电容分压型电子式电压互感器研究与设计

建立电力系统中电容分压型电子式电压互感器(ECVT)电容分压器的数学模型,依据电子式电压互感器暂、稳误差的定义,提出运用ECVT电容分压器的数学模型分析ECVT误差特性的思想.以220 kV系统ECVT为例,利用ECVT电容分压器的数学模型,使用仿真软件综合分析了三相ECVT的暂、稳态误差,进而完成传感器参数的优化设计.仿真和优化结果表明.杂散电容是引起ECVT测量误差的根本原因,它对电容分压器分压比的影响随着主电容值的减小而增大,在主电容值不低于3500pF时,ECVT能达到0.2级精度.     

基于数字物理混合仿真的电子式电压互感器暂态特性及其测试技术研究

介绍了阻容分压电子式电压互感器的原理架构,分析了阻容分压电子式互感器经微分积分后的暂态传变特性。从继电保护应用的角度关注了电子式电压互感器的暂态传变特性对快速距离保护的影响。提出了一种基于数字物理混合仿真的电子式电压互感器暂态测试技术方案。采用数字仿真输出小电压信号再利用功率放大器将其放大,再搭建电子式电压互感器阻容分压的物理仿真平台,建立完整的测试系统。利用突变量检测确定初始时刻,同步采集模拟量原始电压信号与试品数字信号,进行暂态过程电子式电压互感器的暂态误差计算。通过开发的测试系统在实验室的应用,以验证测试技术方案的可行性。     

220kV GIS电子式电压互感器运行电压偏高分析与处理

针对长春南220kV侧电子式电压互感器,拉合隔离开关过程中发现电压互感器在运行中二次电压偏高问题,通过对分压电容、分压电阻进行检测,发现低压电容C2残余电荷累积很难泄放,最后通过试验改进电子式电压互感器分压电路,R1的阻值减小到100kΩ,一端接地为低压电容C2提供了残余电荷泄放,同时C2处的电压也降到36V左右。对改进后的分压器进行误差测试,测试比值误差在-0.175%～-0.051%,相位差在-3′～+5′,符合GB/T20840.7—2007《电子式电压互感器》测试标准要求。     

基于电容分压器的电子式电压互感器的研究

分析了以电容分压器为传感元件的电子式电压互感器(ECVT)的工作原理、特性,介绍了ECVT的研制、试验情况及其暂态响应特性。分析研究表明,ECVT体积小、绝缘好、抗干扰能力强、无铁心饱和。ECVT带俘获电荷重合闸引起的暂态误差可用软件技术校正。一次侧短路时,暂态响应特征与短路发生时刻、分压器参数有关,而负载对暂态特性影响不大。     

阻容分压型电子式电压互感器研究与设计

新型电子式电压互感器研究采用阻容并联分压器作为电压传感器,电容单元采用金属化聚丙烯薄膜结构设计,其电容温度特性相同,分压比精度高。并联电阻提供了电荷泄放途径,消除了暂态误差;采用正温度系数电阻,与聚丙烯电容率负温度特性相反,且数值相近,保证相位误差小于5′。电容量较大,电阻分流作用所占比例很小,电压信号以接近纯容性分压方式输出,无需积分电路还原。合理设计和选用数字变换器的元部件,保证了电子式互感器精度可达0.1/0.2级。     

开关操作对中压电子式电压互感器暂态性能影响研究

开关柜内隔离开关等开关操作引起的电磁暂态干扰,会通过电子式互感器传导至二次控制、计量设备,对电子式互感器一次绝缘和二次电子线路的抗干扰能力有极大的考验,可能会造成电子式互感器测量失效。文中通过电路分析与电磁暂态仿真,建立10 kV开关柜中电子式电压互感器电路模型,分析其在隔离开关开断空载母线下的暂态响应,发现电子式电压互感器暂态响应输出暂态幅值高达稳态输出值的几十倍,其中伴随着上兆赫兹的高频干扰,高频干扰频带主要分布在200 kHz、1.25 MHz和1.7 MHz附近。通过对比电磁式互感器,发现两者暂态特性大不相同,提出基于电磁式互感器所制定的电子式互感器暂态性能实验方案有待完善。仿真结果为电子式电压互感器实际工况运行提供了理论分析基础,有助于提升电子式电压互感器电磁防护性能和完善其暂态实验检测标准,提高其长期运行稳定性。     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器暂态特性研究

旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如果非理想积分器参数设计不当,电子式电流互感器的暂态特性将被严重恶化.因此,提高积分电容容值或者反馈电阻阻值,将能改善电子式电流互感器的暂态特性.设定暂态电流衰减时间常数为标准IEC60044-8给定的最严格值,通过不同的参数配合进行仿真与比较,确定了一套能获得良好暂态特性的积分器参数.在此基础上,设计了一种由Rogowski线圈和改进的有源积分电路组成的电子式电流互感器电流传感元件.实验表明该电子式电流互感器电流传感元件具有良好的稳态交流测量精度,并能有效地测量暂态故障电流.     

绿色能源设备 开启和谐未来

正ECVT800系列电子式互感器许继ECVT800系列电子式互感器,是在66kV及以上电压等级,采用高精度罗氏线圈和高精度同轴电容分压器完成电流电压采集,经过多年实践验证和理论探索,独创的线圈绕制技术和同轴电容分压技术,较好的解决了罗氏线圈无法满足     

GIS用电子式电压互感器的VFTO抑制方法研究

针对GIS中隔离开关操作产生的特快速暂态过电压(VFTO)导致有源电子式互感器采集卡损坏的问题,提出了一种新的VFTO抑制措施。首先研究电子式互感器中电容分压器的幅频特性,并推导出有源电子式互感器在高频条件下的分压比,通过计算得到作用于电子式互感器二次侧采集卡上的过电压幅值。进一步提出了在电子式互感器的电容分压器上插入同轴金属圆柱筒的方法,提高了电容分压器高频分压比,降低了VFTO的二次侧输出电压值。仿真结果表明,该方法大幅降低了VFTO作用于采集卡上的过电压,从而对采集卡形成保护,提高了电子式互感器运行的稳定性。     

电容分压型电子式电压互感器扰动信号测量性能仿真研究

推导并建立了电容分压型电子式电压互感器(ECVT)的传递函数模型,分析了ECVT频率特性及正常测量频率范围,重点研究了其对多种暂、稳态扰动信号的测量性能。研究结果表明:在正常测量频率范围内,ECVT可对多种暂态扰动信号及国标中所要求的谐波信号进行准确测量,具有良好的一次信号还原性能。     

电力系统中电子式电压互感器的误差特性研究与参数优化设计

通过分析电容分压型电子式电压互感器(electronic capacitive voltage transformers,ECVT)的传感原理和工作环境,建立了电力系统中ECVT的数学模型,指出影响互感器精度的重要因素是分布杂散电容的存在,并运用电路理论分析该电容分压器的误差特性,诠释了杂散电容和相间干扰引起ECVT测...     

220kV组合电子式互感器原理结构及挂网试验

笔者介绍一种电流一电压组合型电子式互感器(ECVT).该互感器含有两项核心技术,即自励源技术和等势腔技术,着重讨论了等势腔分压器的原理,如何以场—路平衡的方法达到屏蔽外电场干扰,实现电磁静默环境下的精密分压.还介绍了如何将自励源光隔离电流互感器和等势腔电压互感器2种技术有机地结合,形成一种电子式组合互感器,介绍这种产品...     

一种宽频带通用阻容混联式分压器的特性

讨论了一台可用来测量直流、交流、操作波、雷电波以及它们的组合波的高精度、宽频带通用阻容型式分压器的特性,介绍了分压器的高压臂与低压测量部分的设计,并通过实验与EMTDC(电磁暂态仿真程序)相结合的方式,分析了其本体的杂散电感、对地电容以及引线电感等对测量的影响,研究了该分压器对标准雷的响应。上述几种电压波形下的测量结果均显示,该分压器的刻度因数与标称值相差均<1%。     

1100kV直流电阻标准分压器电场仿真分析和方案设计

目前,我国直流电压比例标准的最高电压等级为800 kV,若直接套用该标准进行1100 kV直流电压互感器现场校准实验,其周围电场的分布仍不均匀,将导致准确度降低,故文中针对这些问题研究设计了1100 kV直流电阻标准分压器。本文基于Ansys仿真软件搭建了1100 kV直流电阻标准分压器的有限元模型,计算并分析了分压器周围和沿测量电阻层方向上的电场分布,得出了均压环的尺寸和位置对分压器周围最大场强的影响特性,通过合理设置均压环的圆心到地面的距离、内环半径、圆心到对称轴的距离,可大幅改善分压器周围最大场强。本算例中,分压器周围最大场强的大小从6869.37 V/mm降低到1566 V/mm,提高了绝缘水平;施加屏蔽电阻层后,沿测量电阻层上的电场强度减小到142.17 V/mm,且分布均匀,提高了测量准确度。本设计对分压器设计、制造、运行等部门有较好的借鉴作用。     

特高压直流换流站电流电压传感器的测量误差

目前500kV交流电流电压的计量准确度已达0.2%,为了能以相同准确度测量直流侧电流和电压,可以使用便携型直流电流和电压发生装置,及准确度高于0.02级的直流电流比较仪、直流标准分压器和误差试验器在现场测量电流电压传感器的误差。为此,借鉴已开展的500kV和750kV升压站和变电站电流电压互感器现场误差试验经验,分析了现场测量800kV直流电流电压传感器误差需研究解决的问题并介绍国网武汉高压研究院为测量直流电流电压传感器误差开展的研究工作。     

电磁脉冲模拟器用纳秒脉冲源的研制

随着电磁武器的发展,电磁脉冲及其防护技术再次成为关注的焦点。简要介绍了核电磁脉冲模拟器的标准电场波形和脉冲源的组成及其基本原理,论述了脉冲分压器的设计。分析显示,所研制的新型电阻分压器可以减少响应时间和上升时间3ns以上。实验结果表明,该分压器可以用于上升时间为1ns以上脉冲的测量。研制的脉冲源的输出脉冲满足设计要求,峰值电压高于26kV,上升时间小于2.8ns,下降时间约55ns。     

500kV和220kV系统电压谐波水平之间的关系探讨

通过对典型接线电网的计算，分析了500KV和220KV系统之间的谐波渗透关系，计算了各系统之间的谐波电压传递系数Th1h。结果表明，对于220KV及以下电压等级系统，低一级系统与高一级系统的传递系数Th1h远小于1.0，而且随着电压等级的升高而变小，这符合通常的规律；但220KV与500KV系统之间的Th1h则接近于1.0，且与通常的规律相悖。据此，文章指出，对于最高电压等级500KV系统的谐波电压限值标准应特殊考虑。     

一种用于测量快前沿高压脉冲的电阻分压器

分析了电阻分压器中电感和对地电容对分压器响应特性的影响,在此基础上研制了一种用于测量快前沿高压脉冲的同轴型电阻分压器,介绍了分压器的制作过程,对其进行了方波响应标定,并应用于实验测量中。实验结果表明,该电阻分压器能满足测量要求,可用于幅值10kV左右、ns前沿的短脉冲测量。     

冲击电阻分压器响应特性的研究

笔者研制了500 kV精密冲击电阻分压器,用于测量冲击全波及波前截波.笔者使用ATP软件对冲击电阻分压器进行了电路仿真,并且利用纳秒方波源对其进行了阶跃波响应试验,通过改变阻尼电阻大小、高压臂阻值及高压臂距离地面高度,研究了影响冲击电阻分压器响应特性的因素.所研制的分压器样机部分响应时间为7.4 ns,过冲18.8％.     

解决超调问题的220kV变电站无功配置方法

针对220 kV变电站单组补偿容量配置偏大、感性与动态无功补偿缺乏引起的电压调控困难问题,提出了220 kV变电站离散与连续相结合的综合无功补偿方案,由一组直接式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)和采用开关柔性控制技术的并联电容器组组成补偿系统。首先构建了变电站无功补偿调压估算模型和指标——无功超调率,该指标揭示了当前变电站无功补偿配置组数有限和单组容量不宜过大之间的矛盾,使得220 kV变电站采用所提的新型补偿方案成为了解决受端系统的稳态电压控制的精度和暂态电压稳定的超调问题的根本出路。算例表明紧急状态下所提方案能给电网提供有效的动态电压支撑。