GIS对接冲击试验方法及冲击电压波形分析

大容量GIS冲击电压试验电压波形受回路电感影响较大,影响输出波形波前时间,降低冲击试验绝缘缺陷检测的有效性。笔者从冲击试验时电压引入方式入手,基于研制的2 000 kV紧凑型冲击电压发生装置,提出了GIS对接冲击试验方法,开展了145 kV和252 kV GIS对接冲击试验。该方法利用变阻抗转接段和液压升降装置,可将冲击电压发生器电压输出端直接与GIS预留对接口相连,回路紧凑,减小了因高压导线引入的电感,提高了冲击试验波形质量。最后通过仿真软件,分析了当负载电容量较大时,回路电感对冲击电压波形参数的影响规律,缩小回路电感是解决大容量设备标准LI试验的关键。     

大型冲击电压发生器及其试验回路电感的估算与实例

大型冲击电压发生器至被试品距离较远，其本体及外回路总电感较大，使雷电冲击试验时的输出波形在峰值处出现过冲，其过冲值往往超出国标所允许的范围。本文介绍了冲击试验回路电感的估算方法，并设法减小回路电感，使输出波形的峰值过冲满足标准要求。估算与实侧对比，结果是相当满意的。     

大容量GIS现场冲击试验问题探讨

受制于传统冲击试验设备技术瓶颈,现场冲击试验,尤其是标准雷电冲击试验难以开展。为此,结合气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)现场雷电冲击试验现状,研究了不同冲击电压波形参数对SF_6气体间隙放电特性的影响,发现冲击电压波前时间对GIS绝缘缺陷检测有效性有显著影响,在一定范围内,波前时间越短,绝缘缺陷检测有效性越高。分析了冲击试验回路参数对冲击电压波形的影响规律,发现负载电容和回路电感是影响冲击电压波前时间的主要因素,提出了2种提高冲击试验缺陷检测有效性的方法:现场试验时可采用隔离开关操作将GIS分成若干段,以减小负载电容;减小冲击电压发生器本体电感,以减小回路电感。     

极限电容量试品雷电冲击试验技术分析

通过550 kV长母线管及高压纯电阻箱的雷电冲击试验案例,介绍了如何调整回路参数以解决极限电容量试品在雷电冲击试验过程中波头时间与过冲幅值的矛盾.分析了试验过程中的问题,总结出了极限电容量试品的雷电冲击试验技术,对于极限大容量试品,通过增加冲击发生器主电容、减小回路电感、不改变阻值情况下并联波头电阻等方式可以有效解决在...     

压敏电阻限制电压测试回路参数的仿真计算

仿真计算非线性压敏电阻限制限压测试回路的参数得出了回路及负载参数与回路输出波形参数间的关系。计算和试验结果表明 :选择合适的调波电阻、电感等回路参数可在负载动态电阻变化范围较大的情况下满足 IEC和国标规定的冲击电流波形     

用于非线性电阻片通流容量试验的冲击方波电流源的研究

对非线性电阻片能量耐受试验用的冲击方波电流源进行了参数设计和仿真计算,得出了回路及负载参数和回路输出波形参数之间的关系。计算和试验结果表明:将人工传输线的各链电感依次由大到小按一定比例进行选择,既可以抑制波头的过冲,又可以减少方波持续期间的平顶降落,得到符合标准规定的冲击方波电流波。     

冲击电流法测试断路器回路电阻的研究

提出了一种峰值达1000A以上的冲击大电流检测回路电阻的方法,该方法能够精确地测量断路器的回路电阻。通过实验室的模拟试验,研究了基于超级电容器产生千安级冲击大电流的实现方法,并验证了微欧级小电阻的测量精度,通过EMTP-ATP仿真分析计算可知,均压电容和引线电感对测试的最终结果无影响。     

基于4次线性微分方程的雷电冲击试验波形分析

当冲击试验电压高时,冲击试验电压的波形叠加过冲和振荡。这是由于冲击试验回路的残余电感、被试设备的大杂散电容或二者共同作用产生的。文章用4次微分方程式对振荡冲击试验的等值回路进行了分析,结果表明,波形可分为非振荡波头、振荡波头、非极性反转波尾、非振荡的极性反转波尾和振荡极性反转波尾5个部分。非振荡的极性反转波尾和振荡极性反转波尾的产生原理是不同的。波形的高频分量定义为振荡波形,非振荡波形是不含振荡波形成份的波形。文章的研究结果是后者的产生原因和等值电阻、等值电感的关系以及4次方程的根有关。文章给出了它们之间的关系。     

基于冲击大电流测量断路器回路电阻的方法研究

断路器的回路电阻是十分重要的电气特性参数.本文提出了一种峰值达1000A以上的冲击大电流检测回路电阻的方法,该方法能够精确的测量断路器的回路电阻,并采用模拟实验和仿真计算对该方法进行了验证.通过实验室的模拟试验,研究了基于超级电容器产生千安级冲击大电流的实现方法,并验证了μΩ级小电阻的测量精度.通过EMTP-ATP仿真计算,分析了基于超级电容器产生的冲击大电流波形、多断口断路器均压电容和引线电感的影响.     

提高冲击电压发生器负荷能力的措施

对冲击电压发生器的负荷能力进行了分析,提出了减少放电回路电感的具体措施,可供研制负荷能力大的新型冲击电压发生器参考。     

High-voltage testing on UHV equipment: Overshoot and base curve for oscillating lightning impulse

As the higher impulse testing voltage, residual inductance of the test circuit or the stray capacitance of the test object increases with size. This means that the overshoot superposed on standard lightning impulse voltage would not be neglected because of its larger value during the lightning test. This paper describes the analysis of overshoot and oscillation based on the equivalent circuit containing a residual inductance. The waveform parameters such as relative overshoot magnitude, oscillation frequency are also derived to evaluate the influence of the residual inductance in the impulse testing circuit. The oscillating impulse waveform is related to the base curve of the standard lightning impulse. Furthermore, the base curve for oscillating impulse is proposed by the analysis. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一种可用于研究变压器暂态特性的脉冲发生器的研制

为了研究在VFTO作用下变压器绕组的暂态过程,研制了一台纳秒级的脉冲电压发生器。利用PSCAD／EMTDC软件分析了该发生器回路参数对波形上升时间、振荡程度等的影响,通过减小回路整体电感且将储能电容器的电容值取为1nF,同时通过调整输出电缆的长度,使得输出脉冲无反射,波形质量较高,输出脉冲波形可用于研究变压器绕组在VFTO作用下的暂态过程。     

我国大规模可再生能源基地与技术的发展研究

从可持续发展看,化石能源终将耗竭.二十一世纪上半叶,能源结构的调整过程已经开始,需要发展大规模非水能的可再生能源,主要是风能、太阳能与生物质能,并大力推进荒漠地区基地和氢能的发展.中国科学院学部组织有关院士及专家进行了我国大规模可再生能源基地与技术的发展研究.本文简要叙述了有关结论与建议.     

电磁兼容性测试用冲击电压分压器设计及实现

基于"场-路"耦合的思想,通过电磁场仿真计算提取电阻分压器的杂散参数,建立了冲击电压下电阻分压器的等效电路模型,进而研究了电阻分压器结构参数对测量结果的影响.依据仿真分析结果,设计并实现了电磁兼容性测试用10kV冲击电压分压器与冲击电压测量系统.经测试该系统测量冲击电压峰值的扩展不确定度、测量波前时间的扩展不确定度、测量半波时间的扩展不确定度等,均满足电磁兼容性测量要求.     

基于优化模型的直流电缆雷电冲击电压试验波形参数控制

雷电冲击试验中的直流电缆为大电容试品,试验回路中电感对冲击波形的影响不可忽略,冲击电压发生器电阻参数设置不当将会导致波形过冲和振荡,为此提出一种基于优化模型的雷电冲击电压试验波形参数控制方法。首先,对试验回路进行理论推导,并分析波前时间和过冲率之间的关系,在此基础上引入一个可用于表征波形过冲率的变量Δ_m;其次,以波前时间最小为目标函数,通过限制Δ_m的数值对波形过冲率进行约束,建立电阻参数优化模型;最后,设置不同的Δ_m对模型进行求解,并通过仿真计算和实际试验验证其有效性。结果表明,随着Δ_m设置值的增加,过冲率呈上升趋势,波前时间呈下降趋势,优化模型能够对波形参数进行有效控制。为确定Δ_m的合理设置范围,研究了不同试品电容、不同回路电感下Δ_m设置值对过冲率、波前时间的影响。结果表明,Δ_m取值为0.9~1时,能够保证波形过冲率不超过标准规定的10%。     

特高压GIS设备现场标准雷电冲击耐压试验技术的应用

气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)在电力系统中应用广泛,其运行安全可靠对电力系统至关重要。现场雷电冲击耐压试验受制于设备体积和回路电感,难以在GIS变电站,尤其是特高压GIS变电站应用。本文分析了目前GIS设备冲击耐压试验现状,并从波形参数、电压极性和加压间隔时间等方面阐述了GIS设备冲击电压绝缘缺陷检出影响因素。基于研发的特高压GIS变电站现场冲击耐压试验用的可移动式气体绝缘标准雷电冲击试验成套设备,成功在1000 kV南京站和苏州站开展了现场标准雷电冲击耐压试验。     

瞬变电磁法高动态电流陡脉冲发射电路研究

瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)要求激励脉冲电流下降沿高度线性、稳定,并具有关断延时短、无电流过冲和良好的正负向一致性等特点,全桥电路可用于产生双极性电流脉冲,但在母线电压低、负载电感量大、回路电阻小的情况下,脉冲的前后沿波形形状难以满足瞬变电磁法要求。提出恒压钳位电流陡脉冲发射电路,讨论了电路参数计算、能量回馈和损耗等问题,采用仿真和实验方法,与改进RCD缓冲器、电感能量衰减器(inductance energy decay device,IEDD)和准谐振发射电路作了对比分析。结果表明,推荐电路关断延时短,下降沿线性度高且斜率可调,电路参数最优解与负载、电源和输出电流不相关,改善了上升沿波形,减小了能量损耗。讨论阻断二极管位置对关断性能的影响并提出了在不同输出功率情况下的推荐方案。