新型10进位可调仿真电压负荷箱.doc

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1、新型10进位可调仿真电压负荷箱赵倏民赵吃诲（uus省互感器硏究所）丁M甘/A'摘耍：介绍一种新型10逬位可讽仿其电压负荷箱•可以为50A60H乙1OOJT至220V等多种频定二次电压的电压互感界提^WOVA以下可调的仿真二次负荷和功率因數.文中详细叔述了其结构凍理和实际应用・/i/叙词绻压互感容丿负荷调节%真结构“应用，-/一//"*—、前言电压互感器的误差由空载误差和负荷误差两部分组成.空载误差与空载电流成正比，负荷误差与二次负荷导纳成正比.国家标准规定电压互感器必须在25%~100%额定负荷及其功率因数cos2=0.8以下，误差不超过相应准确等级的误

2、差限值.因此，国内外生产的电压负荷箱都是按额定频率（50或60Hz）.额定电压（100/^3或110/^3或100或150V…）和额定负荷（0~80或150VA）及固定功率因数（0.8或1或…）制作，不仅品种规格多，而且只能给电压互感器提供固定功率因数的规定负荷，不能提供实际的二次负荷和功率因数，以测定电压互感器在实际员荷下的误差.电压负荷箱不能做成10进位可调式的主要原因在于感纳元件中有电阻，这在制作规定负荷和功率因数中可以扣除，而在10进位可调式的电导中却无法扣除，这不仅会造成电导的误差，甚至破坏了电导的连续调节，因而无法实现.1988年，我所提出了

3、仿真负荷箱（即假负荷箱）的原理“闵，就是在电压互感器的二次输入与二次负荷电流相同的仿真负荷电流.仿真负荷电流可以改变极性，相当于提供±G±jB导纳.这样，就可以用电容元件代替电感元件，提供容纳和感纳•因而也就可以制成K）进位可调的由电导和电容元件组成的导纳箱，即仿真电压负荷箱.仿真负荷箱可以通过电压转换器（实际上是一个电流互感器）转换负荷箱的额定电压⑷，制成具有100/、/亍~150V多种额定电压的电压负荷箱.此外，电容元件可以通过互感器绕组匝数折算为50或60Hz的容纳，从而制成10进位可调的额定頻率为50Hz或60Hz.额定电压为100//1~150

4、V、0-100VA可调负荷及功率因数的FYF1型仿真电压负荷箱，其功能基本上包括了国内外100VA以下所有规格的电压负荷箱.二、结构原理FYF1型仿真电压负荷箱的原理线路如图1所示.h为导纳互感器，实际上是一个电流互感器；Np为同流绕组•由10个磚匝数的线段构成（1~】0位），分别接4个电阻和相应的4个10进位盘，每个电阻阻值相差10倍；Nc和Nc分别为50Hz或60Hz频率时的正交电流绕組，由开关Kp切换；Nu为输出绕组，有8个档，相应给额定二次电压为100/>/厅、110/J亍、120.150/^/3.100.110.120、150V（简称额定仿真电

5、压）的电压互感器输出仿•真负荷电流.由8位的选择开关瓦切换.T2为自耦式电流互感器，由】0段筹匝数绕组构成，二次与Nc或NJ连接，10段绕组同时构成正交1~10位，分别接4个电容和相应的4个10进位盘，每个电客的电容值相差10倍.©和心分别为同相和正交的正负号开关.100V及X两个接线处为额定电压100V的输人端，“无为仿负荷导纳为q二次负荷容畳为S=P+iQ=YU]=K0(iop,+p2+o.1o.oipj士jKglOQ户Q2+°」Q+°°1Q)W(7)(8)则可令K4=l由式（8）和式（4）可以得到&=10",QNp3同时・2=—vx102nf(9)

6、(10)也可令匕q=i由式⑸.（8）和式（9）得到(11)于是，对所有额定仿真电压式中103AR.Nu■(4)(5)图1FYF1型仿夏电压负荷箱原現线站真负荷电流输出端。当输入电压为£/时.输出同相的正交电流厶和％分别为rNPUzP,P2P.£、""■^（瓦+瓦^石瓦），A（1）%■士普絆（GQ+GQ+GQ+CQ,A（2）式中P{,P2.P3.PA同相各盘读数«pr2.rv同相各盘所接电阻Q-QgQ——正交各盘读数G，C——正交各盘所接电容弘——相应于额定电压为q时的绕组匝数NP——同相绕组匝数Nc——相应于电源频率为f时的正交绕组匝数3电源角頻率，0=

7、2zrfrlio"&=io-?R3=o^r4C,=10C2=102C3=105C4于是，输出仿真负荷电流为i=i小q=土孚孕（lOR+E+o.叶0.0旧K&Ny+.2QnfNcUC,~JNu“IOQi+Q+O.IQ+O.OIQJ=±匕(10耳+马十0.1均+0.01/)±jK2(10Q+Q+0.1Q+0.01q,a(3)P卫、P*和Q、Q“Qg均为o~io,即10进位盘的读数.■若将仿真负荷箱的负荷电流ha输入额定仿真电压为S的绕组■则负荷箱的仿真=[±(0~11L10)±j(0~111.10)]U!.实际应用和附加愎差仿真负荷容嚴为S=P+j<

8、?=±(lOPj4-^4-0.1^4-001^)±j(10Q+Q+0.1Q+0・