10 kV电压传感器的设计与误差分析

目前,传统的互感器已经不能适应数字化测量保护设备的要求,一种新的电压测量方案的引入势在必行.基于电阻分压原理,设计了一种可替代10 kV电磁式电压互感器的电压传感器.通过试验研究和计算,对影响传感器精度的因素进行了分析,并给出了减小误差的方法.作为传统互感器的替代设备,电压传感器必将得到广泛的应用和发展.     

基于电场逆问题的D-dot电压传感器的设计与仿真

传感器的小型化和非接触式测量是目前智能电网发展的主流。对采用电场耦合原理和电场逆问题计算的D-dot电压传感器测量进行了分析和研究,提出了改进办法。该方法应用差分式结构,使得传感器能工作在自积分模式下,并具有良好的相频特性和绝缘特性。在传感器特性、自身结构的设计和优化上采用Ansoft Maxwell软件进行仿真论证,制作结构更简单、体积更小、测量带宽更大同时能够抑制非线性负载的感应电压过冲的非接触式电压传感器,最后将改进后的传感器模型在高压试验平台上进行稳态误差和暂态响应试验。试验结果表明,新传感器不仅具有良好的暂态性能,其测得的电压有效值具有较高准确度,较小的相位和幅值误差。     

基于电场逆问题的双差分式D-dot过电压传感器研究

通过测量电场获取电力系统遭受的过电压,对于电力系统故障分析、绝缘配合设计以及过电压的特性研究具有指导作用。为此,该文设计一种双差分式D-dot过电压传感器,以实现对过电压信号快速精确地测量。首先,介绍该传感器的基本测量原理;其次,通过仿真对传感器进行仿真论证和参数优化设计;最后,根据仿真结果制作传感器实物,并搭建试验平台对设计的传感器进行稳态性能和暂态性能试验。结果表明:双差分式D-dot过电压传感器具有良好的稳态和暂态特性,相位和幅值误差小,测得的雷电波上升时间的相对误差在±1.65%以内,对雷电波峰值的测量相对误差小于±1.85%。     

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,     

基于拓扑变换的非接触式电压传感器

设立线路电压监测点获取节点电压数据对电力系统运行状态进行评估,若采用接触式电压传感器在某些无法破坏线路绝缘层的节点处将无法获得电压数据。相对于传统电压传感器,非接触式电压传感器具有装卸简便、施工安全性高、不受线路绝缘影响等优势,将成为未来电压测量装置的发展方向。该文对传统电场耦合式非接触电压传感器测量原理进行分析,针对传统方法下线路与极板间寄生电容无法实地求解的问题提出改进方案。改进后的电压传感器通过拓扑变换法获得一系列原始数据,原始数据经Butterworth数字高通滤波、小波降噪后进行寄生电容计算,最终重构待测电压。对基于拓扑变换的非接触式电压传感器进行稳态响应、暂态响应测试,测试结果表明,改进后的电压传感器具有较好的稳态及暂态性能,幅值与相位偏移较小,且能够较好地复现暂态电压波形,具有实用价值。     

基于电场耦合原理和差分输入结构的电压传感器设计与实验

传统的电压互感器存在体积大、绝缘困难、铁心饱和、铁磁谐振过电压、暂态响应特性差等问题。基于电场耦合原理和差分输入结构的电压传感器不需要与被测物体或地面接触,可以避免上述问题。然而,差分电极之间需要足够高的电容以获得足够的精度和高的分压比。现有的利用差动电极间互电容的方法存在许多问题,不能满足实际需要。针对上述问题,文中采用多层陶瓷电容器代替互电容,设计了一种新型的电压传感器。实验结果表明,该传感器具有良好的精度和瞬态响应特性。工频下的比值误差在±0.5%以内,相位差在1°以内。在500 Hz～30 kHz范围内的比值误差在±5%以内,相位差在5°以内。此外,它还具有成本低、小型化、外形灵活、分压比易于调整等优点。     

电子式电压互感器传感器设计

为适应配电自动化和数字变电站的需要,研制出应用于电子式电压互感器的传感器.该互感器以电容分压器为基础,其中电容分压器由金属导电棒、双面柔性电路板和聚四氟乙烯组成的等效电容构成.用柔性电路板可将前级放大电路放在传感器的内部,以提高系统的信噪比和测量精度.采用介电性能与温度、频率无关的聚四氟乙烯作为绝缘材料,可有效地减少温度和频率对测量的影响.并增加了系统的稳定性.最后,Matlab仿真证明该传感器具有良好的暂态响应;多次试验结果表明由该传感器组成的电子式电压互感器样机测量精度为0.2级.     

电阻式电压传感器的结构设计及误差特性

电磁式电压互感器是电力系统测量电压的主要装置。需进行二次变压，才能将电网上的信号变为电子测量装置可用的信号。采用电阻分压器来替代电磁式电压互感器，可将初级电压直接转化为10V以内的微信号，具有体积小、传输频带宽、不存在饱和问题、无谐振点等优点。文中从路的角度分析了该分压器的误差特性，从场的角度比较了几种传感器结构方案，分析了各方案的幅值误差、相角误差及最大场强，从而得到了一种最佳方案，并分析了该方案的幅值误差的频率特性。     

用于智能型断路器的电子式电流电压组合互感器

介绍一种新型的用于智能型柱上断路器的电子式电压电流互感器.和传统的互感器相比,这种新型的互感器有好的暂态特性和兼容性,体积小,节约费用并易于数字式控制单元相连.笔者对新型互感器的原理和基本结构及试验情况进行了论述.     

一种新型开合式D-dot电压传感器的研究

在对称环形封闭的差分D-dot电压传感器基础上,提出并设计一种开合式的扇形结构传感器,新传感器保持了良好测量精度与动态范围,安装便利,实用性强。通过ANSOFT Maxwell仿真分析软件基于有限元分析方法完成了该传感器的电容参数计算,根据有、无传感器方向电场分布情况对导杆周围电场畸变小且绝缘裕度高的特点进行了验证。实验制作传感器,在10 kV电压等级下进行了稳态与暂态性能的试验测试。结果表明,该传感器不但在测量稳态电压时波形的失真度与相位误差较小,还对各种暂态波形具有良好的跟踪能力,在不同条件下均能保持较好的工作特性。     

宽频暂态电场测量装置的研究

暂态过电压是影响电网安稳运行的重要因素之一,对暂态过电压的准确测量具有十分重要意义。为此,基于空间电场效应的测量方式设计了一种宽频暂态电场测量装置。首先,介绍了基于非接触式电容互感器测量电场的原理;其次,完成了外部传感器结构及内部电路设计;最后,在实验室条件下对研制的测量装置进行了工频和冲击电压试验。结果显示,该测量装置的测量误差在5%以内,同时测量装置频率响应在5 Hz～5 MHz间较为平坦,对于工频电压及1. 2μs/50μs的标准雷电全波可有效捕捉。     

750kV CVT电容量及介质损耗角正切值测量试验分析

通过介绍750 kV电容式电压互感器(CVT)的原理及基本结构,对电容量和介质损耗角正切值测量方法以及误差影响因素进行了分析,并将现场测试结果与出厂试验值作了对比分析,得出该测量方法产生的误差很小,完全可以满足实际运行需要的结论,对于准确判断现场设备状态,提高高电压等级CVT参数测量精度和效率具有积极的指导意义。     

检测电流型电子式电压互感器的开发及精度分析

提出了一种高压电容器串接精密电流传感器,通过测量流经电容器的电流来反映一次电压变化的方法。精密电流传感器副边的感应电流经二次处理电路后可输出一个与一次高压成线性变化的电压信号,从而构成了基于检测电容电流型电子式电压互感器。高压电容器和精密电流传感器放置于开关站场地,通过铜导线将二次电流引入控制室,其它电子器件组装于机箱内放置在控制室以输出二次电压。针对影响电子式电压互感器的因素进行了分析,并对互感器做了相应的改进。文中提出的电子式电压互感器结构简单、体小质轻、无铁磁谐振、无须油箱及其绝缘介质,实验结果表明,其具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强和工作稳定可靠等优点。     

变频技术在GIS电压互感器误差试验中的应用

本文针对GIS变电站电压互感器误差试验的特点及面临的问题,详细分析了GIS电压互感器误差试验原理,并将变频技术应用于GIS电压互感器误差试验中.在实验室由标准电容和可调电感组成的串联回路,利用变频技术测量串联回路的谐振频率,通过计算对可调电感进行标定.在GIS变电站电压互感器测试时,利用变频技术测得GIS管道电容量,从而可计算得出工频谐振条件下应匹配的可调电感值.条件已标定的可调电感,通过工频谐振很容易获得误差试验所需的一次电压,能较好的解决GIS电压互感器误差试验面临的难题.     

基于稀土磁光玻璃的非接触式电流传感器研制及其传感性能

准确测量暂态电流的波形、频率、幅值等信息可获取系统扰动或故障时的暂态信息。目前挂网运行的电流互感器在暂态电流测量中存在易饱和、频带窄、绝缘配合难度大等问题,难以对暂态电流进行有效测量。该文设计了一种集成式非接触光学电流传感器,该传感器采用稀土磁光玻璃为核心传感元件。并基于磁场等价原理,利用信号发生器和功率放大器组合为输入电流源,从而实现等效输电线路0～3.5 kA交直流测量及其频率特性研究;此外该文对短路电流、谐波电流、非标准雷电流和标准雷电流等暂态电流进行模拟和测量。试验结果表明,该传感器具有良好的频率特性,其有效频带可覆盖直流至标准雷电流;该传感器传感系数为0.012 4±0.000 5,响应延迟小于0.4μs,幅值误差不超过4.5%,波形相似度均高于0.996,具有应用于实际工程的潜力。     

GIS用新型电压传感器的设计及试验研究

开发了一种可用于单相220 kV封闭式气体绝缘组合电器(Gas Insulted Switchgear,GIS)的同轴电容电压传感器样机,该传感器充分利用了GIS轴对称的结构特点。介绍了该传感器的基本结构和工作原理,以及在结构设计中需考虑的直径、长度、边缘效应等问题;分析了加工工艺、温度、气密度等各种误差因素对测量数据产生的影响,并提出了改善电压传感器性能的补偿措施,如曲面拟合、公式修正等软件方法,样机试验结果表明,同轴电容电压传感器可代替传统的电磁式电压互感器。     

适用于智能电网电能质量检测的双积分型电子式电压互感器

现有的电压互感器难以满足智能电网对电能质量宽频域、高精度检测的要求,文中提出一种基于双积分器的电子式电压互感器(EVT)实现方案,利用主积分器和辅助积分器配合工作,使EVT同时兼顾宽频带特性和良好的暂态响应性能。阐述了双积分型EVT的工作原理,分析了主积分器和辅助积分器的频率响应特性及暂态特性,并进行了双积分型EVT的谐波及暂态扰动检测仿真分析和样机试验验证。结果表明双积分型EVT可满足60次以下谐波电压高精度检测的要求,对暂态扰动信号具有良好的传变性能,符合智能电网电能质量检测的需要。     

基于三端口网络的互感器电压系数测量方法

为消除电压互感器串联加法中屏蔽泄漏和临近干扰对电压系数测量带来的误差,提出一种基于三端口网络的针对双级互感器串联的电压系数测量方法.首先,通过分析互感器串联加法测量中附加误差的类型和来源,基于双级电压互感器串联建立了考虑附加误差的无源线性三端口网络电压比例量值模型,利用电路理论证明了该三端口网络模型的输出响应具有线性可...     

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。     

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。