摘要
摘要：电压互感器是一种电能测试设备，其所发挥的作用是保护电力系统的续电并用于计量电能。电压互感器对电力系统非常重要，不仅可以保证电力系统的安全可靠性，而且能够确保其经济型。当前中国的发展速度不断加快，不仅电能的需求量大，而且对电能的质量也有更高的要求。这就需要提高电压互感器的制造工艺技术，积极采用先进的设备，使其性能充分发挥出来。应用电容分压的电子式电压互感器是非常必要的。本论文着重研究基于电容分压的电子式电压互感器问题。
关键词：电容分压；电子式；电压互感器
一、基于电容分压的电子式电压互感器的结构设计
（一）电容分压器的设计
电容分压器运行的过程中，采用串联电容器或者并联电容器进行分压可以获得一元信号。从技术角度而言，主要的问题是存在于 :电容分压器通常是在室外安装的，如果室外环境的温度变化幅度比较大，分压器在运行的过程中，就会影响分压的稳定性，导致测量中出现偏差。当精准度下降的时候，分压电容器就会有相位差产生。当出现这种现象的时候，就可以采用并联电容器的或者串联电容器的方法进行分压处理，就可以削弱温度变化对分压的影响 [2]。电压信号信息融合的时候，温度是作为参数存在的。通过对温度的测试，就可以对高压电器运行中的温度情况以及对运行造成的问题深入了解，当然温度也可以看做是对高压电参数测量结果评。采用上面的方法就可以有效地解决温度变化问题，避免对系统造成不良影响。
（二）电子高压侧单元的设计
从系统的角度而言，电子高压侧单元类似于外核，从其构成上来看，主要包括预处理信号模块、光发射模块、两个单片机以及 A/D转换、 FIFO存储器等等，它们都有各自的功能，都发挥着重要的作用。要保证系统的实时性，就需要发挥两个单片机的作用，其中的一个单片机所发挥的作用是采样，还可以对 FIFO数据暂时存放；另一个单片机所发挥的作用是对数据信息的传输，其所发挥的功能是将光线充分利用起来，提高 FIFO数据的传输速度 [3]。除了这项功能之外，电子高压侧单元还可以在数据信息传输的过程中同时传输主控室温度信号，就可以有效地控制温度传感器。电子高压侧单元是将 16位 AD高速采样芯片充分利用起来，用于提升系统的采样精度。此外，还需要根据实际需要尽可能将电子高压侧单元处理工作优化，提高处理速度，保证处理的结果符合要求，还要提高抗干扰能力。
（三）低压侧主控室的设计
在设计低压侧主控室的时候，主要的工作内容是对光信号的接收，进行电转化和光转换。对于低压侧主控室的环境温度也要有效控制，处理好温度数据，还要处理好相位补偿问题，对电压信号进行融合处理，处理好电压数据 [4]。低压侧主控室中，系统对于温度不具有很高的敏感度，即温度的影响降低，分压相位差也能够得到有效补偿，由此提高了系统的测量稳定性，而且也提高了测量精准度。低压侧主控室当中，可以将被测电压的波形以及所获得的计量值充分利用起来，将便捷快速系统结合到续电保护系统当中，将两者集成为一个整体。低压侧主控室采的运行中，主要利用了哈佛结构的芯片和专用硬件乘法器的芯片，所以，其具有操作流水线的特点，接口的使用非常方便，运算的速度比较快。程度的编程方面来看，操作非常简单，而且具有良好的稳定性 [5]。
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。
结束语：
通过上面的研究可以明确，中国的电力企业发展速度不断加快，传输电力容量也不断增高，对电压电网质量有了更高的要求。当前如果依然采用传统的电压互感器，是无法满足电力系统的运行要求的，不仅在于其工艺技术不高，而且运行不稳定，缺乏安全可靠性。将光线结合到电压电容互感器中，对于电能传输过程中所存在的干扰问题有效解决，使得压互感器在运行中有更高的安全可靠性，为电力系统平稳运行创造良好的条件，有助于提高企业的经济效益。
参考文献：
[1] 电容分压型电子式电压互感器传感特性研究 [J]. 江西科学 , 2017(01):58-59.
[2] 王晓明 , 周卫 . 基于 RTDS仿真的电子式电流互感器暂态特性测试研究 [J]. 电工技术 , 2017(03):87-88.
[3] 李红 . 高压电容式电压互感器的故障分析及防范措施 [J]. 电世界 , 2017(11):13-14.
[4] 关博 , 金钧 . 基于电阻分压的 27.5kV电子式电压互感器的研究 [J]. 变频器世界 , 2018(10):75-78.
[5] 魏明 , 秦猛 . 10 kV电子式电阻型电压互感器屏蔽罩的设计 [J]. 高压电器 , 2017(09):161-165.
[6] 李宁 , 高飞 , 吴明锋 , et al. 电容式电压互感器现场应用情况及故障分析 [J]. 山西电力 , 2017(06):58-59.
出版日期
2020年09月01日（中国期刊网平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
