倒立式SF6同轴电容高压电子式电压互感器

针对目前类似多级电容串联分压结构的电子式电压互感器的不足之处,设计了一种新型的电子式电压互感器。该互感器采用传统倒立式SF6互感器的绝缘结构,通过在高压电极和地电极之间构造中间同轴电极形成SF6同轴分压电容,检测SF6同轴电容的电容电流iC即可获得高压侧被测电压大小。该互感器的主要特点是利用高压壳体与接地金属屏蔽罩的双重屏蔽作用,有效地提高分压电容的抗外界杂散电场干扰能力和稳定性。该文对位置、温度、压力等影响同轴电容大小的因素进行了仿真计算。在国网电力科学研究院对研制的高压电子式电压互感器进行了型式试验。仿真和试验结果表明,该电子式电压互感器准确度达到了IEC 60044-7规定的0.2级精度要求。     

220kV自愈式光学电压互感器研制

鉴于互感器测量精度存在温漂的问题,研制了基于BGO晶体Pockels电光效应和电容分压器的自愈式光学电压互感器。该互感器采用基准源自动校准的设计方案,解决了光学电压互感器测量精度随温度漂移的问题。根据电容分压器和Pockels电光效应传感器的数学模型,阐明了传感参数实时校正原理,给出了互感器的结构设计,并根据IEC 60044-7电子式电压互感器标准对研制的光学电压互感器进行了相关试验。试验结果表明,当施加80%、100%和120%额定电压时,比差≤0.2%,角差≤±2′;当施加2%和5%额定电压时,比差≤0.3%,角差≤10′;当施加150%额定电压时,比差≤0.2%,角差≤1′。研制的互感器满足0.2级测量用要求并高于3P级保护用要求。循环温度试验中,在整个温度范围内,电压互感器比差≤0.2%,角差≤3′。机械性能测试也获得通过。     

干涉式电压互感器的有限元分析

设计一种新型的光纤电压互感器以满足电力工业发展对高压电压互感器的要求,成为国内外的研究热点,为此基于石英晶体的逆压电效应,研制了一种双模干涉式的电子电压互感器并给出其基本原理即利用两个低阶模的干涉原理改善电压互感器的性能,为消除外界干扰、提高系统的测量精度提供理论根据。利用有限元软件对该互感器传感头进行电场强度分析和研究的结果显示:在峰值电压作用下,互感器传感头无击穿现象,满足了工程的需要,为光学电压互感器的电压测量的稳定性提供了理论依据。该互感器信号的感应和传输都在光纤中进行,光路结构简单,抗干扰能力强,准确度高,安全可靠,是光学电压互感器设计的一种新思路。     

光学电压互感器中双光路不平衡及微弱信号检测的研究

针对光学电压互感器中常见的信号提取及双光路传输过程中存在的不平衡问题进行了研究。介绍了基于电光Pockels效应的光学电压互感器的基本原理,分析了系统中噪声的主要来源、微弱信号提取的难点以及双光路不平衡带来的系统误差。摒弃已经相对成熟的直流调制技术,改用交流调制来改善输出信噪比,给出了仿真框图,并将双光路不平衡差异考虑进去,提出了“低频处理,高频配平”的思想。仿真结果证明利用此方法可以适当地提高光学电压互感器的输出信噪比。     

基于电子式互感器的超高压长线全电流差动保护的研究

通过应用自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构解决了测量温漂问题和不能长期稳定运行问题,且稳态测量精度达到0.2级,非周期分量电流的最大峰值瞬时值误差小于±1%,能够精确测量非周期分量及各种交流谐波分量,且无饱和现象的光学电流互感器(OCT),利用贝瑞隆输电线路模型,构成基于电子式互感器的超高压长线全电流差动保护,这种保护原理自动地考虑了电容电流的影响,不再需要进行电容电流的补偿.仿真结果表明,分析是正确的,原理是可靠的,适合在数字化变电站中应用并推广.     

光学电流互感器的抗干扰分析

采用光学玻璃的光学电流互感器主要有两种结构：闭合光路结构和直通光路结构。直通光路结构的光学电流互感器在加工难度和稳定性方面具有明显的优势,但存在对测量位置敏感和抗外磁场干扰能力差的缺点。提出了一种差分式结构的光学电流互感器,分析了导体位置变化和相间磁干扰对其测量精度的影响,并设计了相间磁干扰和返回导体对测量精度影响的实验。分析和实验结果表明：采用差分式结构的光学电流互感器应用在相间距离大于0.8 m的智能变电站中,不需特别设计屏蔽措施,完全可以满足0.2级的测量准确度要求。     

基于改进信号注入法的配电网电容电流测量方法

本文提出了一种改进的信号注入法,解决现有在测量中性点不接地配电网电容电流时未考虑零序电压而精度不高的问题。该方法通过测量不同情况下电压互感器开口三角端的电压值来求解系统的对地电容,采用计及互感器绕组漏抗和系统零序电压的戴维南等效电路模型。该方法操作简单,具有较高测量精度。通过仿真计算和实际应用,验证了该方法在系统不平衡情况下测量电容电流的准确性和适用性。     

一种新型光电式一体化电流电压互感器

介绍了一种将光学电流互感器和光学电压互感器同放于一个绝缘体内,可同时测量电流和电压的光电式一体化电流电压互感器。电流互感器采用法拉第镜式光学电流传感技术,电压互感器采用全反射光学电压传感技术,采用双光路补偿技术解决光强衰弱以及干扰双折射引起的误差。装置在佳木斯110 kV佳西变电站糖厂线试运行,运行情况良好,满足现场实际要求。     

温度对典型光学电压互感器误差特性影响的研究

光学电压互感器容易受到温度影响,其误差特性是实际工程应用关注的焦点。文中首先介绍了几种典型原理的光学电压互感器,建立了光学电压互感器试验平台及试验方案,并针对已经实用化的2种原理的光学电压互感器开展了温度影响试验,提出了电容分压原理的光学电压互感器温度性能较好的观点。     

光学电压互感器精密电容分压器的研制

为了解决光学电压互感器中晶体材料的耐压问题,提出了采用分布式精密电容分压器的解决方案,并结合互感器使用环境建立了电力系统中高压电容分压器的数学模型,然后利用该模型与分压器误差特性的联系,重点分析了温度变化、杂散电容、相间干扰等误差因素对电容分压器的影响,并对这些误差因素的影响进行了合成。基于以上理论和误差分析方法应用有限元软件对 220 kV电容分压器进行了仿真计算,分析结果表明,合理选择电容分压器的主电容值可以使电容分压器的精度在0.1%以内,这为精密电容分压器的设计提供了理论依据。     

SF_6气体压力对同轴电容电子式电压互感器的影响

针对以SF_6气体为介质的同轴电容结构的电子式电压互感器,在不同SF_6气体压力变化的情况下,对电子式电压互感器精度影响进行分析,得出气体压力变化对电子式电压互感器精度存在一定的影响,压力变化范围大时,甚至将不能满足精度要求。本文通过对2台电子式电压互感器的SF_6气体压力变化进行精度试验,验证了分析结果,最后考虑到在要求电子式电压互感器SF_6气体工作范围宽,互感器精度高的时候,提出需要进行补气或者补偿等措施来满足精度要求。     

光学电压互感器的研究及应用现状分析

电压互感器在电压准确测量中起到至关重要的作用。为了更好的促进光学电压互感器的发展和应用,首先给出了光学电压互感器的研究背景与现状,然后重点介绍了基于Pockels光电效应、Kerr光电效应的光学电压互感器的互感机理和测量方法,并对光学电压互感器的结构特点进行了分析。最后,总结了目前光学电压互感器在应用方面存在的问题。在此基础上,针对目前光学电压互感器常见的问题提出了一定的解决措施,包括提高加工工艺、应用新材料、采用补偿算法等,并对光学电压互感器下一次的研究方向进行了展望。     

基于普克尔效应的光学电压互感器的设计和实验

随着电力系统电压等级的提高,传统电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器的缺陷如绝缘结构复杂、存在磁饱和及铁磁谐振等将日益突出。光学电压互感器可有效克服传统电压互感器的固有缺陷。设计了一种基于普克尔效应的光学电压互感器,阐述了其结构及工作原理。设计并制作了器件化的传感头以及实验用的屏蔽装置,搭建了光学电压互感器实验系统,利用数字闭环检测技术来进行输出信号的处理。常温下,互感器在0-2.5kV直流电压下的测试结果显示,互感器的输出具有良好的线性关系,表明该光学电压互感器设计方案的可行性。     

一种提高光学电流互感器抗相间磁干扰能力的新方法

随着智能电网对量测设备要求的提高,光学电流互感器在电力系统中具有越来越广阔的应用前景。针对传统闭合光路结构存在的缺陷,研究了螺线管聚磁光路结构并分析了其管内外磁场。为解决传统的三相螺线管聚磁式传感头平行布置时存在的相间磁干扰严重的问题,提出了相间磁场正交技术。在COMSOL(试用版)中进行的有限元仿真分析和现场运行结果表明:运用相间磁场正交技术的的螺线管聚磁式光学电流互感器具有很高的抗相间磁干扰能力,达到了0.2级的测量水平。     

基于电容分压器的电子式电压互感器的研究

在分析传光型电压互感器当前技术和发展的基础上,系统地总结并提出了电子式电压互感器的基本原理和设计要求。分析了基于电容分压器为感应探头的电子式电压互感器的基本原理和结构。给出了以因瓦合金为材料的同轴电容分压器的原理和设计方法。论述了电子式电压互感器的优点和性能。     

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。     

一种新型的光学电压互感器

介绍了一种光学电压互感器实用化的新方案 ,对传感头的设计提出了模块化结构的设计思想 ,光路系统采用双光路互补的结构 ,信号处理采用DSP技术。对新方案的性能进行了测试 ,实验结果表明 :新型光学电压互感器具有良好的性能 ,双光路结构具有很好的温度补偿特性 ,稳定性很好 ,线性度在± 0 2 %以内 ,比差在± 0 2 %以内 ,通过了一系列绝缘耐压试验。     

比较式光学电流互感器的分析设计与试验研究

缺乏长期稳定性是光学电流互感器走向实用化、实现大面积推广的主要阻碍,针对这一问题,提出一种新补偿方案--比较式光学电流互感器。它将光学测量法与比较测量法相结合,巧妙地实现了对线性双折射和Verdet常数这两个稳定性影响因子的同时补偿。设计了双输入双输出的解调方法及相应的传感头结构和信号处理单元。这种解调方法可以更好地克服光路及电路的不一致对测量结果的影响,提升互感器的整体性能。试验结果表明：比较式光学电流互感器的线性度可达到IEC 0.2级要求;在光学电流互感器适用的220 kV以上电压等级应用场合,比较式光学电流互感器具有较好的抗干扰性能;在50 ℃温度变化范围内,普通光学电流互感器的误差变化量高达16%,而比较式光学电流互感器的误差变化仅有1%,证实了基于比较法的补偿方案的有效性。     

基于电容分压器的电子式电压互感器的研究

在分析传光型电压互感器当前技术和发展的基础上,系统地总结并提出了电子式电压互感器的基本原理和设计要求.分析了基于电容分压器为感应探头的电子式电压互感器的基本原理和结构.给出了以因瓦合金为材料的同轴电容分压器的原理和设计方法.论述了电子式电压互感器的优点和性能.     

自适应光学电流互感器的基础理论研究

针对阻碍光学电流互感器(OCT)实用化的测量温漂问题和不能长期稳定运行问题,文中在分析了光学电流互感器(OCT)的开环机理后,提出了相应的解决方法——自适应光学传感原理和螺线管聚磁光路结构。以标准检测系统为平台,按照测试标准IEC60044-8对自适应光学电流互感器进行了精度检测,检测结果表明自适应光学电流互感器稳态测量精度达到了0.2级,非周期分量电流的最大峰值瞬时值误差小于±1%。安装于河北省保定市某变电站的110kV线路上的自适应光学电流互感器已经连续运行了25个月,运行结果表明,自适应光学电流互感器具有长期运行稳定性。