基于电容分压的电子式电压互感器分析

臧玉龙 束春杰 刘烊

【摘要】在科技时代的发展中，电压互感器的功能也逐步强化，其不仅能够对电力系统提供基本续电保护，同时还能对相关电能进行测量。本文对基于电容分压的电子式电压互感器进行研究，分析其基本原理，并总结分压器、高压测试单元、低压侧主控室以及光纤传输四项结构，希望本文能为广大电力工作者提供帮助。

【关键词】电容分压  电子式电压互感器  信号处理

引言：在电力工作系统中，电子式电压互感器是其中重要部件之一，其作用性至关重要。通常情况下，电子式电压互感器负责一次电气回路与二次电力回路的有效连接，将该两项电气回路进行电气隔离，同时将电力回路中所存在的高压电流，转换成相应的低压电流，为电气测量仪表或续电保护装置的正常运转提供支持。

一、电子式电压互感器的功能优势

电子式电压互感器的诞生，使电力系统的运转性能得到更进一步的提升。而在传统电力系统中，通常使用电磁式电压互感器进行工作，其不仅需要给予消耗一定量的绝缘油，同时还存在一定的爆炸危险，并且其内部结构中还有铁芯，所以当其处于运转状态时，相关技术人员还要时常考虑到电磁式电压互感器的铁磁谐振和磁饱等情况，因此便为电力系统的运转工作带来了相应的问题。

电子式电压互感器的诞生，针对于电磁式电压互感器而言，便很好的解决上述相应问题。并且，电子式电压互感器还使用光纤传输信号，与电磁式电压互感器相比，其信号传输功能更加稳定、流畅。同时，电子式互感器中的光学互感器为数字传输提供了相应的数字接口，因此电子式电压互感器未来还能够向数字化方向发展。

综上所述，与传统的电磁式电压互感器相比，电子式电压互感器不仅性能更加突出，同时其未来发展功能也特别可观。因此当前电力系统中，电子式电压互感器被广大技术人员所认可和采用，并利用其各项性能优势，使电力系统的运行工作的成效得到显著提升。

二、对基于电容分压的电子式电压互感器进行结构分析

（一）电容分压器

对整体电子式电压互感器的结构进行研究，其中电容分压器占据着重要的功能作用。但由于其工作原理具有一定特殊性，所以电容分压器便会受到环境等各方面影响进而产生相应的功能缺陷。当电容分压器被安装与室外时，若温度出现变化，则电容分压器便很可能随着其变化能降低分压比的稳定性，进而使电流测量的准确程度也大幅度下降。但是技术人员可以利用电容分压器所具有的相位差功能，减少温度原因所造成的影响，以此保证电流测量工作的准确度。除此之外，由于电压信号的融合工作是高电压系统的一种，所以在这一环节中，温度便成为一项重要参数。在日常工作中，技术人员可通过温度，观察高压电器的运行情况，因此温度参数便成为测量高压电参数结果的重要依据，而上述该些功能便是电子式电压互感器中电容分压器的主要作用，其不仅能够确保互感器的正常运转，同时还能为高压电的测量工作提供一定帮助。

（二）电子高压测单元

电子高压侧单元中主要包含的部件有：预处理信号模块、A/D转换、光发射模块、FIFO存储器和两个单片机。其中预处理信号模块，负责对相应信号预处理工作，其不仅保证电子高压测单元能够正常进行信号传输工作，同时还能对所接收的信号信息进行相应处理，以此保证电子高压侧单元的正常运转。而A/D转换，便是通过其内部的16位高速采样芯片，对工作系统所采集的数据进行转换，以此确保电子高压侧单元数据的准确度能够得到提升。光发射模块，主要负责将相应信号信息转换为光数据，并通过该模块发射至目标点。FIFO存储器，对相关数据起到存储功能，以此为技术人员提供参数信息。而单片机是电子高压侧单元中的重要组成部分，其不仅该模块中的核心，同时也是系统运转的支撑点，对该两个单片机给予处理，可有效提升电子高压侧单元的系统实时性。

（三）低压侧主控室

低压侧主控室是电子式电压互感器中的重要信号处理部件，其不仅能够为互感器接收相应的光信号，同时还能将光信号转换为电转化。除此之外，低压侧主控室还能够对电子式电压互感器的温度数据进行处理，以及电压信号融合处理等工作，进而便凸显出低壓侧主控室在整体电子式电压互感器中的重要性。如前文所述，若电子式电压互感器受到环境温度影响时，其相应测试参数的准确度会随之下降，而在这一过程中，低压侧主控室便发挥出其应有作用，使环境温度影响得到有效控制，并对分压相位差进行补偿，进而使整体电子式电压互感器的测量稳定性和精准性得到有效提升。所以当相关技术人员在研究电子式电压互感器时，应当对其内部低压侧主控室加以重视，因为其主要负责电压互感器的信号传输功能，所以其在整体电压互感其中具有一定关键性的作用。

（四）光纤传输

前文所述，电子式电压互感器的信号传输方式为光纤传输，其具有绝缘性能好、不受电磁干扰、信号传输稳定以及传输周期短等优势，所以光纤传输便成为电子式电压互感器的明显优势之一。同时，光纤传输功能的运用还能有效解决传统电磁式电压互感器信号传输过程中所存在的系统传输矛盾、隔离矛盾等问题，至此便再次彰显出光纤传输的功能特点。通常情况下，光信号携带者电压测试结果、温度测试结果等相关信息，而该项数据由光纤传输，不仅能够实现低电压与高电压隔离传输的可能，同时还能使整体电压互感系统的安全防护性得到显著提升。其中光纤传输所具有的可靠性高、传输距离远、抗干扰能力强等优点，皆以其内部的单模光纤组件和高灵敏度光组件实现，该两项组件还有效减少光源、光功率不稳定等特殊情况的影响。

三、结语

综上所述，电子式电压互感器与传统的电磁式电压互感器相比，具有各项显著优势，其不仅使电力系统的运转成效得到有效提升，同时还能保护电力系统的安全运行。对电子式电压互感器不断进行研究，在使其功能和优势得到强化的同时，还能为我国电力建设事业的未来良好发展提供重要保障。

参考文献：

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[2]杨桂平，郭毅.阻容分压型电子式电压互感器研究与设计[J].电力电容器与无功补偿，2018，39（03）：96-101.