阻容分压型电子式电压互感器暂态特性研究

电力系统中各种高压开关操作或暂态故障工况均会产生极大的暂态干扰,对电子式电压互感器的暂态响应特性提出了更高要求。对220 kV气体绝缘开关设备(GIS)阻容分压型电压传感器的原理结构进行了研究,建立了电子式电压互感器等效电路模型。从系统仿真角度进行了变电站单相接地故障状态下电子式电压互感器的暂态特性研究,确定了低压臂电容与分压电阻的参数匹配是影响电压互感器暂态特性的重要因素,并进行了一次接地短路的暂态试验验证。仿真及试验研究表明,220 kV GIS阻容分压型电压互感器在单相接地短路故障工况下能够实时、准确地传变一次电压的暂态变化。该研究对提高电力系统运行的稳定性和可靠性,对促进电子式互感器在智能变电站复杂工况下的实践应用具有重要意义。     

基于FBG传感的电子式互感器温度场监测研究

基于光纤Bragg光栅(FBG)测温原理,对电子式互感器内部温度从其工作时间为12h和24h两个时间段进行数据采集,并运用ANSYS仿真软件对内部采集的温度数据进行仿真分析,得出温度场分布云图,可知,电子式互感器上部沿着外壳边缘为温度最高处,中部两侧温度次之,下部温度最低,此时电子式互感器热点温度位于上部.随着电子式互感器工作时间延长,工作达到稳定状态,由于向外部环境散热,电子式互感器工作12h时整体温度比工作24h时高,两个时间段最热点温度分别为90.836,79.764℃.电子式互感器中部导体温度为电子式互感器整体最高.     

电子式互感器积分模块的抗干扰技术研究

积分模块抗干扰设计是电子式互感器研制过程中的关键性技术。为适应数字化变电站内的实际运行环境,提升电子式互感器的运行稳定性,本文分析了电子式互感器积分模块的实现原理,研究了电子式互感器的现场干扰来源及其对积分模块工作特性的影响。针对目前电子式互感器积分模块由于硬件滤波能力有限及采样速率不足,导致外部高频输入信号频率混叠并引起积分采样输出异常的问题,提出了相应的软、硬件解决方法。通过在采集单元内部实现软件积分避免数据传递误差,采用高阶滤波电路抑制高频信号输入,提高模数转换频率减少高频信号采样失真等可行技术,增强了电子式互感器积分模块在工程应用中的抗干扰能力。本文研究的技术方案能大幅消除了外部高频干扰对软件积分功能的影响,可有效提高罗氏线圈原理的电子式互感器的运行可靠性。     

基于电子式互感器的电能计量系统校准方法研究

电能计量装置在智能变电站方面的应用非常广泛,同时也推动了电力行业的发展。电子式互感器作为智能变电站核心电能计量设备,与传统互感器相比,在高压电能计量方面有很多优点。设计了基于电子式互感器的高压电能计量校准方法。首先,从电子式互感器的优点出发,进行软硬件设计及电能计量系统的结构设计。然后,对电子式互感器、数字接口功率计、电能计量系统进行校准,给出校准步骤,以及校准系统的不确定性评估、实例分析等。最后,经过性能评估和实例分析,证明了该方法的合理性与精准度。与传统分散校准方法相比,所提出的电能计量系统装置和校准方法具有一定的新颖性、较强的适用性,在推动电能计量校准发展方面有很高的参考价值。     

电子式互感器现场校验系统的误差分析研究

电子式互感器作为智能变电站关键设备,以更安全、节能、环保的优点逐步取代传统的电磁式互感器,而电子互感器校验系统研究却相对滞后.本文简要介绍了电子互感器校验的工作原理和误差的定义,并根据IEC60044-8标准,分析得出了系统的11个误差来源所引起的不确定度,最后给出了尽可能消除这些误差的方法,为电子式互感器现场校验装置的研制提供了强有力的理论支持.     

智能变电站二次设备可靠性分析

为了快速发现智能变电站二次设备因家族缺陷出现的问题,应及时采取相应的维护措施以提高供电的可靠性。分析了智能变电站二次设备的可靠性对电力系统的运行的重要性。针对智能变电站二次设备可靠性要求,建立了可靠性评估蒙特卡罗模型,并模拟分析了失效概率、可靠度和平均寿命参数。应用应力分析法和蒙特卡罗模型,对智能变电站这类设备进行可靠性计算。仿真计算表明,使用两种方法对这类设备的可靠性评估与分析的结果一致,从而验证了建立的智能变电站电子式互感器采集单元板卡、就地化模块、合并单元、智能终端和开关姿态状态监测单元设备主件可靠性评估蒙特卡罗模型的正确性。该方法可为智能变电站二次设备其他主件的可靠性评估提供理论分析。     

电子式互感器采集单元可靠性分析及设计

分析了电子式互感器采集单元中主要元器件发生故障的原因,并针对采集单元中的电源模块及电磁兼容要求,提出了高可靠性的系统解决方案。由于硬件故障可能导致软件运行的不稳定性和不确定性,从软件设计角度提出一种软件双冗余概念,利用软件模拟数据处理双回路,避免了由单一元器件故障导致的双A/D采样同时出错而造成的保护误动。该方案大大提高了电子式互感器的运行寿命和现场稳定性,推动了电子式互感器的工程应用,也为应用于类似环境下的嵌入式系统设计提供了方案支撑。     

电流互感器传感头磁场研究

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器是电力系统的关键检测设备。电网信号的准确测量是电网电力系统可靠运行的重要保障。电流互感器性能好坏直接影响电流准确测量和可靠保护控制。传统的电流互感器存在磁饱和、绝缘性差、精度低、动态范围小、体积大等缺点。电子式电流互感器具有良好的绝缘性、较宽的频率响应范围及较好的抗干扰能力。电流互感器的关键技术是传感头-Rogowski线圈的设计。对外磁场对电子式电流互感器传感头的误差影响进行研究,提出了改进措施。在Rogowski线圈中,将一次电流产生的磁通分解成相对于骨架的平行分量和垂直分量,并考虑了外界干扰磁场对两个分量的影响,进而研究干扰磁场对检测性能的影响。运用ANSYS有限元分析软件对磁场分布进行仿真。改进绕线方法和加装屏蔽壳可降低外磁场对其的影响,提高其工作精度。     

电子式互感器在线监测系统设计

电子式互感器主要应用于智能变电站当中,其内部并没有铁心,这样的设计既能消除磁饱和及铁磁谐振现象,同时还能够使得频率响应范围变宽,测量精度提高。电子式互感器的状态监测可以对在线运行的电子式互感器内部的各状态进行时时监视,以保证各参数在安全范围内运行,尽早消除运行设备发生重大故障的隐患,促进电子式互感器的工程应用,因而已经成为新的研究热点。本文阐述了电子式互感器在线监测系统的原理及设计方案,并对组成系统的各个部分进行了详细论述。     

中国微米纳米_基于电场的快速暂态过电压测量

提出了一种基于电场的VFTO测量方法,以实现气体绝缘变电站(Gas Insulated Substations GIS)开关操作引起的快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage VFTO)的测量.通过MEMS电场传感器测量GIS母线周围的电场,进行大量试验确定电场强度与母线电压的线性关系,并对传感器进行标定,实现VFTO的测量.从理论上对GIS变电站不同负载的VFTO建模并进行仿真数值计算;使用扫频法、方波响应法对电场传感器的响应特征进行了测试,高频截止频率>134 MHz;在实验室内进行了高幅值电压测量实验,在云南电网公司超高压试验研究基地进行GIS变电站现场VFTO测量实验,结果表明利用电场传感器能够进行快速暂态过电压的测量.     

智能型高压隔离开关位置激光监察装置的设计

分析智能化变电站水平断口高压隔离开关,运行中分合闸位置监视存在的问题,提出并设计一种有效监视高压隔离开关分合闸位置的监察装置,为实现高压隔离开关状态可视化提供可靠、有效的分合闸位置信号。     

基于数字孪生的变电设备运维系统及其构建

针对变电设备周期状态管控难、运检效率低等问题,基于数字孪生理论,构建基于真实变电设备运维的数字化模型及系统。首先,在信息层建立能反映变电设备换流变、调相机、GIS（Gas Insulated Substation）这3类设备真实状态的数字孪生体;其次,基于换流变、调相机、GIS历史大数据,通过数字孪生体的变电站设备进行统计分析,并根据采集的实时数据、运维数据来预测变电站设备下一时刻的状态,使变电设备实现实际变电站内物理层与信息层数据的融合;最后,以变电站设备运维为对象,采用信息物理融合系统进行运维数据的集成和同步,形成最终变电设备运维数字孪生框架系统。相关研究表明,运用数字孪生技术可以对变电设备运维系统运行效率的提升和对变电站整体智能化提供强有力的技术支撑。     

虹桥220kV智能变电站设计与应用

智能变电站在线监测与故障诊断系统主要分为三个部分:过程层(包括现场监测终端、现场处理单元)、间隔层(包括IED及主IED)以及站控层(CAC)。其系统结构框图如下图所示,变压器油色谱在线监测、GIS局部放电监测、SF6气体、微水监测、容性设备(含避雷器监测)在线监测诊断等装置分别采集相应设备的状态数据,通过状态信息接入器汇总,再通过IEC61850协议发送到指定监控中心。虹桥220kV智能变电站的实施,提高了变电站运行的安全性和可靠性。     

变电站中电压采集单元混合电磁干扰研究

随着电子式互感器电压采集单元大量应用于变电站中,而变电站电磁环境复杂多变,采集单元可能同时受到多种辐射和传导电磁骚扰。目前,无论是IEC还是国家电磁兼容标准,对采集单元的测试均为单独进行各类抗扰度试验。试验不能有效模拟变电站实际环境,造成投入运行的采集单元可靠性不高。通过分析采集单元在变电站内受到的主要电磁骚扰源的特性及其耦合路径,对采集单元进行单一干扰源抗扰度试验,并创新性地混合干扰源抗扰度试验,对两种类型试验对比分析。最后设计滤波器安装在电源端口,通过安装前后试验结果的对比分析,验证了所设计滤波器的有效性。所提出的混合干扰试验方法对其他设备试验检测同样具有指导意义。     

GIS隔离开关操作接地网电位差干扰抑制方法

气体绝缘变电站隔离开关操作产生接地网电位差干扰,易与故障信号混淆,致使继电保护装置误动作。针对干扰信号的高频瞬变特性,提出基于最小二乘支持向量机/改进集合经验模态分解的自适应抑制方法。设置阈值启动函数检测干扰信号起始位置,通过极值延拓、多尺度排列熵改善集合经验模态分解算法的端点效应和熵值,采用粒子群算法优化最小二乘支持向量机,将干扰信号经过改进集合经验模态分解算法分解的本征模式分量作为训练样本,构造最优决策函数,对二次电缆耦合信号的本征模式分量序列进行干扰信号自适应识别与抑制。仿真实验表明,所提出的自适应抑制方法能准确识别和滤除接地网电位差干扰信号,保留故障信号特征,信噪比提高了221%,增强继电保护的抗干扰能力。     

智能无线测温装置在莱钢的应用

介绍了智能无线测温系统在莱钢10kV变电所高压柜上的应用,系统的硬件设计和软件开发,软件的设计实现了数据高速采集、集中监控、远程传输和组网等功能,且性能稳定直观运行可靠。     

含分布式电源的配电网保护影响机理及故障定位

针对分布式电源(distributed generation, DG)接入配电网使得传统的电流保护方法无法适用的问题, 本文以双馈线配电网线路作为研究对象, 首先分析了在线路不同位置发生三相短路故障时, DG分别接入馈线末端母线、非末端母线以及馈线首端母线时, 对线路中流经各个保护的短路电流大小影响, 在PSCAD软件建立配电网模型进行仿真分析, 因含DG的配电网发生短路故障动作值难以整定, 提出了一种基于智能电子设备(intelligent electronic device, IED)上传故障信息的矩阵算法, 并通过算例验证了该算法的准确性. 结果表明, DG接入馈线末端母线和非末端母线时, 故障发生在DG下游会造成故障区段保护误动作, 上游区段保护可能会拒动, 不利于故障定位与切除, 所提的矩阵算法适用于含DG的配电网, 无论单一故障或者多重故障, 都可实现故障区域的精准定位, 保证配电网安全可靠运行.     

小型变电所监控软件的设计

小型变电站的监控软件功能是接收RTU的数据,图示变电站的各监控量数值,通过网络或使用RS232串行口控制调制解调器远程上传至监控中心,并可接收监控中心的指令操作变电站的电闸、预设值设定.从经济实用的角度,说明使用VB的控件数组和Excel表格,设计小型变电所监控程序的一些方法.