高压绝缘子污秽泄漏电流采集装置的设计与实现

研制了一种高压输电线路绝缘子泄漏电流在线监测装置,装置通过由高速运算放大器构成的电流电压转换电路,可获得准确的工频泄露电流值和高频电流脉冲次数,避免了脉冲信号频率频带宽、电流范围大给电流传感器制作带来的困难。绝对值电路的应用优化了电路设计,增大了泄漏电流的测量范围。分析了监测装置的测量误差,提出了提高精度的方法,测试结果表明装置具有较好的测量精度和良好的运行性能。     

高压绝缘子污秽泄漏电流采集装置的设计与实现

研制了一种高压输电线路绝缘子泄漏电流在线监测装置,装置通过由高速运算放大器构成的电流电压转换电路,可获得准确的工频泄露电流值和高频电流脉冲次数,避免了脉冲信号频率频带宽、电流范围大给电流传感器制作带来的困难.绝对值电路的应用优化了电路设计,增大了泄漏电流的测量范围.分析了监测装置的测量误差,提出了提高精度的方法,测试结果表明装置具有较好的测量精度和良好的运行性能.     

一种用于绝缘子泄漏电流在线监测的宽频带微电流传感器的特性研究

文中描述了一种宽频带微电流传感器，根据传感器的等效电路模型，针对研制的一种用于绝缘子在线监测的穿芯式宽频带微电流传感器，研究了线圈匝数、杂散电容和负载电阻的变化对通频带宽及灵敏度的影响。通过传感器电子电路的分析和saber仿真发现，在理想情况下，传感器低频下限近似为零，高频上限为无穷大。测试表明：该传感器具有通频带宽、线性度好、灵敏度高、无接触等优点，为高压绝缘在线监测系统提供了一种新的微电流传感器。     

电力变压器局放宽频带传感器的研究

基于传感器数学模型的分析,利用函数信号发生器,通过调节线圈匝数和取样电阻实验研究了传感器的幅频特性,结果表明:线圈匝数和取样电阻对灵敏度影响最大,取样电阻和杂散电容对带宽影响显著。在此研究基础上设计出了适于局部放电在线监测用的宽频带电流传感器,其下限频率约10 kHz,上限频率可达2 .8 MHz。     

电容型高压电气设备绝缘在线监测的关键技术

为保障高压电力设备安全运行,设计了容性高压电气设备(高压套管、电容式电压互感器、电流互感器、避雷器)的在线监测系统,详细阐述了其监测电路的设计,包括:零磁通电流传感器、采集控制单元.设计的双级零磁通电流传感器有效提高了监测精度,采用220V电源信号作为同步的技术大幅度增加了固定时间内允许测量的次数,提高了测试效率,该在线监测系统已经在投入使用,运行结果表明具有很好的效果.     

拉曼测温系统在高压开关柜监测中的应用研究

根据电力设备温度监测的特点,分析了电子类传感器在高压开关柜在线监测中存在的问题,阐明了分布式光纤拉曼测温系统在高压开关柜在线监测中的优势。介绍了分布式光纤拉曼测温系统原理及系统的组成,设计了基于拉曼分布式温度传感技术的高压开关柜监测系统以及基于电力通信网的高压开关柜监测网的组网方案。     

基于光纤光栅的高压开关柜温度监测系统设计

基于高压开关柜温度在线监测的重要性,论述了目前几种常见测温方法的缺点,以及在高压开关柜中使用光纤光栅测温法的优势。设计了基于光纤光栅的高压开关柜温度在线监测系统,以实现对高压开关柜接头温度的在线监测,并且对其中的感知层、传输解调层、监控层作了介绍。介绍了光纤光栅测温的原理、光纤光栅解调仪以及光纤传感器的安装,开发了对应的上位机监测软件。高压开关柜全天温度数据的监测结果表明,系统能够正常工作。     

通过变压器电容式套管末屏获取过电压信号的方法

电网过电压是影响电网安全的重要因素。对电网过电压进行在线监测,实时获取电网过电压波形及其特征参数,对分析电网事故原因、改进电网绝缘配舍等方面具有十分重要的指导作用。现有的过电压在线监测系统多采用高压分压器来获取电压信号,但是,由于高压分压器自身特性,限制了其在更高电压等级电网下的应用。针对这一问题,提出了一种利用安装在变压器电容式套管末屏的特制电压传感器组成套管分压系统,从电容式套管的末屏抽头处获取电压信号的过电压在线监测实现方案。     

变压器局部放电特高频在线监测系统的研究

本文研究了变压器局部放电特高频在线监测系统.基于混频技术研制了系统硬件,它包括特高频传感器和特高频接收机.基于虚拟仪器技术开发了系统软件,它分为数据采集、数据分析处理、数据库和上下位机通讯四大功能模块.在实验室中检测了变压器绕组的局部放电,结果表明:该系统可以有效地提取中心频率在400～800MHz之间(最小步长5MHz)、带宽为10、20、40或80MHz的特高频局部放电信号,能准确地计算放电相关参数;具有测量频带宽、抗干扰能力强、工作稳定性好等优点,可用于变压器局部放电特高频在线监测和智能化诊断.     

在线监测中用于绝缘介电特性测量的电流传感器

研究了高压输变电设备绝缘在线监测中用于介电特性测量的关键器件－电流传感器，介绍了电流传感器的工作原理、设计原则及对铁芯材料性能的要求，对传感器的误差进行了分析，研制出了精度高，性能稳定，结构简单，满足在线监测要求的电流传感器。     

罗氏线圈的频率特性分析与传感器的设计方法

研究了Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,在分析已有传感头信号处理方法的基础上,总结出利用终端电阻值来调整线圈的阻尼率,从而将传感头的频率响应分作三个特征区域,后继信号处理电路的设计针对各频段特性分别进行处理;文中给出了一种新型结构的自积分与外积分复合式罗氏线圈积分器的设计过程和参数选取方法,在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带拓宽到线圈的自然谐振频率.仿真与实验验证了这种新型的罗氏线圈传感器可工作在从工频到高频的大带宽测量范围.     

Optimization of the parameters of the current transducer of block protection of electric motors

We determined the parameters of a current and voltage inductive transducer with a magnetic core made of a ferromagnetic material. The inductive transducer is used as a part of the block multifunctional protection of three-phase asynchronous electric motors. An equivalent circuit of a passive inductive current transducer is given. We determined the main relationships connecting the output voltage of the transducer with the measured current. Modeling of parameters was performed to expand the ranges of measured currents at a fixed frequency and in a wide frequency range. We examined the operating modes of the transducer at an idle speed, with a short circuit. The mathematical model takes into account the characteristics of the magnetic circuit, the possibility of its saturation, the higher harmonic components of the sensor output signal.     

有源电子式电流互感器高压侧电路设计的改进

提出了一种新的有源电子式电流互感器的高压侧电路设计方案.通过改进传统积分电路并适当选取元件参数改善了积分电路的低频幅值特性,并通过调整输入与输出信号之间的夹角,在抑制低频干扰的同时实现了相位补偿.高压侧电路的供电电源直接取自母线,在供电电路中设计了电压比较调节电路和备用电池自动投切电路,通过比较调节电路使输出电压与基准电压相比较产生调节信号,完成了对输出电压的调节;通过备用电池自动投切电路检测供电电路的电压输入,在电压输入低于给定值时将备用电池投入使用.软件系统中采用准同步算法以减少同步误差.实测表明,该设计方案抗干扰性能良好,准确性较高.     

用于小电流测量的Rogowski线圈电流互感器

在用Rogowski线圈测量电流时，国外通常把小于1000A的电流测量统称为小电流测量，当Rogowski线圈测量小于100A电流时，线圈所感应出的电压信号极其微弱（仅为几mV到几十mV），易受干扰而很难准确测量，因此，电力系统中研制用于小于或等于100A电流的Rogowski电流互感器一直是公认的一大难题，文中介绍了一种通过后续电路的处理来测量小电流的新型Rogowski电流互感器，给出了其基本原理，实现和频率响应特性，最后就额定电流为100A的Rogowski电流互感器给出了实验结果，实验数据证明，其精度达到了0．2级，这种方法在测量额定值为几十A甚至几A电流时同样适用。     

Rogowski线圈在高压变频器共模电流测量中的应用

针对霍尔电流传感器与传统电流互感器检测共模电流存在缺陷情况,提出一种新型的基于Rogowski线圈测量共模电流的方法。以五相H桥型三电平逆变系统共模通路为例,仿真得到共模电流属于高频脉冲电流。建立Rogowski线圈传感头等效回路模型,理论上验证了测量方法的可行性。对电机端单线圈、滤波器端双线圈、滤波器端单线圈三种共模电流测量方案进行比较分析,仿真和实验结果证明了滤波器端单线圈方案的可行性和正确性。     

基于标准电流注入的钳式微电流传感器在线定标方法

钳式微电流传感器具有工程安装方便的优点,在电气设备绝缘监测中应用广泛。由于安装过程中开口气隙的不一致,加之野外运行温差较大造成信号处理电路温漂和参数变化,致使在实验室严格调试的高精度微电流传感器,运行时会产生较大误差,并且各个传感器的变比也会偏离设计值。为此,提出了基于标准电流注入的微电流传感器在线定标方法,运行时在原边注入1个标准的定标电流信号,该信号的频率应避开传感器工作电流所含有的工频和一定幅值的谐波频率;然后从传感器信号处理电路的输出端得到定标信号,进而计算实际标度,根据此标度就可计算出实际泄漏电流。实验得到的传感器精度可以达到±0.05%,实验室和现场实验验证了提出方法的有效性和准确性。     

基于数字积分算法的电子式电流互感器传变特性

电子式电流互感器是电力系统中用于电能计量、测量和继电保护的重要设备之一,文章以Rogowski线圈电子式电流互感器为例,对常用的矩形、梯形、Simpson和双线性变换积分算法进行比较分析,全面评估不同积分算法可能对其传变特性的影响。首先,基于电子式电流互感器等效电路和积分算法分别获取其传递函数;其次,通过各个环节幅频和相频特性分析,获取并比较了含不同积分算法的电子式互感器整体的频带特性;最后,以某实际110 k V变电站用电子式电流互感器参数为例,针对稳态和动态信号不同输入情况下,对含不同积分算法的电子式互感器传变特性进行仿真。结果表明:不同积分算法的互感器均有良好的频带特性和稳态传变特性,但在动态特性跟踪以及抗干扰能力方面则具有较为明显差别。     

暂态保护用小功率电流变换器的研究

小功率电流变换器在电力系统二次侧对电流实现隔离和变换。随着电力系统的发展,愈来愈要求电流互感器能在暂态过渡过程中真实地传变暂态故障电流。基于等值电路,对小功率电流变换器的暂态特性的影响因素进行了深入分析。为了更真实地传变非周期分量电流,应在保证小功率电流变换器不发生饱和的前提下,尽量提高二次回路时间常数。对于体积受限的小功率电流变换器,通过推导二次回路时间常数关于铁芯边宽的变化关系,提出了一种暂态小功率电流变换器的定量设计和计算方法,得到了在不同二次线径下的最优设计方案。理论分析结果与样品的测试结果吻合,得到了实践验证。     

基于罗氏线圈的室内电源负载电流检测电路设计

通过分析罗氏线圈的测量原理,设计了一款作为电流互感器的罗氏线圈及其信号调理电路,用以实时测量室内电源的负载电流。该罗氏线圈采用塑料圆环作骨架和漆包铜线为绕线,信号调理电路采用由新型低噪声的OPA 211构成的二级精密运算放大电路,其中,第一级运算放大电路将罗氏线圈感应出来的毫伏级电压信号加以放大,第二级运算放大电路采用钽电容作为积分元件,用以还原被测电流和对产生的干扰噪声信号进行滤波。实验结果表明:该罗氏线圈及其信号调理电路具有线性度好、测量精度高、制造成本低等优点,满足0.5级电流互感器工频电流测量要求,具有工程应用意义。     

电力系统暂态大电流测量用电子互感器研究

本文研究了电力系统中用于暂态大电流测量的Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,分析了不同终端电阻值的选取对线圈测量带宽的影响,在此基础上设计一种将无源外积分、有源外积分相结合的复合式积分信号处理电路,论述了复合式外积分器能够在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带由低频提高到线圈的谐振频率附近;最后,文中以自制的灵敏度为2mV／A的复合式外积分罗氏线圈为例,给出参数设计过程和实验波形,对50Hz电网电流与250A/μs上升沿的脉冲电流的准确检测验证了该信号处理电路较其他外积分电路可工作在更宽的测量范围。