雷电冲击电压波形K因子零相位数字滤波器设计

针对最新版IEC60060-1《高电压试验技术,第一部分:一般定义及试验要求》中叠加过冲和振荡的标准雷电冲击波形的数字处理程序,其引入与频率相关的试验电压因数k(f),介绍一种设计等价于k(f)对应转移函数的K因子零相位IIR数字滤波器的方法。对零相位数字滤波原理进行了分析与仿真实验。基于IEC60060-1中定义的试验电压因数k(f),给出了设计K因子零相位IIR数字滤波器的推导过程,以及可用于开发冲击电压测量软件的时域滤波差分方程。最后对最新版IEC61083-2《高压冲击试验测量用仪器和软件,第二部分:对软件的要求》附带的TDG 2.04中几种典型雷电冲击电压波形进行了滤波处理与参数提取,验证了该方法的可行性和准确性。为研制冲击电压测量系统提供了一种实用的数字滤波技术。     

振荡型雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型局部放电特性

研究了基于IEC60060-3标准的振荡型雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电特性,建立了1台符合IEC60060-3标准的振荡型雷电冲击电压发生器,它能够产生各种类型的振荡型雷电冲击电压波形,正负极性可调。利用高频电流传感器(HFCT)测量振荡型雷电冲击电压下的局部放电,结果表明,振荡型雷电冲击电压的极性和振荡频率对局部放电特性的影响很小,且其幅值与局部放电个数呈正比例关系。     

基于IEC60060-3标准的变压器感应式操作冲击电压产生方法研究

以IEC60060-3标准为基础,针对变压器感应式振荡型操作冲击电压的产生方法进行研究。在理论上分析了用变压器产生振荡型操作冲击电压的产生方法,列出了回路中元件参数的计算公式。根据公式计算的波头时间、波尾时间和频率值得到元件参数,计算机仿真结果表明所产生的波形符合IEC60060-3标准的规定,且计算公式能够准确地反映回路元件参数值与波形参数之间的关系。在仿真的基础上,在实验室采用哈弗莱RSG481冲击电压发生器对一台单相双绕组110kV变压器低压侧进行输入,在其高压侧产生感应式振荡型操作冲击电压,试验结果表明采用该方法可方便迅速、高效地在被试变压器高压侧产生符合IEC60060-3标准的振荡型操作冲击电压。     

振荡冲击电压下SF_6极不均匀场间隙的放电特性

根据IEC 60060-3所规定的振荡冲击电压波形,研究了在正极性振荡雷电冲击电压和振荡操作冲击电压下SF6气体极不均匀场间隙的放电特性,包括SF6压强(P)和50%起晕电压(UP50)关系、SF6压强(P)和50%击穿电压(UB50)关系等。并且比较了振荡雷电冲击和标准波雷电冲击下SF6气体极不均匀场间隙的放电特性的异同。结果表明,振荡型冲击电压因其振荡特性,使SF6极不均匀场间隙的放电次数增加,这有利用发现GIS中存在的例如导电尖刺等电极缺陷;等波头的振荡冲击波和双指数冲击波作用下SF6极不均匀场间隙的有着相似的放电特性,这对振荡型冲击波替代双指数波在较高等级的GIS现场耐压试验中的运用有重要的指导意义。     

不同冲击电压下变压器油击穿特性研究

为了研究大型电力变压器绝缘油在振荡型冲击电压下极不均匀电场击穿特性,依据IEC60060-3标准搭建了能产生不同类型冲击电压波形的试验及其测量系统,在实验室利用该系统开展了振荡型冲击电压下油中极不均匀场的时域击穿和伏秒特性研究,并对实验模型电场进行了仿真分析。在实验过程中利用13.7 k Hz振荡操作波、标准雷电波、3种不同频率的振荡雷电波,研究了变压器油在各个波形下的时域击穿图形及伏秒特性,对实验波形的计算结果表明:振荡型雷电波下的击穿点分布较广,振荡波的击穿电压整体高于标准雷电,但是它们的最高耐受电压与标准雷电下的基本一致。     

变压器感应式振荡型操作冲击试验及局部放电测量技术

IEC 60060-3标准推荐的振荡型冲击电压波形具有易于调波、产生效率高的特点。针对变压器感应式振荡型操作冲击试验技术进行研究,论述了变压器感应式振荡型操作冲击电压的产生原理,对其参数计算方法进行了研究;并提出了在变压器进行操作冲击耐压试验的同时进行局部放电检测的方法。仿真和试验结果表明,采用所提出的方法可以使用低电压设备产生符合IEC 60060-3标准的高幅值振荡型操作冲击电压波形,便于开展变压器现场操作冲击耐压试验;在变压器进行操作冲击耐压试验的同时进行局部放电检测具有可行性。     

限制特高压开关设备雷电冲击过冲的试验回路开发

随着特高压开关类产品的普及,雷电冲击试验中过冲偏大的问题,已成为国内外试验技术人员所关注的热点问题。虽然最新的IEC 60060-1:2010及GB/T 16927—2011标准放宽了对过冲的要求和限制,但是通过近几年特高压开关类产品的雷电冲击试验来看,过冲仍难以控制在10%以内。笔者通过建模仿真,设计开发了参数合理的过冲阻尼装置,并将其应用于雷电冲击试验回路中,有效地抑制了过冲,使得过冲从22%降至5%左右,满足了标准的要求,对实际试验具有一定指导意义。     

基于LabVIEW的冲击电压/电流波形测量软件

冲击电压测量软件的计算准确度直接影响冲击电压测量系统的测量水平,介绍了IEC标准对于叠加过冲振荡的雷电全波的计算方法的发展改进过程,简述了自主开发的冲击测量软件的基本功能以及关键问题的解决方法,并采用IEC61083-2-2010的标准试验数据发生器(TDG)验证了软件的计算准确度。软件对雷电全波(LI)29个典型波形的计算结果,其主要波形参数:峰值Up、波前时间T1、半峰值时间T2、部分相对过冲幅值β与标准值的最大偏差值分别为-0.07%、1.5%、-0.17%、1.0%,各参数的计算偏差都小于标准规定的最大允许偏差值;另外对波形雷电截波(LIC)、冲击电流波形(IC)和操作冲击全波(SI)的典型波形进行计算,得出本软件可用于计算冲击电压/电流各种波形的结论。将本软件与研究所研发的冲击测量软件就主要测量参数进行了计算结果的比较,结果显示其软件除了计算过冲时存在几个极大偏差,也基本满足IEC标准的规定,证明本软件采集数据的计算水平达到了先进水平。     

电力设备现场耐压试验用振荡冲击波产生的仿真研究

根据IEC 60060-3振荡冲击电压波形(OIV)的物理特性,提出了一种通过数值等效电路模型获得OIV波形的方法。通过对模型的理论分析,得到波形几个重要参数的解析表达式;讨论了负荷取值范围对波形参数的影响。仿真结果表明,通过调节电路元件参数值,可以得到适用于不同负荷情况下OIV波形,满足工程设计要求;在模型参数确定的情况下,根据波形参数表达式求得的解析解与模型数值解之间误差较小,为现场试验用振荡冲击发生器设计提供了理论依据。     

冲击电压下SF_6气体绝缘典型缺陷局部放电特性研究

随着电网电压等级的不断提高,对于高电压等级设备现场只做工频耐压试验已不能满足电网安全需要,针对此情况,IEC推荐采用振荡型雷电波和振荡型操作波作为现场冲击耐压试验用波形,此外,为了对设备的整体绝缘强度进行合理判断,该标准还建议现场做冲击耐压试验的基础上同时进行局部放电检测。为了对比研究振荡型冲击与双指数冲击对绝缘作用的差异,文中首先建立了产生波形符合IEC 60060-3—2006标准要求的振荡冲击发生器及相应的局部放电检测系统,在此基础上,对比研究了GIS中典型缺陷在双指数冲击电压和振荡冲击电压下的放电特性。结果表明,振荡冲击能多次激发缺陷发生放电,更容易暴露出金属突起物缺陷。研究结果为现场实现冲击下局部放电检测奠定了试验基础。     

Determining the test voltage factor function for the evaluation of lightning impulses with oscillations and/or an overshoot

In order to remove the present IEC 60060-1 and IEEE Standard 4 ambiguities in the evaluation of the test voltage when oscillations and/or an overshoot appear superimposed in a lightning impulse, at the end of the 1990s, a European Project within the Standard, Measurement and Testing (SMT) program was developed by KEMA (Netherlands), Schering Institute (Germany), LCOE (Spain), and NGC (United Kingdom) in coordination with the CIGRE Working Group 33.03. The conclusion of this European Project is a new evaluation method called test voltage function K(f) derived on the breakdown behavior of different dielectric media, that removes the standard ambiguity to determine the test voltage of an impulse with oscillations and/or an overshoot. This paper presents the experimental results of the project and deals in depth with the definition of K(f).     

基于IEC 61850 Ed 2.0的变电站与调度端保护信息通信方法

现有的基于IEC 61850第1版(Ed 1.0)标准的变电站与调度端之间保护信息通信规范缺乏明确的标准支撑,IEC 61850第2版(Ed 2.0)中IEC 61850-90-2研究了变电站与调度端间的通信,为保护信息的远传提供了理论依据。文中分析了基于IEC 61850Ed 1.0的继电保护信息出站现状及IEC 61850-90-2中对变电站信息出站的要求,并对通信方式和建模策略进行了对比和优选。研究表明:在IEC 61850Ed 2.0标准体系下,代理/网关的非透明间接访问方式和镜像建模更符合保护信息应用需求,同时现有的基于IEC 61850Ed 1.0保护信息出站通信规范增补相关服务及约定,即可符合IEC 61850Ed 2.0的要求。文中提出了符合IEC 61850-90-2的保护信息出站通信方案,并结合工程实践,论述了信息上送、日志服务等实现考虑。     

油浸式变压器现场振荡型冲击耐压试验方法

为满足油浸式电力变压器现场振荡型冲击耐压试验的需要,基于MARX回路,根据变压器的结构特点,提出了试验电压的产生方法和试验接线方法。仿真计算和模拟试验表明:在构成的双指数波形冲击电压发生器的MARX回路中接入电感线圈,可产生符合IEC 60060—3标准的振荡型冲击电压波形。     

Digitally recorded lightning impulse with overshoot parameterevaluation by using the Kalman filtering method

Relevant standards establish the construction of a mean curve in lightning impulses with perturbations (oscillations, overshoot, noise) in order to determine the impulse characteristic parameters (peak value, front time, time to half-value and voltage at the instant of chopping and time to chopping if it is the case). In the case of an impulse with overshoot the guidance given by the IEC 60-1 standard in order to determine the existence of overshoot, the duration of overshoot and the mean curve to be drawn are not sufficient if digital recording systems are used. This problem is studied and a procedure that uses the Kalman filtering method in conjunction with acceptable criteria is described. Results obtained with analytical impulses, real impulses and the reference waveforms of the IEC 1083-2 standard are presented. Suggestions to improve the actual standards are given     

标准冲击电压校准器的研制与溯源

冲击电压测试设备及仪器需要进行校准以保证冲击电压试验结果的准确性,为此研制了一种校准冲击电压测试设备仪器的冲击电压校准器。在介绍了设计原理后进行了不确定度分析和量值溯源。校准器的电压量程范围为30～1000V,能产生满足IEC60060-1:1989的标准雷电和操作冲击波,并且通过高精度直流电压源以及组成冲击回路的高精度、高稳定度的电感、电容、电阻等基本元器件,从而将冲击电压的参数经过这些元件的不确定度传递到相应的直流电压标准及元件标准上去。经过不确定度来源的分析和评估,校准器所产生冲击电压峰值的不确定度为0.05%,时间参数的不确定度<0.5%,可作为校准冲击电压测试设备以及仪器的标准波源。     

局放测量新标准IEC 60270的特点及其对局放测量工作的影响

局部放电测量的新标准IEC 6 0 2 70 /FDIS[2 0 0 0 ]已于2 0 0 0年 9月公布 ,该标准以IEC 6 0 0 6 0 - 2 [1994]为依据 ,为局放测量构筑了完整的质量保证体系 :它以量值溯源为核心 ,以保证测量结果的准确性、不同仪器和不同测量方法的可比性和一致性 ;它把数字式局放测试仪摆在与模拟式局放测试仪同等重要的地位 ,并为数字式局放测试仪规定了一些附加试验项目。本文讨论新标准的特点及其对今后局放测量工作的影响。     

基于IEC61850-9-2 LE的子站一致性测试系统的设计与实现

针对用于数字化变电站装置通信的IEC61850-9-2 LE协议,介绍了数字化子站一致性测试系统软、硬件设计方案中的实现细节和设计思想。依据《IEC61850-10, Ed. 1:变电站通信网络和系统.第10部分:一致性测试》对IEC61850-9-2 LE协议应用一致性进行了分层设计和分层解析。软件的静态结构采用模块化编程,动态数据信息交互采用多线程。本系统以一致性测试为核心兼顾通信测试工具扩展性,测试范围涵盖IEC61850-9-2 LE协议配置参数测试和功能测试。     

不对称并联磁路磁心参数计算

对于几何形状和尺寸对称的EI、EE等配对磁心,国际电工委员会在IEC 60205标准"磁性零件有效参数计算"中,推荐了一整套成熟的计算公式.但是,当EE、EI、ET等磁心中心柱偏离中心位置时,并联的两分支磁路便不完全相同;而且当罐形、EP、RM型磁心穿过中心孔绕线测量时,其磁路则由两个以上不同的分支磁路并联组成.采用IEC推荐的仅适用于等效单回路的公式无法计算此类非对称磁心参数.本文推荐了一套能解决不对称并联磁路磁心参数计算的公式.文中用IEC 60205公式计算了对称磁心的有效参数,同时又用本文推荐的公式进行了计算,两种计算公式的结果基本相同.也就是说,作为通式,本文公式也适用于特例,但它却轻松解决了不对称和多回路并联磁路磁心参数计算的难题.