一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，包括以下步驟，1）生成電壓互感器優(yōu)化選型的輸入?yún)?shù)集PJ；2）計(jì)算所有待選電壓互感器型號(hào)的選型評(píng)價(jià)總分F；3）將所有待選電壓互感器的選型評(píng)價(jià)總分F排序，總分F最高的電壓互感器為運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度最優(yōu)的型號(hào)。本發(fā)明的提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，適用于電力電壓互感器的設(shè)備選型，填補(bǔ)了電壓互感器運(yùn)行計(jì)量精度優(yōu)化選型的技術(shù)空白，輸出所有待選型號(hào)的運(yùn)行計(jì)量精度評(píng)價(jià)分值，便于設(shè)計(jì)者在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性之間做權(quán)衡設(shè)計(jì)，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，屬于電測(cè)量

【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 電能計(jì)量裝置選型的合理性及其運(yùn)行準(zhǔn)確性直接影響到電量貿(mào)易結(jié)算的公平，電 力電壓互感器是關(guān)口電能計(jì)量裝置中的重要組成部分，其優(yōu)化選型方法是保證關(guān)口電能精 確計(jì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003] 根據(jù)相關(guān)理論和試驗(yàn)結(jié)果，可以總結(jié)出多繞組電壓互感器的二次負(fù)荷配置原則如 下：
[0004] (1)計(jì)量繞組的二次額定負(fù)荷選型要恰當(dāng)，不宜過(guò)大，目前，電子式電能表逐漸普 及，相對(duì)于感應(yīng)式電能表，電子式電能表的二次負(fù)荷大大減輕；另外，以往為了計(jì)量某計(jì)量 點(diǎn)流過(guò)的正反向有無(wú)功，需要安裝四塊感應(yīng)式電能表，現(xiàn)在則只需安裝一塊電子式電能表； 還有，現(xiàn)在計(jì)量管理要求計(jì)量回路獨(dú)立，因此計(jì)量回路只有電能表，沒(méi)有其他二次設(shè)備?；?于以上三點(diǎn)原因，造成當(dāng)前計(jì)量二次回路負(fù)荷普遍較輕，如果計(jì)量繞組額定負(fù)荷選擇過(guò)大， 將造成計(jì)量繞組實(shí)際負(fù)荷率過(guò)低，計(jì)量繞組將運(yùn)行于嚴(yán)重正偏差區(qū)域，甚至出現(xiàn)超差。
[0005] (2)保護(hù)繞組的二次額定負(fù)荷選型要恰當(dāng)，不宜過(guò)大，采用微機(jī)保護(hù)替代傳統(tǒng)電磁 式繼電保護(hù)裝置后，電壓互感器保護(hù)繞組的二次負(fù)荷同樣大大降低，如果選配的互感器保 護(hù)繞組額定負(fù)荷過(guò)大，將造成互感器計(jì)量誤差控制區(qū)間寬度變差，即計(jì)量繞組在輕載和額 定負(fù)載時(shí)誤差絕對(duì)值會(huì)更加接近互感器的誤差限值。
[0006] 目前，電力系統(tǒng)中，統(tǒng)調(diào)電廠關(guān)口的電壓互感器投運(yùn)年限普遍較長(zhǎng)，大部分是根據(jù) 電磁式二次設(shè)備的負(fù)荷容量進(jìn)行的選型和配置；另外，為安全需要，設(shè)計(jì)部門往往以大于4 倍實(shí)際設(shè)備負(fù)荷的原則進(jìn)行互感器容量選型，裕度過(guò)大。隨著電子式電能表和微機(jī)保護(hù)裝 置的推廣應(yīng)用，電壓互感器計(jì)量繞組和保護(hù)繞組都嚴(yán)重輕載，可以預(yù)見(jiàn)，電壓互感器的正偏 差現(xiàn)象將非常明顯。
[0007] 國(guó)家出臺(tái)了多個(gè)電壓互感器配置和檢定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括：《電磁式電壓互感器 GB1207-2006》、《JJG1021-2007電力互感器檢定規(guī)程》、《電網(wǎng)關(guān)口電能計(jì)量裝置配置規(guī)范 DB32/866-2005》等，明確指出了電壓互感器的準(zhǔn)確等級(jí)和誤差限，文獻(xiàn)《電壓互感器二次負(fù) 荷對(duì)誤差的影響》、《多繞組電壓互感器實(shí)際負(fù)載下的誤差的測(cè)試與計(jì)算》和《三繞組電壓互 感器實(shí)際負(fù)荷下誤差的推算方法》研究并分析了電壓互感器的模型、計(jì)量誤差的計(jì)算方法 以及多繞組二次負(fù)荷對(duì)計(jì)量誤差的影響規(guī)律。
[0008] 綜上所述，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、研究文獻(xiàn)等資料已經(jīng)對(duì)電壓互感器的計(jì)量精度做了 明確規(guī)定，并且對(duì)運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的關(guān)聯(lián)影響因素展開(kāi)了詳細(xì)研究，但尚無(wú)提出一種有 效提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的設(shè)備選型方法，該方法是指導(dǎo)新建電網(wǎng)關(guān)口或者舊 電網(wǎng)關(guān)口改造的關(guān)鍵技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、研究文獻(xiàn)等資料已經(jīng)對(duì)電壓互感器的計(jì) 量精度做了明確規(guī)定，但尚無(wú)提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的設(shè)備選型方法的問(wèn)題。 本發(fā)明的提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，適用于電力電壓互感器的設(shè) 備選型，填補(bǔ)了電壓互感器運(yùn)行計(jì)量精度優(yōu)化選型的技術(shù)空白，輸出所有待選型號(hào)的運(yùn)行 計(jì)量精度評(píng)價(jià)分值，便于設(shè)計(jì)者在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性之間做權(quán)衡設(shè)計(jì)，具有良好的應(yīng)用前景。
[0010] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0011] 一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，其特征在于：包括以下 步驟，
[0012] 步驟（1)，生成電壓互感器優(yōu)化選型的輸入?yún)?shù)集匕={DE，S1A，S 2A，S1N，S2N，WE}， 其中，D E為電壓互感器準(zhǔn)確等級(jí)，待選型的電壓互感器具有相同的DE、S1A為電壓互感器的計(jì) 量繞組需連接的實(shí)際二次負(fù)荷、S 2A為電壓互感器的保護(hù)繞組需連接的實(shí)際二次負(fù)荷、S1N為 電壓互感器的計(jì)量繞組額定二次負(fù)荷、S 2N為電壓互感器的保護(hù)繞組額定二次負(fù)荷、WE為電 壓互感器的計(jì)量誤差控制寬度，計(jì)量誤差控制寬度W E = Eu-Ed，由電壓互感器的生產(chǎn)廠家測(cè) 量提供，Eu為上限誤差，取計(jì)量繞組帶2. 5VA負(fù)荷且保護(hù)繞組空載時(shí)的計(jì)量誤差；Ed為下限 誤差，取計(jì)量和保護(hù)繞組都帶額定負(fù)荷時(shí)的計(jì)量誤差；
[0013] 步驟⑵，計(jì)算所有待選電壓互感器型號(hào)的選型評(píng)價(jià)總分F = Fi+F2+F3，其中，F(xiàn)i為 計(jì)量額定負(fù)荷評(píng)價(jià)分項(xiàng)分值、F2為保護(hù)額定負(fù)荷評(píng)價(jià)分項(xiàng)分值、F 3為計(jì)量誤差控制寬度評(píng) 價(jià)分項(xiàng)分值；
[0014] 步驟（3)，將所有待選電壓互感器的選型評(píng)價(jià)總分F排序，總分F最高的電壓互感 器為運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度最優(yōu)的型號(hào)。
[0015] 前述的一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，其特征在于：Fi 為計(jì)量額定負(fù)荷評(píng)價(jià)分項(xiàng)分值，用于評(píng)價(jià)計(jì)量繞組實(shí)際二次負(fù)荷S1A和額定二次負(fù)荷S1N的 比值對(duì)運(yùn)行計(jì)量誤差的影響，計(jì)量繞組實(shí)際二次負(fù)荷和額定負(fù)荷的比值對(duì)運(yùn)行計(jì)量誤差的 影響比重大，按照總分100分的40%來(lái)賦權(quán)，分項(xiàng)分值Fi滿分F 1M取40分，根據(jù)公式（1)計(jì) 算得到匕，
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，其特征在于：包括以下步 驟， 步驟（1)，生成電壓互感器優(yōu)化選型的輸入?yún)?shù)集匕={DE，S1A，S2A，S 1N，S2N，WE}，其中， DE為電壓互感器準(zhǔn)確等級(jí)，待選型的電壓互感器具有相同的DE、S1A為電壓互感器的計(jì)量繞 組需連接的實(shí)際二次負(fù)荷、S 2A為電壓互感器的保護(hù)繞組需連接的實(shí)際二次負(fù)荷、S1N為電壓 互感器的計(jì)量繞組額定二次負(fù)荷、S 2N為電壓互感器的保護(hù)繞組額定二次負(fù)荷、WE為電壓互 感器的計(jì)量誤差控制寬度，計(jì)量誤差控制寬度W E = Eu-Ed，由電壓互感器的生產(chǎn)廠家測(cè)量提 供，Eu為上限誤差，取計(jì)量繞組帶2. 5VA負(fù)荷且保護(hù)繞組空載時(shí)的計(jì)量誤差；Ed為下限誤差， 取計(jì)量和保護(hù)繞組都帶額定負(fù)荷時(shí)的計(jì)量誤差； 步驟（2)，計(jì)算所有待選電壓互感器型號(hào)的選型評(píng)價(jià)總分F = Fi+F2+F3，其中，匕為計(jì)量 額定負(fù)荷評(píng)價(jià)分項(xiàng)分值、F2為保護(hù)額定負(fù)荷評(píng)價(jià)分項(xiàng)分值、F3為計(jì)量誤差控制寬度評(píng)價(jià)分 項(xiàng)分值； 步驟（3)，將所有待選電壓互感器的選型評(píng)價(jià)總分F排序，總分F最高的電壓互感器為 運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度最優(yōu)的型號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，其 特征在于：匕為計(jì)量額定負(fù)荷評(píng)價(jià)分項(xiàng)分值，用于評(píng)價(jià)計(jì)量繞組實(shí)際二次負(fù)荷S 1A和額定二 次負(fù)荷S1N的比值對(duì)運(yùn)行計(jì)量誤差的影響，計(jì)量繞組實(shí)際二次負(fù)荷和額定負(fù)荷的比值對(duì)運(yùn) 行計(jì)量誤差的影響比重大，按照總分100分的40%來(lái)賦權(quán)，分項(xiàng)分值Fi滿分F 1M取40分，根 據(jù)公式（1)計(jì)算得到匕，
其中，實(shí)際二次負(fù)荷S1A取0. 5S1N時(shí)，計(jì)量誤差絕對(duì)值最小；當(dāng)S1A從0. 5S1N逐漸減少到 下限負(fù)荷2. 5VA時(shí)，誤差逐漸變大接近正誤差限，變化規(guī)律接近線性；當(dāng)S1A從0. 5S1N逐漸 增大到1. 2S1N時(shí)，誤差逐漸變小接近負(fù)誤差限，變化規(guī)律接近線性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，其 特征在于：F2為保護(hù)額定負(fù)荷評(píng)價(jià)分項(xiàng)分值，用來(lái)評(píng)價(jià)保護(hù)繞組實(shí)際二次負(fù)荷S 2A和額定二 次負(fù)荷S2N的比值對(duì)運(yùn)行計(jì)量誤差的影響，保護(hù)繞組實(shí)際二次負(fù)荷S2A和額定二次負(fù)荷S 2N的 比值對(duì)運(yùn)行計(jì)量誤差的影響比重小，按照總分100分的10%來(lái)賦權(quán)，即分項(xiàng)分值F2滿分F 2M 取10分，根據(jù)公式⑵計(jì)算得到F2，
其中，實(shí)際二次負(fù)荷S2A取0. 5S2N時(shí)，附加計(jì)量誤差絕對(duì)值最??；當(dāng)S2A從0. 5S2N逐漸減 少到空載時(shí)，附加計(jì)量誤差逐漸變正，變化規(guī)律接近線性；當(dāng)S2A從0.5S2N逐漸增大到S 2N時(shí)， 附加計(jì)量誤差逐漸變負(fù)，變化規(guī)律接近線性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升電壓互感器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)量精度的優(yōu)化選型方法，其 特征在于：F3為計(jì)量誤差控制寬度評(píng)價(jià)分項(xiàng)分值，計(jì)量誤差控制寬度對(duì)運(yùn)行計(jì)量誤差的影 響比重最大，按照總分100分的50%來(lái)賦權(quán)，即分項(xiàng)分值F 3滿分F3M取50分，根據(jù)公式（3) 計(jì)算得到F3，
其中，計(jì)量誤差控制寬度WE數(shù)值小于等于電壓互感器準(zhǔn)確等級(jí)De時(shí)，運(yùn)行計(jì)量誤差性 能好；當(dāng)計(jì)量誤差控制寬度WE從DE到2DE逐步增大時(shí)，運(yùn)行計(jì)量精度將逐步變差，變化規(guī)律 接近線性；當(dāng)計(jì)量誤差控制寬度W E大于2DE時(shí)，電壓互感器將不滿足規(guī)程的誤差要求，不能 選用。
【文檔編號(hào)】G01R35/02GK104050375SQ201410279461
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】黃奇峰, 楊世海, 周贛, 盧樹(shù)峰, 姚勛, 王忠東, 傅萌, 趙雙雙, 徐敏銳, 陳銘明, 陳剛, 吳橋 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 東南大學(xué)