特高压冲击电压分压器线性度测量方法比较

线性度为冲击电压分压器的关键技术参数,随着额定电压的不能提高,对于不能在全部电压范围内进行比对校准的冲击分压器,必须进行单独的线性度试验。本文介绍了两种不同的测量高压冲击分压器线性度的方法：测量冲击电压发生器输出电压与充电电压的比值变化;使用球形电压测量仪来测量冲击分压器的线性度。研究充电电压测量准确度、充电时间、充电电压补偿以及充电电压不均匀程度等因素对冲击电压发生器输出电压的影响;球形电场测量仪的输出电压与被测电场成正比,在均匀场与非均匀场中都可以测量冲击电压波形,其线性度≤±1%,可通过改变测量仪的布置位置来扩大测量电压范围;使用上述两种方法测量同一台弱阻尼冲击电压分压器的线性度,测量结果一致性好,因此球形电场测量仪也可用于进行特高压冲击分压器线性度的现场校准。     

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％.     

冲击电压分压器线性度试验研究

冲击电压测量系统在溯源过程中通常使用低压直流源或冲击电压校准器测量分压器的刻度因数,因而必须考虑分压器线性度对测量系统测量不确定度的影响问题。在现今我国尚未建立标准系统的情况下,提出用试验的方法测量分压器的线性度:首先用线性度可忽略的电阻分压器R200S得到冲击电压发生器的线性度,采用直流分压器测量冲击电压发生器的充电电压,测量试品分压器HCR600示值与充电电压的比值,修正发生器的影响后得到分压器的线性度,结果显示HCR600的线性度单调下降,从+0.4%至-0.8%,正负极性最大差值为0.14%,且负极性的线性度优于正极性。然后进行试验验证:用线性度已知的500kV电阻分压器与HCR 600进行比对而得到线性度变化曲线,并与之前的试验结果进行比较,两者变化趋势相同,相同电压下最大差值点仅为0.15%。说明此方法可较准确地测量分压器的线性度,可用于冲击电压建标时的试验验证,发生器等试验设备满足一定条件时此方法也可用于特高压冲击设备的校准。     

电阻分压器及电压传感器的结构设计和实验分析

对电阻式电压传感器进行了设计，制作了样机，并对实验结果进行了分析，验证了实验值与理论值基本一致。     

标准冲击分压器的研制与特性校验

为在我国开展冲击电压测量基准传递工作,提高冲击电压测量准确度水平,本文研制了一台250kV标准冲击分压器,并讨论了分压器方波响应及分压比等特性校验的正确方法。经特性校验和国际对比试验证明,该分压器具有优良的技术性能,其部分响应时间T_α≈3ns,过冲β≈9%,与加拿大国家研究委员会(NRC)的标准分压器的冲击测量结果相差+0.51%(全波)及+0.7%(截波),达到了国际同类分压器的先进水平。该分压器现已作为标准测量设备在我国国家高电压计量站投入使用。     

一种新型的600kV冲击电阻分压器

新型冲击电阻分压器的高压臂电阻是按电场强度分布设计的,且置于绝缘油中。这种分压器可作到标称电压为600kV,分压器本身的响应时间为8.2ns。在带293Ω阻尼电阻及2800mm引线的测量系统中响应过冲为15％。     

冲击电压发生器雷电波的负载特性及其波形分析和改善

通过对一台4800kV/480kJ冲击电压发生器结合部分110～500kV试品在雷电波下如何满足大负荷范围内的试验要求进行了计算、波形分析和试验研究,提出一种新型的改进回路,从而提高了试验设备的负荷能力,同时也改善了试验波形的畸变,为保证试验达到IEC60—1、60—2有关标准的规定和要求创造了条件.     

爆磁压缩发生器冲击高电压的测量

爆磁压缩发生器的负载一般没有良好的接地点,且远离测试仪器。笔者介绍了用双电阻分压器测量其负载冲击高电压的方法。该方法简单可靠,可以应用于没有良好接地和复杂危险环境下的冲击高电压的测量。     

冲击电压分压器关键计量性能解析(上)

冲击电压试验是电气设备尤其是电力设备必不可少的绝缘试验项目,冲击分压器的准确度直接影响到电气设备的绝缘可靠程度,关系到电力系统的安全运行水平.电力行业标准《冲击分压器校准规范》即将颁布,上篇重点对几项关键计量性能指标:适用范围的界定、响应时间对雷电波的峰值测量误差分析、校准条件解读等做了详细的分析和讨论,并就分压器分压比的误差、等电位屏蔽等要素进行了阐述,以便加深对新颁标准的理解及应用.     

冲击电阻分压器高压臂电阻绕法分析

对于冲击电阻分压器,在测量短脉冲时需要考虑剩余电感的影响.对冲击电阻分压器高压臂电阻的三种无感绕法进行介绍,比较了相同条件下三种无感绕法的电感值,分析了不同骨架形状和骨架周长对于电感值的影响.结果表明:在骨架相同的情况下,双线单层绕法的电感最小;对于双线双层反向绕法,骨架周长相同时,矩形骨架的电感小于圆形骨架的电感,矩形骨架长宽比越接近1电感越大;对于圆形骨架,电感值随着骨架周长的变化基本不变.     

负荷对冲击电压发生器输出能力的影响研究

冲击电压试验中,GIS和高压电缆试品的负载电容可达3 000 pF至10 000 pF。为满足这种大负荷试品的冲击试验输出波形要求,对设计中未考虑大电容试品的常规发生器,需要通过改造提高其输出能力。以15级的3 000 kV冲击电压发生器为例,应用ATP暂态电磁仿真软件建立发生器模型,对在发生器输出端串入高压阻容元件这种改进电路方法进行仿真。定量分析了发生器负载、总电感和等效波头电阻对输出波形的影响,以及输出效率随负载的变化。大负载情况下应用这种改进措施后,发生器的负载能力可从4 000 pF提高到11 000 pF,波形过冲可控制在10%以内。对于高压引线的长度限制也给出了建议。     

纳秒脉冲电容分压器测量系统分析及波形重建

分析了纳秒脉冲条件下微分型、自积分型电容分压器的必要条件。用最小二乘法求得了测量系统的冲击 响应,并根据输入波形预测系统输出,采用基于Wiener滤波的反卷积法重建输入电压脉冲,并与积分器的输出波 形对比。结果表明,波形重建的效果要优于积分器,且不受电压等级、频率及采样频率的影响。     

一起直流分压器故障导致直流系统闭锁事故分析

介绍了德宝直流输电系统一起由于高压直流分压器的体系结构设计不足引起的直流系统闭锁事故,通过对事故的原因进行剖析,找出直流分压器的体系结构设计的不足,并提出了相应的解决措施,为高压直流输电系统的运行提供了借鉴经验.     

特高压冲击电压测量系统线性度试验方法研究

随着特高压输电技术不断发展,为满足设备冲击耐受试验的要求,冲击电压测量系统的额定电压已升至7 000 kV左右,而目前冲击电压测量系统的校准电压在1 000 kV以内,其校准结果不能很好地满足实际试验需要,所以测量冲击电压测量系统在1 000 kV以上的线性度,是目前亟待解决的问题。笔者分析了现有的主要校准方法——直接比对校准、测量电容量,提出在1 000 kV内进行比对校准,1 000～5 000 kV采用增大电压等级逐级比对的实验方案,并以测量发生器效率变化的方法作为佐证,理论上该方案可基本满足7 500 kV冲击电压测量系统在1 000～5 000 kV范围内的工程试验需求。如果试验结果理想,可使用该方法建立一套传递标准,将全国所有特高压冲击测量系统进行比对。文章同时介绍了球隙、标准电容器、利用空间电荷、电场传感器等其他测量线性度的方法,讨论其各自的优缺点,如果投入实际应用,需要进一步的试验验证。