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一種基于電容分壓的電子式電壓形式
電壓互感器是電力系統(tǒng)中一次與二次電氣回路之間*的連接設(shè)備，其作用是實(shí)現(xiàn)一次、二次系統(tǒng)的電氣隔離，把一次側(cè)的高電壓變換成適合于繼電保護(hù)裝置和電氣測量儀表等工作的低電壓。隨著電力系統(tǒng)超高壓輸變電的發(fā)展，傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器（PotentialTransformer，簡稱PT）的體積變得越來越大，造價(jià)高，存在鐵磁諧振等嚴(yán)重問題，給PT的防爆和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來困難，在高壓電力系統(tǒng)中PT逐步被電容式電壓互感器［1，2］（Capacitive Voltage Transformer，簡稱CVT）所取代。CVT相對(duì)電磁型電壓互感器，具有防鐵磁諧振、性能價(jià)格比較高以及運(yùn)行維護(hù)工作量較小等明顯優(yōu)勢，成為高電壓等級(jí)系統(tǒng)中的主要測量裝置。光學(xué)電壓互感器（Optical VoltageTransformer，簡稱OVT）是集晶體物理、光電子技術(shù)、光纖技術(shù)、高電壓技術(shù)和微機(jī)技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，具有絕緣性能*、抗干擾能力強(qiáng)以及無鐵芯線圈等很多傳統(tǒng)互感器*的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于電力系統(tǒng)的微機(jī)化測量保護(hù)和無人值班電站，是新一代電壓互感器的主導(dǎo)研究方向。我國在80年代也參與OVT的開發(fā)和研制，并在電網(wǎng)中掛網(wǎng)運(yùn)行，取得了寶貴經(jīng)驗(yàn)。但其實(shí)用化、產(chǎn)業(yè)化過程中仍存在一些工藝和技術(shù)的問題，其可靠性和穩(wěn)定性還有待于提高。本文提出了一種新型的易于實(shí)用化的電壓互感器——電子式電壓互感器（Electronic VoltageTransformer，簡稱EVT），它采用了成熟的電容分壓技術(shù)卻不含鐵芯線圈；充分利用了光纖的優(yōu)良特性，卻無需考慮復(fù)雜的工藝及穩(wěn)定性等問題，可以說，EVT集CVT和OVT的主要優(yōu)點(diǎn)于一身。
2 電子式電壓互感器
電子式電壓互感器采用了*的光纖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高低電壓之間真正的電隔離，巧妙地解決了高壓傳輸系統(tǒng)中傳輸與隔離的矛盾［3，4］。其基本設(shè)計(jì)思想是：采用光纖傳輸被測信號(hào)，使互感器一、二次側(cè)之間只有光的聯(lián)系而無電的聯(lián)系；采用成熟的電容分壓技術(shù)而去掉鐵芯單元，降低故障率；采用信息融合技術(shù)［5］等進(jìn)行軟件補(bǔ)償處理，提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
系統(tǒng)可分為三大部分：電容分壓器、室外電子單元、室內(nèi)主控裝置，如圖1所示。采用電容分壓器獲取信號(hào)，通過電容器串并聯(lián)組合將電網(wǎng)高電壓進(jìn)行分壓，降至100V以下，以便于高壓側(cè)電子單元對(duì)其進(jìn)行前端處理、采樣，后再通過電／光轉(zhuǎn)換耦合進(jìn)光纖。采用光纖實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)與低壓側(cè)的隔離，并將被測信號(hào)傳輸?shù)降蛪簜?cè)主控室，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換恢復(fù)出被傳數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行軟件方面的補(bǔ)償處理。電容分壓器和高壓側(cè)電子單元都工作在室外，受溫度影響較大，所以系統(tǒng)同時(shí)把溫度信號(hào)通過光纖傳到主控室，將電壓信號(hào)和溫度值進(jìn)行融合處理，以補(bǔ)償溫度對(duì)系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。同時(shí)系統(tǒng)留有兩種信號(hào)接口，既可以將數(shù)字量直接送到微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，也可對(duì)模擬式繼保裝置進(jìn)行控制，便捷快速地與繼電保護(hù)系統(tǒng)融為一體。