基于低频变频原理的互感器综合特性测试仪研制

由于电流互感器拐点电压不断升高,常规的电流互感器特性试验方法难以满足试验要求.研制了一台互感器综合特性测试仪样机,其基于低频电源法,并采用低频补偿算法,能够在较低电压下完成试验,扩大了仪器的适应性和测量能力,有效减轻工作强度,提高试验效率.样机采用了SPWM、功率因数补偿(PFC)、软开关等先进技术,功能完善,综合性能优异.对样机的软件、硬件原理和功能进行了阐述,并经过相应的性能测试和比对验证试验,样机的总体性能达到应用要求.     

采用补偿技术的电子式电流互感器高压侧电源

一种基于补偿法的电流互感器式电源被用来为电子式电流互感器高压侧供能。因采用反相的补偿电压和非线性反馈技术,当一次电流很大时仍能保持稳定的输出电压。测试结果表明,当一次电流变化范围为10A到3500A时,电源样机能输出稳定的。5V直流电压,最大输出功率200mW,足以满足电子式电流互感器高压侧电路对电源的要求。     

影响中压电子式互感器准确度问题的研究

中压电子式电压互感器和电流互感器在试验和运行中暴露出了一系列的问题,笔者主要针对电子式电流互感器的饱和特性以及电子式电压互感器的温度特性进行讨论。非线性励磁特性的电流互感器通常都是由闭合铁心制成的,在大多数情况下,由于在过渡状态中铁心饱和,而使这种电流互感器变换一次电流的周期性分量产生的误差大大超过容许值。同时分析铁心带气隙的电流互感器,总结了铁心有非磁性气隙的特点。介绍了基于电阻分压原理的电子式电压互感器的原理及结构,分析了影响其温度特性的因素,提出采用热敏电阻的温度补偿办法提高中压电子式电压互感器温度稳定性。     

具有计量功能的变压器研制

为了减少一次设备总数量,节省设备占地,利用变压器与电磁式互感器相近的工作原理,开展了配电变压器和互感器一体化设计研究和10 k V样机研制。结合仿真分析和现场实测,在变压器二次侧增加补偿元件进行误差补偿。在此基础上,综合变压器和电磁式互感器的试验标准,对这种新型设备的试验考核方法进行了研究,分别对样机变压器端和电压互感器输出端在空载及不同负载的情况下,进行且通过了误差性能考核和绝缘性能考核。最后利用黑匣子技术,实现了样机的计量和防窃电功能。通过以上研究,验证了这种多功能配电变压器的可行性,该类设备可达到0.2级误差准确度要求,不仅可用于变压器高压侧电压测量,也可与电表模块搭配使用进行电能计量与防窃电比对。     

电流互感器励磁特性试验及其新方法

对电流互感器励磁特性常规试验方法及励磁特性试验设备的发展进行介绍,指出随着大变比及暂态保护用电流互感器在超高压、大容量发电机组中被广泛采用,常规励磁特性试验方法已经不能满足试验要求。提出可以采用低频、变频技术进行试验。对低频、变频电源的试验原理进行分析,说明采用该技术的优势,并通过试验证明采用低频、变频电源进行试验的正确性和优越性。     

电子式电流互感器温度循环试验方法研究

电子式电流互感器是智能电网的关键设备之一,但由于其工作原理所决定,采用了大量的光电器件,易受到温度变化的影响。目前IEC标准、国家标准以及国网公司性能检测方案等提出的电子式互感器温度循环的试验方法和要求相对比较简单,不能完全满足电子式互感器在变电站现场复杂环境的使用要求。针对其试验方法和要求进行了分析研究,提出了在全温度范围内实时测量电子式互感器温度特性的试验方法和要求。对选取的电子式互感器样机进行了试验验证与结果分析,表明提出的电子式互感器试验方法和要求更能考核电子式互感器的温度特性。     

电流互感器误差测试大电流回路特性及改善方法研究

以现场试验数据为基础,分析计算了电流互感器现场误差试验中一次大电流回路的阻抗特性,得出该回路中功率因数较低,无功消耗较大的结论.提出采用无功补偿的方法来减少现场试验设备的无功损耗,提高设备使用效率,提高现场试验技术水平的方法.研制了自动无功补偿装置,通过试验验证了该装置在电流互感器误差试验中的应用效果.     

电流互感器伏安特性测试方法的研究

依据电力系统电压等级不断提高的工程背景下,采用变频测量保护用电流互感器伏安特性的方法,为电流互感器的现场检验提供了可能。通过研究铁心磁化过程的功率损耗,进而得出激磁频率与功率损耗的内在关系。针对涡流损耗和额外损耗对测量结果的影响,提出了伏安特性变频测量的损耗补偿方法,即在"频率比折算"的前提下,再进行损耗的补偿修正。研究结果表明,改进后的变频测试方法与直接在工频下测得伏安特性具有较高的一致性。     

电流互感器饱和特性分析及其补偿

电流互感器广泛应用于智能电表的电能计量中,其性能的优劣极大地影响计量的准确性.本文从电流互感器的等效电路出发,测定了互感器的一些特性参数,并分析了参数随频率变化的特性;在此基础上研究了电流互感器的饱和特性,并分析了谐波对电流互感器饱和的影响;之后在此基础上建立了电流互感器的饱和补偿的模块,并进行了MATLAB仿真,仿真结果表明,该模块能有效地补偿由饱和引起的波形失真.     

提高中压电子式电压互感器温度稳定性的新方法

介绍了采用电阻分压原理的电子式电压互感器的原理及结构,分析了影响其温度特性的因素。针对多个中压电子式电压互感器进行了温度试验,在-25°C及40°C的条件下分别测量分压比,计算温度变化导致的误差。根据试验结果,建立了一个分压比和温度变化的关系模型。根据模型,针对部分温度特性不稳定的互感器,提出了一种采用热敏电阻的温度补偿办法提高中压电子式电压互感器温度稳定性,并完善了算法。对经过温度补偿后的中压电子式电压互感器再次进行了温度试验,结果在-25～40°C条件下电压互感器的测量比差最大为±0.2%,试验结果与理论分析能够很好地相符。因此,适当的选择温度补偿可以抵消温度变化对电阻分压原理的电子式电压互感器导致的误差。     

66kV电压互感器励磁特性试验分析

电磁式电压互感器励磁特性试验,针对工程实际中66kV三相共箱电压互感器的特殊订货要求,需要在互感器一次侧加压并测量励磁电流,一般情况下电压互感器的励磁特性试验是在二次侧测量的。通过对产品结构和试验原理的分析,     

便携式电流互感器复合误差现场测试装置的设计

电流互感器(TA)的复合误差直接影响继电保护动作的可靠性。一旦电流互感器饱和,误差会大大增加,造成继电保护的不正确动作,扩大事故的影响范围。测试电流互感器的复合误差已成为提高系统安全运行的重要工作。为精确测量电流互感器复合误差,本文设计一种便携式的TA复合误差现场试验装置,并给出现场试验装置的硬件结构与软件流程。装置通过采用低频电源法测量电流互感器的伏安特性曲线,从而减小测试用电源的电压,进而减小设备的体积。同时提高采样频率,更精确地采集伏安特性试验中的电气参量。本装置解决了现有电流互感器复合误差测试仪采样频率低、测试时间长、操作繁琐、仪器笨重的问题,具有可靠、便携、适于在现场使用的特点。     

可调式电流互感器补偿装置研究与应用

作为电网系统的重要单元,电流互感器对电能计量具有十分重要的作用,其误差试验的正确性和准确性关系发、供、用三方的切身利益。随着电压等级的不断提高,电流互感器检定试验对试验电源容量的要求越来越高,为提高试验电源使用效率,采用可调式电流互感器补偿装置,通过线性可调无功补偿,提高功率因数,使用有限容量的试验电源,完成高电压等级的电流互感器误差试验检定工作。     

铁磁元件励磁特性低频测量方法

针对现有低频测量铁磁元件励磁特性方法未考虑铁心损耗的问题,通过对低频实验下铁心损耗的原理分析,得出了励磁电源频率变化仅影响励磁电流中涡流等效电流大小的结论。由此提出了适用于铁磁元件励磁特性现场测试的低频实验及折算方法,分别考虑铁心损耗和漏抗影响对低频实验数据的电压、电流进行补偿,实验证明补偿后与工频实验结果基本一致。相比规程推荐的频率折算方法,该方法能够大幅降低折算误差,在励磁特性拐点及饱和段的折算误差均小于5%。     

超低频任意波形信号源进行保护用电流互感器励磁特性试验

目前保护用电流互感器励磁特性试验的工频试验方法和低频正弦波试验方法都存在着一定不足之处,本文主要针对目前存在的问题,参考Lucas模型建立了一种超低频任意波形信号源对保护用电流互感器进行励磁特性试验的分析计算方法。该方法把电流互感器的励磁电流分离为涡流损耗电流和磁滞损耗电流两个部分,测量相关的诸如互感器铁心损耗、基本磁化曲线和极限磁滞回线等参数,充分考虑直流电阻上产生电压降的影响,通过计算得出工频下励磁特性数据。本文打破传统运用工频和低频正弦波进行励磁特性试验的约束,充分考虑电流互感器的铁心饱和、磁滞和直阻等因素影响,建立一种任意波形、超低频率信号励磁的模型和计算方法,并通过大量试验对比验证说明此方法是准确和可靠的。     

超低频波形信号源保护用电流互感器励磁特性试验方法

目前保护用电流互感器励磁特性试验的工频试验方法和低频正弦波试验方法都存在着一定不足之处,主要针对目前存在的问题,参考Lucas模型建立了一种超低频任意波形信号源对保护用电流互感器进行励磁特性试验的分析计算方法。该方法把电流互感器的励磁电流分离为涡流损耗电流和磁滞损耗电流两个部分,测量相关的诸如互感器铁心损耗、基本磁化曲线和极限磁滞回线等参数,充分考虑直流电阻上产生电压降的影响,通过计算得出工频下励磁特性数据。本文打破传统运用工频和低频正弦波进行励磁特性试验的约束,充分考虑电流互感器的铁心饱和、磁滞和直阻等因素影响,建立一种任意波形、超低频率信号励磁的模型和计算方法,并通过大量试验对比验证说明此方法是准确和可靠的。     

电子式电压互感器中的相位补偿研究

针对基于电容分压原理的电子式电压互感器的相位误差,提出了相位补偿方案。分析了二次分压电阻引入相位误差的大小,设计了组合相位补偿电路对该相位误差进行补偿。研究分析了相位补偿电路在不同工作点时随频率和温度的变化特性,结果表明,通过选取合适的单元移相电路工作点,使移相电路对频率的依赖性最小、受温度的影响也最小。该相位补偿技术已成功应用于电子式电压互感器。其型式试验结果表明,互感器的整体性能在-40～40℃时,比差和角差准确度达到了0.2级的要求。     

考虑非线性特性的剩余电流互感器建模及其输出调理电路参数设计

随着漏电断路器应用场景的不断扩展,用电设备故障时产生的剩余电流呈现非正弦特征,直接影响漏电断路器的动作特性。该文针对电磁式漏电断路器中的剩余电流互感器(residual current transformer,RCT)及其信号调理电路开展了研究。首先,分析剩余电流互感器的工作特点,建立考虑铁心饱和特性和磁滞效应的RCT仿真模型,可精确仿真RCT在各种工况下的传输特性,并能对非正弦大电流下的传输特性进行仿真;其次,对RCT输出信号调理电路进行研究,提出基于并联谐振原理的补偿电容参数设计方法,并分析补偿电容的容差特性对输出电压的影响,在谐振条件下RCT输出特性受外界因素影响最小。最后,通过仿真与实验测试结果对比,验证RCT传输特性仿真模型及补偿电容对输出电压的影响。     

动态电压恢复器的谐波补偿数字控制技术

为了使动态电压恢复器(DVR)可以补偿低次谐波电压,克服数字控制对系统性能的影响,提高其电压补偿效果,提出了一种电压外环基波比例谐振(PR)控制和电感电流内环指定次谐波PR控制的双闭环数字控制策略。重点分析了虚拟LC法和阶跃响应不变法对PR控制器的离散化效果,采用了更为直接的数字设计方法,并对离散域下基波PR控制器和指定次谐波PR控制器进行了详细的参数设计,避免了采样、计算延时等对稳态误差和动态响应特性的影响。在理论分析的基础上开发了11k V·A的DVR样机,并进行了相应的测试,实验结果表明,DVR样机能够满足敏感负载对电压质量的要求,数字控制系统也具有良好的动态响应特性。     

基于超低频任意波形信号源进行保护用电流互感器励磁特性试验新方法

目前保护用电流互感器励磁特性试验的工频试验方法和低频正弦波试验方法都存在着一定不足之处,针对上述存在的问题,参考Lucas模型建立了一种超低频任意波形信号源对保护用电流互感器进行励磁特性试验的分析计算方法。该方法把电流互感器的励磁电流分离为涡流损耗电流和磁滞损耗电流两个部分,测量互感器铁心损耗、基本磁化曲线和极限磁滞回线等相关参数,充分考虑直流电阻上产生电压降的影响,通过计算得出工频下励磁特性数据。本文打破传统运用工频和低频正弦波进行励磁特性试验的约束,充分考虑电流互感器的铁心饱和、磁滞和直阻等因素影响,建立一种任意波形、超低频率信号励磁的模型和计算方法,大量试验对比验证说明了此方法是准确和可靠的。