110 kV 电容式电压互感器谐波测量特性试验及仿真

针对电容式电压互感器（capacitor voltage transformers,CVT）测量谐波时从一次回路到二次回路非线性传递的运行特性,从现场试验和软件仿真两方面对CVT谐波测量特性进行研究。以某型号110 kV CVT为研究对象,综合考虑杂散电容、耦合电容、电容分压器介质损耗以及补偿电抗器等效电阻,构建CVT高频等效电路。运用Matlab搭建CVT谐波模型,获得CVT幅频特性曲线。在现场开展谐波测量试验,通过试验结果与仿真结果对比证明仿真模型正确性。最后,通过仿真模型验证谐波电压含量和基波电压幅值对CVT谐波测量特性并无影响。     

补偿电抗器对电容式电压互感器误差的影响

通过调节电容式电压互感器(CVT)补偿电抗器铁心的气隙,在不改变补偿电抗器现有结构的基础上,实现减小大负荷CVT的误差带宽值,改善CVT误差性能。     

电容式电压互感器传变特性研究

电容式电压互感器存在电磁单元,当过电压达一定值时,中间变压器及速饱和电抗器可能饱和,在低频振荡下CVT的分压比降低,二次绕组测量到的电压值将高于实际值,导致过压保护误动。文中以500 k V多乐永丰I回线在带高抗切除空线时过压保护动作为切入点,通过过电压电磁暂态仿真及CVT在系统电压偏离工频时的传变特性计算,分析CVT在低频饱和状态下二次侧测量电压被放大的原因,研究CVT饱和后的电压测量偏差。该线路空载分闸过电压现场测试数据,充分验证了CVT低频下传变特性改变引起测量值大于实际值是500 k V多永I回线在空载分闸时过压保护动作的真正原因。     

电容式电压互感器的谐波传递特性研究

针对电容式电压互感器(capacitor voltage transformer, CVT)的谐波传递特性,综合考虑杂散电容等因素影响,建立等效电路模型,采用逐级计算各级等效阻抗和传递函数的方法,对 CVT 谐波传递特性进行深入计算和分析。基于Matlab/Simulink仿真工具对CVT谐波传递特性开展了仿真验证,并针对实际CVT开展了CVT谐波传递特性和测量误差的实际物理试验研究,试验结果与仿真分析结果具有较好的一致性。发现影响 CVT 谐波传递特性的因素不仅是 LC 串联谐振回路额定工作点的偏移,中间变压器一次侧和补偿电抗器的杂散电容对CVT谐波传递特性有着重要影响,传递函数幅频特性曲线呈现尖峰和低谷效应,导致较大的测量误差。     

CVT谐波传变特性及其影响因素的优化研究

电容式电压互感器(CVT)在用于谐波测量时受杂散电容、补偿电抗器电感值的影响较大,杂散电容等影响因素在选值不精确时会对谐波测量结果带来附加误差。为降低CVT谐波测量误差,提出一种基于函数映射关系的CVT输入参数优化方法。该方法以计算结果的误差最小为条件,输入参数的置信度最大为目标,在满足幅值、相移最小误差要求下选择置信度最大的输入参数组合,并基于测量不确定度对输入参数进行评定,通过实际案例验证分析了该方法的合理性和有效性。     

基于CVT电容电流的谐波电压测量方法

准确有效地进行谐波电压测量是掌握电网谐波状况、开展谐波治理、提升电能质量水平的重要前提和依据。为解决目前大量在运CVT无法准确测量谐波的问题,提出基于CVT电容电流的谐波电压测量方法。该方法测量流过高压电容和中压电容支路的电流并进行谐波分析,根据电容参数即可方便准确地计算得到高压侧谐波电压。该方法只需对CVT二次回路进行简单改造,在不影响设备运行安全的前提下,实现谐波电压测量。首先给出该方法的基本原理,然后结合仿真计算分析电流测量精度和电容值变化对谐波测量误差的影响,对实际CVT完成了物理试验验证。试验表明：该方法的2~50次谐波电压测量误差均小于2%,满足谐波国家标准的相关要求。     

误差补偿电抗器补偿原理分析及设计验证

误差补偿用电抗器主要用于对供电型电磁式电压互感器负载误差的调节,由于误差补偿用电抗器的阻抗值需要与供电型电磁式电压互感器的一、二次漏阻抗值匹配,要求其具有较高的品质因数(Q值).本文介绍了供电型电压互感器误差补偿原理,分析了不同气隙下铁心电抗器交流电阻值的产生机理,并建立测试系统,对不同气隙长度下的铁心磁滞回线以及其对应的电感值及交流电阻值进行测试,掌握了铁心电抗器技术参数与气隙关系,并采用带气隙铁心电抗器对一台110 kV 60 kVA供电型电压互感器进行补偿.试验结果表明:铁心电抗器的磁路气隙越长,其磁导率越小,相应的交流电阻值和电感值越小,但由于铁心越不容易饱和,具有稳定阻抗值的工作电流动态范围越大.本文采用带气隙铁心电抗器对供电型电压互感器进行误差补偿,补偿结果表明,其误差能够满足0.2级误差限值要求.     

杂散电容对电容式电压互感器测量误差的影响

电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)测量谐波的精度受补偿电抗器杂散电容的影响较大。通过对补偿电抗器杂散电容物理特性的分析,建立等效电路模型,以及对CVT谐波传递特性的分析计算,利用MATLAB/Simulink仿真软件,研究了杂散电容在不同范围内波动时对CVT各次谐波的传变误差的影响。仿真结果表明:不同杂散电容在相同范围内波动时,数值越大的杂散电容对CVT的传递特性影响越大。     

基于 BP 神经网络的电容式电压互感器谐波测量误差修正方法

110 kV以上电压等级电压普遍采用电容式电压互感器(capacitive voltage transformer,CVT)。针对实际应用CVT时存在的杂散电容效应导致的二次侧谐波电压无法按额定变比反映高压侧谐波实际值而存在测量误差的问题。通过建立CVT等效电路模型,对CVT杂散电容对谐波测量的影响进行了仿真分析,并通过构建人工神经网络模型对CVT 2-25次谐波电压传递系数进行预测,在此基础上,提出了一种CVT误差修正方法。仿真分析表明,所构建模型可以很好反映杂散电容对CVT测量结果的影响,可对CVT谐波电压的测量进行有效预测,所提误差修正方法也为降低CVT测量误差,提高测量精度进行了有益的尝试和参考。     

一种考虑磁滞和微观涡流效应的电磁模拟方法

电机和电力变压器电磁仿真以实心材料代替硅钢叠片铁心,难以准确描述涡流路径,并且忽略了涡流效应影响。该文提出了一种考虑微观涡流和磁滞的电磁模拟算法。通过一阶回转曲线计算磁滞过程的Everett函数,从而辨识逆Preisach模型的参数,并对微观涡流损耗系数进行优化拟合;构建考虑微观涡流和磁滞效应的电磁本构方程,设计有限元离散和方程组迭代的算法,实现Maxwell方程、磁滞和微观涡流场的耦合。最后,对无取向钢片35WW270进行了交变一维磁特性和旋转二维磁特性的实验。为了验证数值算法的有效性,三维磁特性测量装置简化为二维模型进行电磁有限元仿真,仿真结果与交变和旋转磁特性测量结果吻合较好,验证了叠片铁心微观涡流算法的正确性和有效性。     

35kV电容式电压互感器高压熔断器熔断的原因分析

针对一起35 kV电容式电压互感器高压熔断器频繁熔断现象,笔者详细分析了电容式电压互感器(CVT)的工作原理及等值电路。通过CVT中压互感器的伏安特性试验,得出了在系统发生单相接地故障或故障消除的过渡过程中CVT中压互感器铁芯深度饱和激发铁磁谐振,从而导致高压熔断器熔断的结论。笔者还提出在CVT中压互感器二次剩余绕组并联阻尼器是抑制铁磁谐振行之有效的措施。同时,在产品设计制造时应着力改善中压互感器的空载励磁特性,选择伏安特性优越的中压互感器。分析结果为改进产品设计、提高制造工艺水平和优化运行维护提供了科学依据。     

污秽电阻对CVT测量准确性影响的理论分析和试验研究

为了提高CVT测量的准确性,笔者通过理论分析分别给出了不同额定电容及不同节数的CVT测量准确度受污秽电阻影响的误差公式,并通过ATP软件对各种情况进行了一系列仿真,发现当CVT瓷套表面污秽电阻小于5 MΩ时其测量准确度会受到影响。对220 kV的CVT进行的人工污秽试验结果同样显示出:在重污秽地区使用CVT测量电压时,污秽电阻可能会影响到其测量的准确级。为保证准确测量,应定期清洁电容式电压互感器。     

基于改进粒子群优化算法的CVT杂散电容参数估计方法

杂散电容是影响电容式电压互感器(CVT)谐波测量取值的不确定因素,通过分析CVT内部结构和杂散电容计算公式,发现杂散电容是具有随机性特点的区间型参数。为提高CVT谐波传递特性曲线的拟合精度,提出一种基于改进粒子群优化算法的CVT杂散电容参数估计方法。该方法以输入参数的置信区间为条件,以计算结果的误差最小为目标,在满足幅值、相移最小误差要求以及尽量多置信区间的条件下确定杂散电容的参数组合。通过建立电能质量综合试验平台,以某35 kV阻容分压式电压互感器二次侧输出的谐波电压值为基准,分析TYD35 3(1/2)-0.02HF型CVT实际谐波电压值和利用幅频曲线校正后的谐波电压值分别相对基准值的误差,验证了所提方法的有效性和可行性。     

电容式电压互感器谐波测量方法研究

针对电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)谐波测量数据准确度无法满足电能质量监测系统要求的问题,文中提出了一种具有谐波测量功能的CVT的实现方案,通过在常规CVT的分压器低压端串入电容C3,利用电容分压原理获得电网谐波测量信号。建立了该CVT的宽频等效电路模型,分析电容C3两端输出电压在谐波频段内的变化情况,明确了影响其频率特性的关键参数。并基于此方案研制了1台110 kV具有谐波测量功能的CVT样机,通过了型式试验并开展了谐波准确度试验,试验结果表明,在2~50次谐波信号测量范围内,该样机满足电能质量监测设备谐波要求,进一步验证了所提方案的有效性。     

基于CVT电容元件击穿的事故分析计算

针对电容式电压互感器（CVT）因电容元件击穿引起的设备故障问题,结合返厂解体情况,通过对故障电容式电压互感器进行试验,依据试验数据、电容单元数量和电容量进行理论计算,研究得出监测电容式电压互感器二次电压波动的取值范围,并提出运维策略,以进一步提高通过监测二次电压发现电容式电压互感器故障的几率。     

绝缘在线监测中电容式电压互感器的误差校正

对引起电容式电压互感器（CVT）稳态误差的相关因素进行了分析。根据CVT结构及参数建立了用于校正CVT稳态误差的参数模型。将该模型输出电压的误差仿真结果与准确级试验结果进行对比,验证了该模型的有效性。基于该模型提出一种绝缘在线监测中实时校正CVT稳态误差的新方法:通过采集测量绕组的输出电压和各二次绕组的负载电流信号,利用基于Levenberg-Marquardt算法的非线性最小二乘拟合算法提取信号中的基波分量,结合CVT参数模型的数学方程确定CVT的一次电压。分析结果表明,该方法能够有效减小因系统频率、CVT二次负载大小及功率因数的变化对CVT比差及角差的影响,为二次监测设备提供高精度的电压信号。     

1000kV GIS用罐式电容式电压互感器

为解决1000 kV电网电压测量中电磁式电压互感器、电子式电压互感器以及电容式电压互感器(CVT)所存在的问题,介绍了一种全新结构形式的电压互感器-1000 kV GIS用罐式电容式电压互感器(罐式CVT)。罐式CVT的电容分压器的高压臂电容采用同轴电极结构,纯SF6气体作为主绝缘,耐受各种过电压能力强分压器输出端引入的特殊结构电感线圈可阻尼特高压GIS中快速陡波对电磁单元的侵入,有效防止传递过电压对二次系统的危害;分压器的结构设计有效解决了邻近效应对误差的影响,有助于降低内部发生铁磁谐振的范围和概率。     

电容电压初值对CVT铁磁谐振影响的仿真研究

电容式电压互感器(CVT)的传统等效电路模型中忽略了电容分压器电容电压初值对等效电路模型的影响,然而在CVT暂态时这一因素的影响不能简单地看成是一个误差问题。基于正确的电容分压器的分压比公式,建立了计及电容电压初值的CVT完整的等值电路模型。基于此电路模型,利用Matlab中的电气系统模块库PSB建立了CVT铁磁谐振暂态过程的仿真模型。仿真结果表明,在二次侧短路又消除短路这种铁磁谐振激发方式下,不同的短路时刻和消除短路时刻对CVT的铁磁谐振过程有影响,甚至出现了持续的振荡过程。在二次电压过零短路同时又在其过峰值时消除短路的情况下,电容电压的初值可以抑制铁磁谐振过电压的持续时间,但电容电压的初值较大时,在系统加压瞬间出现的过电压,可能引起二次侧高速继电保护误动作。