高压直流电流测量装置的应用现状与研究进展

高压直流电流测量装置为高压直流输电系统的线路控制和保护提供输入信号。随着我国直流输电系统电压等级的不断升高,系统中的直流电流的测量已成为一个新课题。文章首先综述了已在国内外直流输电工程中运行的高压直流电流测量装置的结构和工作原理,指出各自存在的问题。然后介绍了我国在高压直流电流测量技术领域的研究进展,主要涵盖零磁通直流电流互感器、有源式直流电流互感器、全光纤式直流电流互感器、基于巨磁电阻效应的直流电流互感器和基于光纤光栅器件的直流电流互感器,希望能为未来高压直流电流测量装置的设计、实施与运行维护提供有益的参考。     

直流电流互感器应用分析及测试方法研究

国内直流输电用直流电流互感器投运后,由于缺乏相应试验设备及检测规程,一般都不进行现场的全电流准确度试验。文章详细阐述了直流电流互感器的工作原理,分析了直流换流站电流测量装置的应用技术。在此基础上,本文提出一种直流电流互感器同步测试方法及系统,该测试系统能够完成直流电子式电流互感器全电流下的比差测试和复合误差测试,并在实验室完成了直流互感器的测试验证,依据试验结果对直流电流互感器的性能进行了评估,为后续现场测试提供技术支撑。     

直流光电电流互感器运行及分析

介绍了国内首台直流光电电流互感器的工作原理和实际运行情况,提出了直流光电电流互感器现场校验方法;结合实际运行测试结果进行了误差分析,给出了进一步的完善方法。直流光电电流互感器的实际运行表明:测量准确度达到设计要求,激光供电能适应换流站现场运行;直流光电电流互感器现场校验标准及设备亟待建立。     

柔性直流输电用±500kV直流全光纤电流互感器研制及测试

柔性直流输电对直流互感器的延时时间及阶跃响应上升时间均有较高要求,针对即将建设的张北柔性直流输电工程的应用需求,研制了一种柔性直流输电用±500 kV直流全光纤电流互感器。直流全光纤电流互感器采用Faraday磁光效应原理,采用光纤作为传感介质。文中介绍了直流全光纤电流互感器的原理及构成,对全光纤电流互感器的线性双折射抑制技术、玻片温度自补偿技术及抗振技术等关键技术进行了深入分析,并给出了样机的主要性能测试情况。测试表明,文中研制的柔性直流输电用直流全光纤电流互感器测量精度为0.2级,延时时间25μs,阶跃响应上升时间40μs,主要技术指标(包括测量精度、延时时间、阶跃响应上升时间、温度稳定性、抗振性能及绝缘等)能够满足张北柔性直流输电工程的应用需求,直流全光纤电流互感器在柔性直流输电系统具有很好的应用前景。     

直流互感器在恒流源中的应用研究

介绍了直流互感器的工作原理及其在恒流源中的应用,着重分析比较了直流互感器和小电阻旁路法两种电流取样方法。     

直流输电工程直流电流互感器现场暂态校验技术

随着直流输电工程建设的不断推进,直流电流互感器的现场校验技术逐渐成为直流输电领域的一大研究热点。针对目前直流电流互感器现场暂态性能校验技术的研究空白,分析了现有直流电流互感器的工作原理及其现场校验方法,研制了一套基于信号回采和预畸调节的便携式直流电流互感器现场暂态校验系统。该系统通过修正产生接近于仿真信号的阶跃大电流,其500 kHz的高速发送和采集模块保障了暂态过程采样与波形还原的准确性。利用该测试系统,在苏南UPFC工程实现了国内首次直流电流互感器的现场暂态性能试验。对极线和阀出口侧互感器的上升时间、最大过冲和暂态延时进行了测试,试验结果为直流电流互感器的暂态性能评估提供了依据。该技术在直流电流互感器现场校验中具有重要的推广意义。     

直流电子式电压互感器测试方法研究与应用

直流电压互感器是直流输电系统中测量直流电压的主要设备,为直流输电系统的安全、稳定运行提供控制保护信号,由于缺乏相应试验设备及现场检测规程,一般都不进行现场的全电压下准确度试验。文章详细阐述了直流电压互感器的工作原理,分析了直流换流站电压测量装置的应用技术。在此基础上,本文提出一种直流电压互感器同步测试方法及系统,该测试系统能够完成直流电子式电压互感器全电压下的比值误差的测试,并在实验室完成了直流电压互感器的测试验证,为后续现场测试提供技术支撑。     

直流互感器建模方法与运行特性研究

随着直流输电的发展直流电流的测量问题越来越受到关注,但直流互感器的建模方法和模型参数研究相对滞后。本文通过对直流互感器的传感机理进行分析,对磁化曲线建立数学模型,依据磁调制原理建立直流互感器的Matlab模型。通过仿真模型反应直流互感器的物理机制,改变模型重要参数验证其对直流电流互感器的影响,探究直流互感器的传输特性。仿真验证了直流互感器在低负载工况下的运行特性,仿真结果对直流互感器的产品设计和直流互感器的更深入研究具有参考意义。     

开口式电流互感器耐直流性能研究

传统闭合磁路电流互感器易受直流分量影响引起磁饱和,导致测量误差非常大。定义了电流互感器耐直流性能的含义,从开口式电流互感器在考虑二次侧负载条件下的等效模型出发,分析了气隙长度对电流互感器有效磁导率和误差的影响,通过基于J-A模型从B-H磁滞回线分析了开口式电流互感器具有良好的耐直流性能。提出了基于比例直流叠加法的电流互感器耐直流性能检测方法,实验了气隙长度和直流分量对开口式电流互感器性能的影响。文中通过误差补偿使得开口式电流互感器兼顾耐直流性能和计量特性,为电流互感器在含直流分量负荷下准确计量提供理论基础。     

±800kV特高压直流全光纤电流互感器研制及应用研究

文中介绍了一种作者研制的新型±800 kV特高压直流全光纤电流互感器,并进行了为期1年的试运行。直流全光纤电流互感器采用Faraday磁光效应原理,采用光纤作为传感介质。文中介绍了±800 kV直流全光纤电流互感器的原理、构成、关键技术、测试试验及试运行情况,针对不同的直流保护方案提出了直流全光纤电流互感器的配置建议。测试试验及试运行表明:文中研制的直流全光纤电流互感器测量精度达到0.2级,阶跃响应小于125μs,主要技术指标(包括测量精度、响应时间、温度稳定性、抗振性能及绝缘性能等)能够满足特高压直流换流站的应用需求,直流全光纤电流互感器在特高压直流输电系统具有很好的应用前景。     

特高压多端混合直流输电工程电子式电流互感器测量异常分析

通过研究昆柳龙直流输电工程的典型电子式电流互感器测量异常事件,分析不同测点的测量异常对直流控制保护系统的影响,以及电子式电流互感器出现测量异常的原因。最后介绍了昆柳龙直流工程目前针对电子式电流互感器测量异常的处置策略,对其他特高压直流工程电子式电流互感器测量异常处置具有参考意义。     

高压直流输电用的直流电流互感器

简要介绍了该厂研制的高压直流互感器的参数、结构、线路原理、误差及暂态响应时间测量方法及测量结果。     

ZLHJ型直流电流互感器校验仪

本文针对目前急需解决的直流电流互感器比差的检定问题,介绍了利用直流电流比较仪原理设计的一种新型高精度直流电流互感器校验仪,并对仪器误差进行了全面的分析,以实测结果表明该校验仪最高准确度优于0.02%。     

葛南直流输电系统电子式互感器改造及现场应用

目前电力系统内获得广泛应用的是电磁式互感器,但随着电力系统向大容量,高电压等级方向发展,电磁式互感器逐渐暴露出诸多缺点,比如绝缘结构复杂、造价高、尺寸大、测量精度低、存在二次线圈开路而产生高压的危险等;而电子式互感器克服了这些缺点。通过葛南直流输电系统直流测量装置的改造,比较了两种原理的互感器,并着重介绍了直流电子式互感器及其现场应用。     

直流偏磁下电流互感器测量特性分析

电流互感器作为电力系统的基本测量单元,其性能对电能计量的准确性有重要影响.随着非线性负荷和绿色能源的大量接入,供电线路电流中出现的直流分量可能严重影响电流互感器的测量准确性,甚至会造成电流互感器铁芯饱和.因此,十分必要对直流偏磁下电流互感器的测量准确性进行评估.文章基于对电流互感器电磁物理特性的分析,建立了存在直流偏磁下表征电流互感器测量特性的解析模型,推导出了电流互感器测量准确性与安匝数、铁芯尺寸、铁芯材料、二次负荷等参数之间的关系式,并对所建模型进行仿真验证得到的结果,对直流偏磁下电流互感器的测量特性进行了讨论.     

±1100 kV直流电子式电压互感器绝缘特性研究

直流电压互感器是测量直流输电系统电压的重要设备,实现对高压直流电压的可靠监测,其绝缘性能关系到直流输电系统的安全稳定运行。文中对±1 100 kV直流电子式电压互感器的工作原理、产品结构和绝缘参数进行介绍,并通过理论分析及有限元仿真对直流电子式电压互感器绝缘性能进行研究。首先通过理论分析得出互感器的外绝缘和径向绝缘性能,再结合有限元仿真对互感器的绝缘性能进行验证;分析表明互感器的绝缘特性满足运行要求。     

±800kV直流输电系统换流站直流电流互感器现场校准技术

国内直流输电用直流电流互感器投运后,由于缺乏试验设备,一般都不进行误差校准试验,这种现状已经成为直流输电系统安全稳定运行的隐患,并在一定程度上制约着直流输电系统控制、保护水平的提高。对换流站用直流电流互感器进行定期现场校准有助于及早发现设备隐患。为此研制了一套直流电流互感器现场校准系统,包括直流电流比例标准、便携5000A高稳定度直流电流源、GPS无线同步数据采集系统。采用该系统对向家坝-上海直流输电工程复龙换流站的极线光电流互感器在额定电流4000A下进行了现场校准试验。当试验电流〉800A时,被校准直流电流互感器的测量误差〈0.3%。依据试验结果对光电流互感器的性能进行了评估。建议将该技术在直流电流互感器交接试验和例行试验中进行推广。     

低压抗直流电流互感器及检测装置研究

针对传统低压电流互感器在直流分量负荷下存在传变误差大的技术缺陷,分析了直流分量导致传统电流互感器失准的机理,研发了低压抗直流分量电流互感器,并提出了电流互感器抗直流性能检测方法,在此基础上研制出电流互感器抗直流性能检定装置。实验证明该抗直流分量电流互感器具有较好的抗直流性能,能满足现场运行要求。     

直流输电用零磁通直流电流互感器的研制

零磁通直流电流互感器被广泛应用于换流站中性线上直流电流的测量。为此,介绍了研制的1台3 000A/1V,50kV零磁通式直流电流互感器样机的工作原理、结构和性能指标。该直流电流互感器采用一对检测铁芯绕组作为一次和二次电流的安匝平衡检测器,由安匝平衡检测器控制的反馈功率放大器输出二次电流与一次电流达到磁势自平衡。设计的安匝不平衡造成误差约0.02%,且该分量对环境温度不敏感。分析认为主要的误差来源是位于控制室的负载电阻和放大电路。直流误差校准试验表明,该样机在额定持续热电流下的各点测量误差均<0.2%,在18kA下测量误差<0.3%。样机在短时电流试验和阶跃电流响应试验中表现出了良好的暂态性能。参考相关标准,样机通过了电磁兼容试验考核。该类型零磁通型直流电流互感器符合高压直流输电系统要求。     

全光纤电流互感器在特高压柔性直流输电中的应用与维护

介绍了全光纤电流互感器的基本原理及特点,以乌东德特高压混合直流工程柔性直流换流站为例,分析和阐述了全光纤电流互感器的选取与实现方式,最后针对全光纤电流互感器常见的故障及造成的后果,提出维护建议及措施,为全光纤电流互感器在特高压柔性直流输电中的应用与维护提供参考.