基于电容式电压互感器的暂态过电压光学监测方法研究

电网暂态过电压威胁着电力设备的安全运行,监测暂态过电压对保证电网安全、可靠运行具有重要意义。提出一种基于电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer,CVT)的暂态过电压光学监测方法,通过在常规CVT的电容分压器低压端串入暂态监测电容,利用光学电压传感器(Optical Voltage Sensor,OVS)实现暂态过电压的监测。建立具备暂态电压监测功能的CVT的高频暂态电路模型,分析论证了利用电容C₃监测暂态电压的可行性。研制OVS样机,设计基于CVT的暂态过电压光学监测系统,并进行了暂态过电压试验,试验结果表明监测系统能满足对暂态过电压监测的需求,进一步论证了所提方案的有效性。     

一种具有高品质暂态响应特性的电容式电压互感器研制

主要阐述了一种用于超高压直流输电交流侧的具有高品质暂态响应特性的电容式电压互感器(简称CVT)的研制过程和其具有的各种性能。该CVT是针对超高压直流输电换流站成套设备研制项目而研制的交流电容式电压互感器,主要通过对影响CVT暂态响应特性的因素进行分析,配合合理的设计,通过试验验证,达到具有高品质暂态响应特性。     

基于500kV CVT内置低压电容C_3的暂态过电压在线监测

为保证电网安全、稳定和可靠运行,对系统暂态过电压进行监测研究,从而采取相关措施解决其危害是具有重要意义的。文中基于500 kV电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)对电网暂态过电压在线监测技术进行了系统研究。采取改造CVT即内置串联低压电容C3形成可靠的耦合分压装置、雷电和操作冲击试验及分析结果表明,其性能满足电网暂态监测要求。基于该分压装置研制了一套智能型暂态过电压监测系统,在实验室通过了相关性能测试,主要为开关动作的单分、单合、重合闸、分合分以及工频电压耦合操作冲击模拟试验电压波形记录。在上述基础上,结合华东电网"瓶窑500 kV变电站配串调整工程"进行了现场安装和立屏,就窑阳5438线启动调试进行了录波。最后对后期运行监测获取的电网暂态过电压典型波形进行了示例,进一步说明该在线监测技术及系统在现场长期应用的可行性和可靠性。     

CVT暂态过电压响应研究

当电力系统中存在雷击或操作过程时,其高频暂态过电压会以静电感应和电磁耦合的方式从高压系统传递到低压系统,会对二次系统的测量装置、保护装置以及二次设备本身和运行造成严重的影响.本文通过对比电容式电压互感器（CVT）暂态过电压响应特性的试验研究和仿真分析,对高频过电压在CVT中的传递特性作了一定的探讨和分析,并对响应试验和仿真过程遇到的问题作出了归纳总结,为过电压在线监测等工作提供了参考.     

一起500kV CVT故障导致故障录波失真问题仿真分析

通过对CVT事故类别进行分析发现,包括电容器部分损坏、电磁单元短路、铁磁谐振等的CVT主要故障均可以一定程度通过二次电压变化得以体现,因此有必要结合日常生产工作中发现的各类互感器故障,深入研究CVT暂态故障发展过程中波形变化规律,将暂态电压波形特征量作为CVT运行状态监测和缺陷辨识依据,及时发现CVT缺陷保证系统安全稳定运行。本文结合一起500 kV CVT缺陷导致故障录波电压多次发生2倍以上异常升高,最终引起CVT二次电压消失案例,通过解体对故障原因进行了深入分析,运用仿真计算对录波波形进行了复现,从而明确了暂态波形特征量及其对应的缺陷类型,得出结论可为互感器运行状态监测及缺陷原因的判断提供依据。     

基于暂态电压扰动范围判别的自适应低压减载策略

传统低压减载方案仅根据本地电压信息动作,未考虑全网暂态电压响应特征。分析系统暂态电压跌落与扰动范围的关系,并基于负荷节点的电压偏移量提出暂态电压扰动范围判别指标,将电压扰动类型划分为全网暂态电压扰动和局部暂态电压扰动。以该指标的判别结果为基础,综合考虑扰动后系统电压与频率的动态过程,构建基于暂态电压扰动范围判别的自适应低压减载策略,该策略采用2套自适应减载方案分别应对全网暂态电压扰动和局部暂态电压扰动。对IEEE 39节点系统的仿真结果验证了该策略在应对不同失稳场景时的有效性和优越性。     

不受电容式电压互感器暂态特性影响的距离保护

受电容式电压互感器(capacitive voltage transformer,CVT)暂态特性的影响,高压输电线路距离保护易发生暂态超越而误动,影响电力系统的安全稳定运行。提出了一种不受CVT暂态特性影响的距离保护新原理。该原理以CVT能够正确传变工频量为基础,通过基于矩阵束的准确工频量提取方法计算保护安装处电压电流的工频量,利用贝瑞龙模型计算长距离输电线路整定点处的电压和电流,最终以整定点为观测点,通过传统的距离保护算法与方向元件配合确定故障点的位置,该原理不受CVT暂态特性的影响,同时考虑了长距离输电线路分布参数效应对距离保护的影响,具有较好的性能,仿真结果验证了所提算法的有效性。     

电容式电压互感器的高频暂态特性仿真分析

传统概念认为电容式电压互感器(CVT)的高频传变性能差,不能满足暂态行波信号的传变要求.本文通过借鉴变压器的波过程理论,构建CVT的仿真模型,并对CVT的高频暂态特性进行仿真分析.结果表明CVT能够有效传变高频暂态信号的波头部分,其二次侧信号可用于行波定位.     

电容式电压互感器暂态特性校验

当电力系统中存在雷击或在操作过程时,其高频暂态过电压会以静电感应和电磁耦合的方式从高压系统传递到低压系统,这会给二次系统的测量、保护以及其他二次设备的运行造成严重的影响。在电容式电压互感器（CVT）暂态过电压传递特性试验研究和仿真模拟研究的基础上,对高频过电压在CVT中的传递做了校验和分析,并对传递特性试验和仿真过程遇到的问题做出了归纳总结,可为过电压在线监测等工作提供借鉴。     

基于迭加原理的CVT暂态特性校正新方法

高压和超高压电力系统中广泛使用电容式电压互感器(CVT),但在电网短路时其暂态特性较差,变换误差很大.本文首次提出了一种基于迭加原理和CVT数字模型对其暂态特性进行校正的新方法,可在电网故障时为高压电网快速保护和测距装置提供准确的电压信号.文中给出的数字仿真结果,证明了本方法的有效性.     

基于BP神经网络的CVT暂态电压传递特性补偿技术北大核心CSCD

为兼顾操作冲击电压、雷电冲击电压作用下对CVT的补偿效果,针对CVT的操作、雷电冲击响应所含的频率分量相差较大,本文提出了一种基于分类器和双路BP神经网络还原CVT一次侧波形的方法。通过设置频率分点计算高于频率分点的小波能量曲线以区分冲击电压类型,进而将冲击电压响应输入对应的双路BP神经网络神经元。通过多组雷电、操作冲击电压波形对神经网络进行训练,并验证了该方法能够兼顾CVT的非线性,模型具有波形适应性。现场应用表明,该方法可以用来对CVT进行暂态电压传递特性补偿,为暂态电压监测与电力故障分析提供理论指导。     

电容式电压互感器短路暂态过程研究中的两个问题

电容式电压互感器(CVT)的暂态响应特性的研究工作常采用等效电路进行。工程上根据其满电压试验电路的结果相近来证实等效电路的合理性。本文从理论上证明了稳态时的等效电路同样适用于暂态研究。本文还讨论了负载连接方式对 CVT 电路暂态响应特性的影响。     

电容式电压互感器暂态误差的数字校正方法

电容式电压互感器(CVT)在输入电压信号发生突变时，其输出不能很快地跟随一次电压的变化而形成暂态误差。文中提出了应用CVT模型消除这一误差的数字校正方法。该方法利用改进欧拉法解代表CVT模型的一阶微分方程组，计算量小；还利用了叠加原理解决了算法的初值求解问题。数字仿真结果证明了该方法的有效性。利用该方法可为反应暂态原理的电力系统快速保护和测距装置提供准确的电压信号。     

CVT与电能质量指标

就三个变电所CVT故障或异常导致的二次回路电压出现了谐波、三相不平衡及暂态扰动等现象分别进行了分析。揭示了不同的电能质量指标与CVT异常或故障部位的关系,为运行人员提供了CVT故障判别的一些经验。     

CVT与电能质量指标

就三个变电所CVT故障或异常导致的二次回路电压出现了谐波、三相不平衡及暂态扰动等现象分别进行了分析。揭示了不同的电能质量指标与CVT异常或故障部位的关系,为运行人员提供了CVT故障判别的一些经验。     

利用CVT捕捉电压行波实现故障测距的分析与实践

对两次葛岗线单相接地故障实测电容式电压互感器(CVT)二次侧电压数据进行小波分析处理，精确捕捉到初始电压行波波头，并采用双端行渡测距原理准确定位接地故障点，最大绝对误差不超过300m，结合CVT高频等值模型，探讨了CVT二次侧电压测距的可行性。文中还讨论了CVT的频率和暂态特性，重点分析了CVT中间变压器一、二次之间杂散电容对CVT暂态响应的影响，对比实测和仿真波形及其小波变换，说明借助于高速采集的CVT二次电压，能有效捕捉故障初始行波到达时刻，从而实现故障测距的目的。     

利用CVT捕捉电压行波实现故障测距的分析与实践

对两次葛岗线单相接地故障实测电容式电压互感器（CVT）二次侧电压数据进行小波分析处理，精确捕捉到初始电压行波波头，并采用双端行波测距原理准确定位接地故障点，最大绝对误差不超过300 m，结合CVT高频等值模型，探讨了CVT二次侧电压测距的可行性。文中还讨论了CVT的频率和暂态特性，重点分析了CVT中间变压器一、二次之间杂散电容对CVT暂态响应的影响，对比实测和仿真波形及其小波变换，说明借助于高速采集的CVT二次电压，能有效捕捉故障初始行波到达时刻，从而实现故障测距的目的。     

基于积分等值变换的电容式电压互感器暂态误差校正方法

电容式电压互感器(CVT)的暂态传变误差有可能导致继电保护装置的不正确动作.为解决该问题,提出了一种基于积分等值变换的CVT暂态误差校正方法.利用梯形积分等值变换,将CVT高阶等值电路转化为t时刻仅包含电流源、电阻和输入电压源的直流电路,然后建立其节点电压方程,只需求解简单的线性方程组就能够由采集到的CVT二次电压精确地计算出一次电压.通过正常分量与故障分量的分解来解决算法的初始值问题;利用数字低通滤波器来抑制高频干扰信号对算法的影响.仿真结果证明了该方法的准确性和有效性.     

采用特高压隔离开关切合固定串补平台的电容式电压互感器的快速暂态试验

采用特高压(UHV)隔离开关切合串补平台时会产生隔离开关的重复击穿和快速暂态过程,可能导致邻近的电容式电压互感器(CVT)发生故障。为系统研究该暂态过程,通过特高压隔离开关切合串补平台模拟试验,测量了CVT上的过电压水平、快速暂态电压和电流波形,并分析了在CVT高压端上加装保护电阻和保护电感对快速暂态的抑制效果。试验结果表明:隔离开关操作时,CVT端口最大过电压约为1.54倍工频试验电压峰值,远小于其雷电冲击耐受电压,不会对CVT造成严重威胁。快速暂态电流振荡主频为500 k Hz,幅值可达2.2 k A,高幅值和高陡度的快速暂态电流可能会导致CVT内部元件局部过热,并产生局部过电压,进而导致CVT损坏。在CVT高压端加装保护电阻和保护电感能有效限制快速暂态电流的幅值和陡度,对CVT具有较好的保护效果。     

用ATP-EMTP研究1000kV CVT的暂态特性

为研究1000kV电容式电压互感器(CVT)的暂态特性,在分析其非线性元件的饱和特性后,利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP建立了1000kV CVT计算模型。对不同阻尼电阻值下的铁磁谐振进行仿真,得出了理想的阻尼电阻值,计算结果与实际采用阻尼电阻值相吻合;在不同合闸相角下分别对CVT铁磁谐振以及瞬变响应进行仿真计算,铁磁谐振过电压波形的仿真结果与试验结果基本一致,得出最严重情况下的谐振过电压倍数和二次瞬变响应电压值。研究结果不仅可以实现1000kV CVT设计阶段的暂态性能参数控制,同时解决了试验无法模拟现场实际条件的矛盾,为晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程中CVT暂态特性提供考核手段之一。