基于时域有限积分法的一二次融合配电开关雷击磁场分析

一二次融合配电开关屡次出现因各种电磁干扰导致的二次回路信号误差,甚至开关误动或拒动的现象,而目前仅考虑了设备正常运行状态下电磁干扰。文中首先阐述一二次融合配电开关的电磁干扰机理,选择时域有限积分法进行开关电磁场分析;搭建大电流暂态发生装置模拟配电网雷电冲击下的电磁干扰,获取稳定的干扰信号;这些干扰信号用于电磁仿真软件CST MWS建模,分析某型号10 k V户外配电开关在电磁干扰下柱上开关和二次回路周围的磁场分布。仿真结果表明,在所提出的冲击干扰下,配电开关互感器侧瞬时磁场强度可达1 300 A/m,FTU附近的瞬时磁场强度可达108.5 A/m,远超相关行业标准的规定值,在实际中极有可能造成二次设备出现故障。     

10kV开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰

随着开关柜电压等级的提高,高压部分与低压智能化设备的电磁兼容问题日益突出,断路器开断被认为是中压开关柜中最严重的电磁干扰来源,它可能会造成二次控制设备出现故障,研究开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰问题具有重要意义。利用振荡型合成试验回路对10 k V开关柜进行合成开断试验,同时采集了电流互感器输出电流信号,智能操控装置和间隔智能单元输入电流信号。对采集的波形数据进行时频特性分析,得到干扰信号的频带及能量分布情况。结果表明:开关柜开断对电流互感器二次侧、智能操控装置以及间隔智能单元均产生了瞬态电磁干扰,开断燃弧过程的干扰频带主要分布在31.25~62.5 MHz;电弧过零阶段频带主要分布在15.625~31.25 MHz;干扰幅值最大达到正常情况下的4倍。     

配电一二次融合设备的电磁干扰及防护研究

配电一二次融合是未来配电网的重要发展方向,而一二次融合设备产生的电磁干扰问题对配电网的运行状态有着不容忽视的影响。针对产生的电磁干扰问题,从开关操作和高频开关电源两个方面分析了配电一二次融合设备中的电磁干扰来源,并对其产生的电磁干扰机理进行分析,提出了滤波等常用的电磁干扰抑制措施,为配电一二次融合设备电磁兼容技术的研究提供参考。     

柱上开关开断对二次智能设备的电磁干扰研究

随着智能电网的建设和发展,对智能化一次设备提出了更高的要求,二次控制与保护装置的安全可靠运行是实现一次设备智能化的重要保障。柱上开关是配电系统中作为保护与控制的关键设备,其在开断燃弧过程产生的高频信号是二次智能装置中最严重的电磁干扰来源之一,它可能会造成二次装置出现故障,所以研究柱上开关开断对二次智能设备的电磁干扰问题具有重要意义。本文利用合成试验回路对10k V柱上开关进行合成开断试验,采集了电流互感器输出电流信号,FTU控制器输入及输出电流信号,并对采集的波形数据进行时频特性分析,得到了开关分断时对二次侧信号干扰的频带及能量分布情况,结果表明:柱上开关开断对电流互感器二次侧、FTU控制器均产生了瞬态电磁干扰;柱上开关开断燃弧过程引起的干扰主要分布在频带7.81~15.62MHz;电弧过零引起的干扰主要分布在31.25~62.5MHz;瞬态恢复电压引起的瞬态干扰主要分布在31.25~125MHz。     

电子式互感器电磁兼容性能分析

为改善电子式互感器的电磁兼容性能,提高其挂网运行稳定性,提出了一些电子式互感器电磁兼容性能检测的新方法,在国家标准要求的电磁兼容项目中新增了模拟现场投运强电磁干扰的隔离开关容性小电流试验,并且在40多台样机上进行了试验。最后分析了电子式互感器的电磁干扰兼容性能检测的试验项目设置和试验结果,以及隔离开关容性小电流试验的试验原理和试验结果,结合电子式互感器工作电磁环境和干扰途径,提出了电子式互感器电磁兼容中的易受干扰环节以及相应的改进措施。试验研究表明,型式试验规定的电磁兼容试验项目中故障率最高的为浪涌抗扰度试验,可以在合并单元和采集器的电源端口采用抑制浪涌的元器件来防范浪涌骚扰所产生的电磁干扰。现有的电磁兼容试验不能全面考核电子式互感器的抗干扰能力,在电子式互感器的检测中需增加隔离开关容性小电流试验。     

雷电冲击电压对配电一二次融合成套设备测量准确度的影响

为解决一二次融合成套开关设备中二次设备受电磁干扰影响所导致的准确度问题,设计了一套抗干扰测量系统,并基于雷电冲击电压试验电路和抗干扰测量系统对配电网一二次融合成套开关设备测量准确度进行雷电冲击电压干扰测试,采集电压波形并进行时频域分析,得到导致其测量准确度下降的原因。提出在馈线终端采集单元基准端加保护器件和互感器二次输出端加滤波装置这2种防护方案,并对方案的效果进行理论分析和试验验证。结果表明,雷电冲击电压将通过互感器传至二次设备,使得互感器二次侧产生较高的耦合电压,其试验实测幅值达几千伏,频率在几MHz至30 MHz之间,对互感器的准确度影响较大;通过在互感器二次出线端口增加高频滤波装置能有效降低耦合电压,干扰信号强度降低为原来的20%左右,比差和相差降低为原来的40%左右。     

配电开关一二次融合影响因素分析与试验研究北大核心CSCD

随着柱式开关、环网柜等一二次融合配电开关设备的推广应用,对配电开关设备入网检测方案和关键影响因素分析需求迫切。文中根据一二次融合配电开关设备的结构组成原理,分析环境温度、电磁干扰和局部放电等因素对一二次融合设备可靠性和准确性的影响原因。利用高低温环境模拟箱、雷电冲击发生装置和局放测试仪等设备实验研究上述因素对配电开关一二次融合影响规律,提出串联滤波电路用于提高设备的抗强电磁干扰能力,降低了互感器输入端高频干扰的影响,为配电开关一二次融合入网检测和关键指标考核提供参考。     

隔离开关模拟骚扰源研制及应用

为了模拟变电站中实际现场的恶劣电磁环境,进而研究电子式互感器抗扰度性能的检测方法,文中在原有隔离开关作为骚扰源的电子式互感器抗扰度试验系统的基础上,研制了隔离开关模拟骚扰源,并利用该骚扰源进行了电子式互感器的抗扰度性能试验,以推进原有试验项目的标准化。文中利用断路器控制球隙电弧的开合来模拟隔离开关的方法,设计了隔离开关模拟骚扰源系统,该系统具有整体电磁骚扰时间可调、电磁脉冲幅值可调、被试品设备外壳地电位可调、空间辐射磁场可调、空间电场可调等特点;通过对电子式互感器的抗扰度性能测试试验,证明该系统能够满足试验要求,且稳定性好、可靠性高;所提出的隔离开关模拟骚扰源电子式互感器抗扰度试验项目完全可以替代目前所进行的"隔离开关分合容性小电流条件下电子式互感器抗扰度试验"项目,进一步推进了该项目的标准化,新项目的实施可以有效减少由于电子式互感器受到电磁干扰给电网所带来的损失。     

变电所抗扰度措施

分析了变电所内二次回路中骚扰的主要来源及其对微机保护的影响,给出了正确使用屏蔽电缆,敷设接地铜排构造等电位面,改进继电保护高频通道,电流、电压互感器二次回路一点接地,电压互感器二次回路和三次回路相互独立等变电所内主要的抗扰度措施.这些抗扰度措施的落实,对微机保护的安全稳定运行起到了极其重要的作用.     

变电所抗扰度措施

分析了变电所内二次回路中骚扰的主要来源及其对微机保护的影响 ,给出了正确使用屏蔽电缆 ,敷设接地铜排构造等电位面 ,改进继电保护高频通道 ,电流、电压互感器二次回路一点接地 ,电压互感器二次回路和三次回路相互独立等变电所内主要的抗扰度措施。这些抗扰度措施的落实 ,对微机保护的安全稳定运行起到了极其重要的作用     

气体绝缘开关设备的隔离开关分合操作对电子式互感器电磁兼容特性的影响

为深入研究气体绝缘开关设备(GIS)隔离开关分合操作对电子式互感器电磁兼容特性的影响,研究了隔离开关操作过程中电磁干扰信号对电子式互感器影响的大小与各种耦合途径,建立了基于500 kV GIS隔离开关分合操作的电子式互感器电磁兼容试验系统。利用开发的试验系统,对500 kV GIS隔离开关操作产生的暂态过程进行实地测量,并对系统中接入的电子式互感器进行输出测试。试验系统获得了VFTO和VFTC的典型波形、隔离开关间隙的击穿电压特性和燃弧规律以及电子式互感器典型故障。结果表明:该试验回路产生的VFTC幅值最大值为826.8 A,上升速率约为6.51 kA/μs;VFTO最大过电压倍数为1.22,上升速率约为17.2 kV/μs;暂态测量结果与理论预期水平较相符,准确地反映了暂态过程的真实情况;电子式互感器IEC标准与现场电磁环境存在显著差异;针对电磁干扰的不同耦合途径提出的抗干扰措施,可有效提高电子式互感器电磁兼容水平。     

电力系统二次设备的电磁兼容问题

论述了电力系统二次设备的电磁兼容问题;提出了需要进行的工作。结合近年来我国二次设备所出现的电磁干扰情况,重点介绍了一些主要干扰的来源、成因和特性,以及相关的二次设备抗扰试验国家标准     

电能计量设备防电流法窃电新技术

对单相或三相电能计量设备的电流变送器进行改进,每相增加两组高频互感线圈.高频探测信号由计量设备侧向计量电流互感器二次侧注入,用先进的ARM微处理器对耦合回路计量设备侧的高频信号进行采样和实时计算,即能准确识别计量电流互感器二次侧回路正常、开路及短路状态,从而有效防止电流法窃电.     

电流互感器二次侧回路状态检测装置研制

负载电流通过电流互感器(CT)接入电能表进行计量,若CT二次侧回路被人为改变以达到窃电目的,CT二次侧回路的阻抗特性会发生改变。通过在CT二次侧回路串接测试CT,由STM32微控制器产生特定频段的高频检测信号从测试CT二次侧的一端注入,并由STM32微控制器对从测试CT二次侧的另一端传回的高频信号进行采样和算法处理。CT二次侧回路状态不同,微控制器采集的信号也不同,对应的幅频特性也不同。试验表明,该装置可快速、准确地检测二次线圈电感量差别很大的CT二次侧回路的正常、开路、短路及异常状态。     

智能变电站二次设备对开关瞬态的电磁兼容抗扰度要求分析

智能变电站合并单元、智能终端等二次设备位于开关场,容易受到开关操作产生的瞬态电磁骚扰影响,为保障二次系统可靠运行,需要建立符合工程实际的电磁兼容考核要求。为此通过研制瞬态电磁骚扰测量系统,对多个不同电压等级的智能变电站进行现场实测,得到开关操作引起的二次设备端口的电磁骚扰特性。试验结果表明:开关操作时二次设备端口共模、差模骚扰以及空间磁场波形均为阻尼振荡波,其中隔离开关操作引起的最大共模骚扰幅值接近2 kV,主频20 MHz。建议根据IEC 61000-4-18标准进行阻尼振荡波抗扰度试验,试验等级≥3级;根据IEC 61000-4-12标准进行阻尼振荡磁场抗扰度试验,试验等级≥5级,另增加3、10、30 MHz振荡频率的阻尼振荡磁场试验。     

反射式全光纤电流互感器电磁兼容性能研究

文中介绍了反射式全光纤电流互感器的工作原理,描述了针对电子式电流互感器工作在复杂的强电磁环境中的电磁兼容能力要求,介绍了电子式电流互感器抗电磁干扰措施,最后针对全光纤电子式电流互感器进行了电磁兼容测试,主要包括:射频传导抗扰度测试、静电放电抗扰度测试、浪涌冲击抗扰度测试、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试、阻尼振荡波抗扰度测试。初次试验结果不能完全满足要求,通过相应整改,采用对电源模块、信号板输入电源增加滤波电容、TVS管等元件,对电源线增加磁环,对机箱增加导电弹簧片,机箱内走线合理布局等电磁兼容优化措施,提高互感器的的抗干扰能力,再次测试满足要求。     

一二次深度融合柱上开关用EVT就地采集模块的研究北大核心CSCD

文中针对电容分压电子式电压互感器(EVT)模拟小信号采用长线直接传输到馈线自动化终端(FTU)时信号衰减严重且容易受到外部电磁干扰导致系统电压测量不准的问题,设计了一个适用于一二次深度融合柱上开关的就地采集模块。文中首先阐述了EVT小信号就地采集传输模块的整体设计架构,详细介绍小信号防护与隔离、信号采集与调理、EVT相位补偿方法、数字化信号传输硬件电路设计及软件流程。最后进行了一二次融合精度测试,并随一二次深度融合柱上开关通过第三方型式试验验证。试验结果表明:该就地采集模块能满足0.2级测量精度且适用于一二次深度融合柱上开关的应用需求。     

电能表检定装置抗电磁干扰试验方法研究

正主要介绍电能表检定装置受电磁干扰的机理,并探讨将电磁干扰滤波器、电磁屏蔽技术和光电隔离等技术应用到电能表检定装置上,使电能表检定装置在电磁干扰环境下正常工作,准确测量电能表误差。GB/T 17215.211—2006《交流电测量设备通用要求、试验和试验条件第11部分:测量设备》中规定电子式电能表在进行射频电磁场抗扰度试验、快速瞬变脉冲群试验、射频场感应的传导骚扰抗扰度试验和衰减振荡波抗扰度试验等四项EMS抗扰度试验时,需要考核电子式电能表在无干扰和有干扰状态下误差的变化量。然而在电磁兼容抗     

异频法的计量装置二次回路错误接线识别方法

针对现有计量二次回路正确性验收过程中存在的问题,提出一种基于异频特征信号的计量二次回路接线错误判别方法。对电流互感器等效电路进行建模并分析其二次侧阻抗特性,从理论上验证该方法的可靠性。利用信号发生器在互感器二次端子处注入异频特征信号,通过高精度传感器在电能表尾端检测高频特征信号,实现了在不拆接二次回路的情况下判断回路的相别、极性、通断。该种方法及设备可以巧妙高效的解决电能计量装置投运前验收工作所存在的问题,提高现场作业安全保障,保证计量准确性、公正性。     

500kV变电站隔离开关分合闸不到位抢弧故障分析

为了解决500 kV变电站隔离开关分合闸不到位抢弧故障的问题,结合阳江500 kV变电站隔离开关操作时所出现的故障问题,介绍了该故障的基本情况,并对故障原因进行了初步分析,认为开关操作所产生的暂态电磁干扰是导致隔离开关分合闸不到位的原因。在此基础上,从理论上对故障的机理进行分析,并对变电站二次侧暂态过电压进行现场测量,得出电磁干扰主要是通过高频电流互感器耦合到二次回路;再根据故障机理分析和现场测量提出利用在二次回路加装电涌保护器来解决该类问题。