高频大电压阻容分压网络的频率特性研究

现代功率分析仪电压测量通道要求同时满足高频、大电压及高精度的测量需求,通道输入级的阻容分压网络对满足这些需求起着关键作用。实验发现,电路的寄生参数对于中高频段测量结果有明显影响,使得测量精度变差。该文将寄生参数考虑进电路,给出分压网络的集总参数模型;基于该模型介绍阻容匹配的必要性,并引入一种新型实用匹配方法。通过PSPICE仿真,分析各参数对分压网络频率特性的影响,并指出影响分压网络测量精度的关键因素。经实物测试,验证分压网络集总参数模型的准确性;DC-1MHz频率范围内,良好匹配的阻容分压网络测量精度达到功率分析仪测量需求。

直流电压测量装置二次分压设计与研究

研究直流电压测量装置的二次分压,详细介绍了阻容的匹配原则和选型以及二次分压的防护设计与分压信号处理,并提出了二次分压方案。通过Multisim软件设置相应参数,仿真验证该方案的准确度和幅频特性。试验结果表明,该二次分压方案可靠稳定,准确度在0.1%范围内,幅值误差小于3%,相位误差小于100μs,准确度和幅频特性均满足GB/T 26217—2019标准要求。

10 kV宽频直流电压互感器设计

10 kV阻容分压原理的直流电压互感器在实际工况下的阻容匹配关系不易满足,使其响应带宽不能满足要求。基于10 kV阻容分压原理的直流电压互感器在实际工况下的等效电路及其参数,建立了实际工况下的频率特性传递函数模型。分析了直流电压分压比和频率特性的影响因素,获得了分压电阻初始精度对直流电压分压比影响程度、分压电容初始精度和杂散电容对频率特性影响程度的定量结果。提出在阻容分压器低压臂并联阻容匹配单元的解决方法,结合阻容分压器分压主体电阻电容参数的选取,可通过匹配电阻校准直流电压分压比,并通过匹配电容补偿直流电压互感器的频率特性。最后,进行了样机试验,结果表明匹配电阻将直流电压分压比10 000∶5.015校准到了设计值10 000∶5,匹配电容使10 kV直流电压互感器在50 Hz~3 kHz的带宽内幅值误差从高达14%降低到接近1%。