补偿电抗之和与电容分压器等值容抗发生谐振，所以，将变压器漏抗归类到补偿电抗中，省略了单独介绍的步骤。&&&&&&&&&&&&
二、CVT谐波传递特性分析
&&&&&&& （一）计算方法
&&&&&&& 使用传递函数计算CVT输出电压与输入电压之间的关系，下面①式表示的
是各级端口的等效阻抗。
&&&&&&&&&&&&&&&& ①
&&&&&&& 依据电压在串联阻抗中的分压关系，②式表示的是各级电压的传递函数式。
&&&&&&&&&&&&&&&& ②
&&&&&&& 式中：Up是CVT的一次侧电压；Us是二次侧电压；N是中间变压器变比；s=j&，&是角频率。
&&&&&&& 因为CVT的等效电路是由多个元件的串联和并联共同组成的，所以使用计算机编程的方法结合①、②式对各级端口的等效阻抗数值进行逐级式的计算，避免发生总体表达的复杂，得到了准确的传递函数G(s)的频率特性。
&&&&&&& （二）计算实例
&&&&&&& 如表1所示，是某型号35kV电容式电压互感器基本参数，选择速饱及型阻尼器组成阻尼装置。并对其传递出的函数频率特性进行有效的计算与分析，本文使用的幅频特性曲线都是相对的数值，将CVT标称变比的倒数作为基准值。
&&&&&&& 因为杂散电容CS, CS1，与CVT的内部线路和组件的结构和布局等很多因素都有关系，所以，本次研究重点选择了杂散电容取值对传递函数G(s)频率特性的影响。在进行CVT二次侧接额定负载的计算过程中，假如在不考虑杂散电容的情况下，影响传递函数频率特性最大的因素是杂散电容。在忽略虑杂散电容的情况下，随着谐波次数的不断增加，传递函数幅值会出现单调减小趋势；在考虑杂散电容的情况下，在很低的谐波频率范围之内，会出现传递函数的极点和零点，出现了幅频曲线的尖峰与低谷效应，而极点与零点的周围的角度发生了很大的变化。极点和零点随着总杂散电容数值的不断增大，而向低频段转移。
&&&&&&& 通常在进行CVT的设计过程中，为了更好的提高电容分压器的等值负载阻抗，可以提高额定中间电压，从而归算至中间变压器一次侧的负载阻抗数值很大，在谐波频率下杂散电容容抗的数量级与之相比已经较为接近，因此杂散电容的影响不能忽略。
&&&&&&& 当杂散电容CS=240pF, CS1=500pF时，比较CVT二次侧空载和额定负载时传递函数的频率特性曲线，得出：负载变化对CVT极点频率的影响较小。&&&&&&&&
三、仿真验证
&&&&&&& （一）仿真试验
&&&&&&& 本次研究使用的是Matlab/Simulink仿真工具，有效的将理论与实际结合在一起，进行了分析与计算，基于CVT的谐波传递特性进行仿真计算的一种仿真模型。假设CVT二次侧带额定负载，杂散电容CS=240pF,& CS1=500pF,其它参数与理论计算采用的参数相同。35kV CVT传递函数频率特性的仿真结果是：理论计算和Simulink仿真的CVT传递函数频率特性的曲线趋势是一致的，由此得出，当考虑杂散电容以后，存在传递函数极点和零点的。
&&&&&&& （二）实际物理试验
&&&&&&& 将TYD35/ -0.02HF型电容式电压互感器作为本次研究的对象，表示的是CVT谐波传递特性与测量误差试验系统和互感器。电能质量综合试验研究平台输出电压同时接至CVT、阻容式电压互感器(RCVT)、电磁式电压互感器(TV)一次侧，采用FLUKE 1760电能质量分析仪对二次侧电压进行频谱分析和测量。本次试验是在国家电网公司对电能质量进行评估与分析的研究平台下进行的，对电网在实际生产、运行过程中出现的各种现象进行了模拟，给电力设备测试与性能评价提供了新的依据。
&&&&&&& 阻容式电压互感器主要是通过电阻、电容并联产生出的分压原理，起主要的特点是测量的频率范围广，线性度非常的好。本次研究实验的设备，已经对其在不同频率值的电压的误差进行了测试，误差范围小于1%，在进行谐波传递特性的试验过程中，将电压升至额定值35/ kV，在基波电压上分别叠加不同次数的谐波电压，通过对CVT, TV的二次侧输出电压进行频谱分析和测量，得到实测的CVT和TV传递函数频率特性曲线。CVT二次侧接额定负载时，实测的传递函数幅频特性曲线的峰值幅度要比仿真曲线小，但曲线峰、谷对应的谐波次数基本相同。&&&&&&&&&&&&
&&&&&&& 结束语
综上所述，随着各种非线性设备的广泛应用，使得电网中的谐波问题也越来越严重，直接威胁到电力设备的生产与工作，其中，影响最大的是35kV及其以上等级的电网中的电容式电压互感器的运行。本次研究对CVT的工作原理、特性、计算、工作误差等的影响进行了细致的分析，并使用仿真试验，准确的证明了分析结果的可靠性。
&&&&&&& 参考文献
&&&&&&& [1]彭庆华，陈龙，康文斌，梅刚，史明明，查志鹏.电容式电压互感器谐波测量误差分析[J].高电压技术，2015（3）：100-103.
&&&&&&& [2]郜洪亮，李琼林，余晓鹏，张振安，代双寅，刘书铭.电容式电压互感器的谐波传递特性研究[J].电网技术，2013（11）：.
&&&&&&& [3]段晓波，朱明星，胡文平，周文，焦亚东，谭彦民，李琳.影响电容式电压互感器谐波传递特性的关键参数[J].电网技术，2014（11）：456-459.
&&&&&&& [4]王玲，冯宇，邱进，毛安澜，徐思恩，张宜阳.电压互感器谐波特性测量用可控谐波电压源的构建[J].电力系统保护与控制，2015（16）：693-696.
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HGQC-H电容式电压互感器低校高现场测试仪（HGQC-H电容式电压互感器误差校验仪 ）根据CVT等效电路，采用异频测量、低压外推、仿真负荷等测量技术；该仪器吸收了计算机、高精度信号传感器、数字信号处理、高稳定变频电源等技术，在较低的电压下测量CVT误差，测量误差完全满足国家规程规定的精度要求。
HGQC-H电容式电压互感器误差校验 详细信息
一、HGQC-H电容式电压互感器误差校验仪&概述& & & 对电容式电压互感器（以下简称CVT）进行误差校验时大多采用串联或者并联谐振升压的方法，测试接线复杂，所需的设备种类繁多，而且设备都很笨重，现场搬运非常困难。HGQC-H电容式电压互感器现场校验仪(以下简称测试仪)具有在低电压情况下测量出高电压工作情况下的实际误差，单台设备即可满足现场电容式电压互感器误差的测量。可以覆盖35kV/100V、35kV/&3/100V/&3、110kV/100V、110kV/&3/100V/&3、220kV/100V以及220kV/&3/100V /&3、500kV/100V以及500kV/&3/100V /&3变比的电力电容式电压互感器的测量。仪器在设计时引入了一些新的思想，采有了一些新的技术。包括异频电源技术、通用平台技术、电压仿真负荷、内部高准确度电压互感器和自升压电源等。使用户在使用该仪器时感到更加方便、快捷、高效。& & & HGQC-H电容式电压互感器低校高现场测试仪根据CVT等效电路，采用异频测量、低压外推、仿真负荷等测量技术；该仪器吸收了计算机、高精度信号传感器、数字信号处理、高稳定变频电源等技术，在较低的电压下测量CVT误差，测量误差完全满足国家规程规定的精度要求。&二、HGQC-H电容式电压互感器误差校验仪&特点1、无需升压源、标准互感器、负荷箱，即可实现现场测试CVT的比差、角差，测试结果完全满足国家互感器检定规程。2、具有极性、变比、接线检查功能。3. 可以对温度和湿度进行测量，使用户随时了解现场的工作环境。4. 单台测试仪即可完成对CVT误差的测量。5. 具有测试速度快、处理信息量多和存储容量大的特点。6. 测试仪采用了变频技术、数字化处理，现场抗干扰能力强。7. 测试过程最大电压不超过3kV，并采取各种保护措施，确保人身安全及设备安全、可靠。8. 测试过程操作简单。&HGQC-H电容式电压互感器误差校验仪参数1. &环境条件：温 &&&度：（5~40）&C &&&& 相对湿度：&80%（25&C）海拨高度：&2500m 电源频率：50&0.5Hz2. &被测电压互感器类型：电容式电压互感器3． 误差测量准确度：0.05%4． 分压比测量准确度：0.5%5. &内部标准电压互感器部分：a、变比范围：35kV/100V、 35kV/&3/100V/&366kV/100V、 66kV/&3/100V/&3110kV/100V、 110kV /&3/100V/&3220kV/100V、 220kV/&3/100V /&3500kV/100V、 500kV/&3/100V /&3b、准确度等级： &&&0.02%6．外形尺寸（mm）：460&360&2107．重量（Kg）:25.0
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信息内容：RTHG-1000S一体式电流电压互感器误差测试仪是武汉拓普联合电力在成功开发RTHG系列互感器现场校验仪的基础上，详细分析互感器的数学模型而研制。该仪器可按国家标准测量电流、电压互感器的比差和角差，还可测量电流1%~200%间任意百分比的比差和角差；可直接测量互感器的变比和极性；可现场测量电流、电压互感器的实际二次负荷等。
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& &武汉拓普联合电力设备有限公司&&中国电力检测设备的专业产品制造商和系统方案解决商。[拓普技术]最早1996年注册成立，2016年改制为股份制，正式更名为武汉拓普联合电力设备有限公司，历经十余年阶梯式的跨越发展，拓普联合电力自主研发的智能电力检测设备涵盖串联谐振、高压耐压试验设备、断路器测试、SF6气体回收、互感器、变压器类检测、蓄电池电能质量检测、输配电线路参数测试等领域。产品广泛应用于智能变电站、特高压直流输电、新能源接入、城市轨道交通、冶金、石化、船舶、航空航天、国防、电力检测验证机构等行业和领域。& & & 拓普联合电力核心产品经专家鉴定，处于&国一内一领一先、国际先进水平&，且质量满足计量JJG标准，蓄电池放电测试仪在行业内率先通过质量监督检验中心（中国开普实验室）检验。拓普联合电力智能电力测试设备作为自主创新的品牌典范在国内主流媒体予以宣传报道，RT3200绝缘电阻测试仪已多次被国家电力行业主管部门指定为全国技能大赛比赛专用检测产品。 & & & &&拓普联合电力拥有的各类智能电力测试设备生产基地与优秀技术专工；拥有可靠性试验室、精密检定试
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金牌企业：互感器测试仪选型有哪些？；关键词：伏安特性测试仪、一体式电流电压互感器现场；武汉华电科仪属于电气行业的领导品牌，厂家自主研发；互感器属于电力设备的被试品；一、互感器测试仪；从使用方面说，分为：①高压用互感器测试仪②计量用；工频原理的互感器目前在市场上主要分为电流法原理和；1.高压用的互感器测试仪:主测互感器的伏安特性、；※测试互感器的保护功能，测它是否合格，
互感器测试仪选型有哪些？
关键词：伏安特性测试仪、一体式电流电压互感器现场校验仪、便携式电流互感器校验仪、电容式互感器测试仪、电流互感器现场校验仪 武汉华电科仪属于电气行业的领导品牌，厂家自主研发生产的互感器测试仪也是同行内数一数二的口碑明星产品。除此之外，电能质量分析仪、蓄电池充放电仪、工频耐压试验装置、互感器综合特性测试仪、大电流发生器、微量水分测定仪等，皆为华电科仪的实力派系列，这期着重了解一下互感器测试仪选型。 互感器属于电力设备的被试品。互感器测试仪则是一种专门测试互感器的伏安特性、变比、极性、误差曲线、计算拐点和二次侧回路检查等数据的多功能现场试验仪器。它分为高压测量和计量测量。
一、互感器测试仪 从使用方面说，分为：①高压用互感器测试仪②计量用互感器测试仪 从原理方面说，分为：①工频原理互感器测试仪②变频原理测试仪 工频原理的互感器目前在市场上主要分为电流法原理和电流电压兼容的原理两种。武汉华电科仪生产的HKHG-A互感器测试仪，优势在于采用电流电压法兼容的原理制作，而一般厂家均是使用电流法原理制作的。
1.高压用的互感器测试仪:主测互感器的伏安特性、变比、极性、二次交流耐压、比差、角度（也有测二次直阻、二次实际复合，这些功能）。 ※测试互感器的保护功能，测它是否合格，对精度要求不高※ 2.计量用互感器测试仪：主测互感器的误差、精度、变比、极性、不能测伏安特性。
○高压用工频原理互感器测试仪型号有：HKHG-A、HKHG-F、HKHG-F1、HKHG-F2。 ①HKHG-A最受青睐，因其性价比高、属常规通用款，且电流电压法兼容的原理制作而成，电压1000伏电流600安。 ②HKHG-F2：则为HKHG-A的升级版，就功能而言相较HKHG-A增加，电流电压相同。 ③HKHG-F1：电压2500伏，电流600安。 ④HKHG-F：2500伏，电流1000安。 ※F/F1/F2，功能相较HKHG-A多了角差、比差、二次直阻、二次负荷。
○计量用变频原理互感器测试仪：HKHG-1000A、HKHG-1000E、HKHG-1000C。 ①HKHG-1000A：高压用、电流电压精度0.1，主测伏安特性、变比、误差曲线、极性等功能。 ②HKHG-1000E：计量用、电流精度0.05，电压精度0.1
③HKHG-1000C：计量用
二、二次压降及负荷测试仪 有线二次压降及负荷测试仪：HKYF-YB； 无线二次压降现场校验仪：HKYFX-W。
三、互感器检定装置：（测互感器精度的仪器） 1.手动互感器校验台：属一般生产互感器的厂家的选择，成本节省，一次只能测一只电流互感器。 2.全自动互感器检定装置：属计量院常规选择，全套一次可测12只电流互感器，精度0.05级。
※适应广大客户的要求，华电科仪也生产推出一款便携式互感器校验仪，精度相同于互感检验台。 3.便携式电流互感器现场校验仪：HKCT-H、 4.一体式电流电压互感器校验仪：HKCP-T 5.电容式电压互感器现场校验仪：HKCVT-45T
6.GIS式电压互感器现场校验仪：HKGIS-45G 7.一体化GIS,电容式电磁式电压互感器现场校验仪：HKGRC-H
互感器检测仪有哪些作用
①将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，并便于屏内安装。
②隔离高压电路。互感器一次侧和二次侧没有电的联系，只有磁的联系。使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全. 要注意的是，互感器在线路中二次侧（接电流表的那一边）是绝对不允许开路的（断开接线），否则有可能会因为二次侧的高电压而发生危险或事故。
在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外，线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。
产品选型 高压用 HKHG-A伏安特性综合测试仪
（产品衔接/products.asp?id=525） HKHG-A功能与特点： 一般厂家采用电电流法原理，但华电科仪生产的HKHG-A则是结合电压电流法兼容的原理制作而成，功能更强大，另外CT/PT均可测。而有一些厂家价格虽然便宜，但只能测CT（电流），不能测PT（电压）。
1.安全可靠：
国内首创MBC电源控制技术，单相AC220V输入电源，全隔离输出，设计更加科学合理,使用更加安全可靠。
2.符合国家检修规程：
设备电源输出全部为真实电压和电流值，并且波形为标准正弦波，频率为50-60Hz；能够真正有效模拟互感器的真实状态，符合国家相关检修规定。 3.功能齐全：
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