电子式电流互感器现场计量检定研究

本文在介绍几种电子式电流互感器原理及特点的基础上,结合无源电子式电流互感器和有源电子式互感器现场计量检定的情况,分析现场计量检定中存在的一些问题,指出了其可能对电能计量产生的影响,提出现场校验的一些建议.     

1000kV串联式标准TV的量值溯源及稳定性

为了研究1000 kV串联式标准电压互感器(SSTV)的误差性能,使其满足特高压电网建设中开展电压量值溯源及传递工作的需要,通过分析1000 kV SSTV的结构特点及误差原理,提出半绝缘互感器电压加法溯源的方法。试验结果表明,采用该方法与传统的电压系数法对同一台1000 kV SSTV进行量值溯源测量的一致性优于3×10-5。并基于数学模型和试验数据,分析了1000 kV SSTV的误差性能受杂散电容的影响。结果表明,杂散电容对误差的影响量4×10-6。     

1000kV串联式标准电压互感器的研制

为了满足在1000kV级特高压电网建设中开展工频电压量值溯源及量值传递工作的需要,对一种基于工频电压加法原理的1000kV串联式标准电压互感器(TV)结构进行了设计,并建立了相关的数学模型。考虑到由于高压隔离互感器(HVIT)绝缘距离的存在而引入的大漏感量严重影响了其准确度,特采用了在HVIT一次侧串联电容的方式对漏感抗进行补偿的方法,大大提高HVIT的准确度。针对上、下级结构电容相差太大而导致的分压不均问题,通过在上级并联高压电容器的方法加以解决,并通过有限元分析对电场进行了仿真计算,验证了设计的可行性。与传统的电磁式标准电压互感器相比,该设计在满足相关规程规定的工频耐压与准确度要求的前提下大大降低了单台互感器的体积、质量及绝缘要求,为开展频繁的现场检定工作创造了条件。     

提高Rogowski线圈互换性的新方法

Rogowski线圈电流传感器在电力系统获得了越来越广泛的应用。为了研究Rogowski线圈的互换性,采用直接测量法对制作的Rogowski线圈的互感进行了测量,比较了各种不同条件下的测量结果。测量结果表明Rogowski线圈互感在不同条件下具有较大的分散性,应在实际应用中进行标定;Rogowski线圈互感的偏差受制造工艺水平影响很大,因此互换性较差。为解决这些问题,提出一种将可调电阻作为线圈的负荷电阻安装在线圈本体上的方法,可调电阻为线圈输出提供无源补偿,便于制造具有一致输入输出特性的标准化线圈,提高了线圈的互换性,避免了更换线圈后对整个系统进行重新校准。最后分析了这种补偿方式带来的误差,结果表明它具有很好的性能。     

一种高准确度电子补偿式电流比较仪

电流互感器(CT)被广泛应用于电流的比例变换,但其准确度一般难以优于0.01%。具有更高准确度的电流比例变换装置,例如双级电流互感器或补偿式电流比较仪,由于使用上的限制,一般只用于工频电流比例的量值溯源或量值传递。针对于此,研发出一种利用电子线路补偿铁心励磁电流的即所谓电子补偿式电流比较仪(ECCC)。文中阐述这种电流比较仪的基本原理,理论分析其误差性能,并进行了误差校准试验。试验结果表明,该ECCC的准确度满足0.000 5级要求,既可作为一种高准确度的电流比例标准,也可用于工频电流的高准确度测量。     

绕组变形超声检测原理及装置的研究

根据超声波反射的原理,提出了变压器绕组变形检测的新方法。文中论述了绕组变形超声检测的基本原理和检测装置的工作原理,并讨论了油温变化和油道宽度等因素对检测结果的影响。借助所研制的样机对变压器模型及变形进行了测试,测试结果表明,这种检测方法是可行的。该方法克服了现有测试方法的不足,具有直观可靠,能直接绘出绕组变形及变形部位的图形,并且显示变形量大小等一系列优点,为电力变压器绕组变形检测开辟了一条新的途径。     

±500kV直流电压互感器现场校准技术试验分析

直流电压互感器是测量直流输电系统电压的重要设备,其测量性能的准确关系到直流输电系统的安全稳定运行。为此,研制了高准确度标准分压器,依照检定规程,在额定电压下对德阳换流站极线I上的直流电压互感器进行了现场校准试验,对试验数据进行分析研究得到以下结果:①直流电压互感器的零点影响准确度,必须进行零点修正;②进行零点修正后,仍不满足0.2级要求:由接口柜A中CH3通道输出信号得到的相对误差在0.81%~0.98%,线性为0.17%;由接口柜B中CH3通道输出信号得到的相对误差在0.80%~1.21%,线性为0.41%;③直流电压互感器存在较大变差:由接口柜A中CH3通道输出信号得到的相对误差在30 kV时的变差最大,为0.1%;由接口柜B中CH3通道输出信号得到的相对误差在5 kV时的变差最大,为0.41%。分析结果表明,被测直流电压互感器的准确度不满足设计要求,对直流电压互感器进行安装前的现场校准和安装后的周期性校准是十分必要的。     

数字电能计量系统现场检定技术研究

数字化变电站中电子式互感器输出形式为IEC61850-9-1数字信号帧,数字电能表接收此数字信号帧,直接进行数学运算得出电能。而在传统的变电站中,电磁式互感器输出的是模拟电压电流信号,电能表将模拟量转化为数字量,计算出电能。电子式互感器和数字电能表原理及接口方式都发生了根本性的改变。这就给电子式互感器校验和数字电能表的校验提出了新的要求,传统校验设备根本无法对其进行校验。为解决这一难题,本文提出了一种数字电能计量系统校验方法,对电子式互感器与数字电能表组成的数字计量系统进行整体的误差校验,并在国内首次进行了现场误差校验,取得了满意结果。     

输电线阻波器、滤波器特性的DSP测试系统

为解决现有电力载波通信系统中线路阻波器、结合滤波器的性能测试方法中存在的问题,提出了一种集自动测试、高速采样和数据处理于一体的新型智能式测试系统方案。在介绍了基于快速傅立叶变换算法的测试系统设计原理后详述了测试系统的软、硬件实现方案,即用数字频率合成技术产生正弦波激励信号,采用高速模数转换器转换技术采集数据,并通过数字信号处理算法处理数据,以大大提高系统的测量精度和稳定性。采用Matlab对典型带宽阻波器电路法仿真证明该法准确有效,系统方案能较好地抑制谐波,微机化的管理使得操作方便灵活。     

正立式压缩气体标准电容器的研制

为了解决正立式标准电容器安装复杂、电极易受外部壳体影响发生偏移的缺点,研制了一种采用分体式安装结构的正立式压缩气体标准电容器。装置借鉴气体绝缘开关设备(GIS)的设计思路,采用SF6气体绝缘,设计了多重同圆心定位结构,从而提高高低压电极同轴度;采用分体式安装结构来减少壳体对低压电极的影响。电容器采用套管加壳体结构,更适合户外使用。通过理论计算确定电极尺寸及材料,使用电磁场仿真软件对电容器进行2维建模及优化设计,最后制作出样机并对其进行了测试。测试结果表明,电容器的工频耐受电压为360kV,电压系数<1×10-5,温度系数约为1.2×10-5°C-1,测试结果与理论估算值相符。