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。     

超特高压直流电压互感器的原理及误差分析

为适应西电东输的能源传输战略,超特高压直流输电技术的发展将是必然趋势.直流互感器是超特高压直流输电工程中的重要设备,对保证超特高压直流输电系统的安全稳定运行具有重要作用.首先介绍了直流输电技术的发展进程,进而重点对直流电压互感器的测量原理进行了详细介绍.测量误差是直流电压互感器最重要的性能指标,对直流电压互感器测量误差的产生因素进行了分析,并给出了相应的改进措施和研究方向,为直流互感器的国产化研制奠定基础.     

±800kV换流站直流电压互感器现场校准试验

直流电压互感器（DCTV）是测量高压直流输电系统电压的重要设备,对保证高压直流输电系统的安全稳定运行具有重要作用。针对±800 kV复龙换流站极线直流电压互感器,研究了直流电压互感器的基本原理,研制了1套用于直流换流站现场校准试验的直流高压标准装置——直流标准分压器和具有同步数据采集系统的测量设备,选择了合适的现场校准试验回路,完成了复龙换流站直流电压互感器的现场校准试验。试验结果表明：在0～500 kV电压范围,标准直流电阻分压器分压比的相对误差〈0.05%,线性度为0.03%;在0～800 kV电压范围,标准直流电阻分压器的线性度〈0.05%;复龙换流站极Ⅰ直流电压互感器的准确度等级满足0.2级的要求,线性度为0.27%,分压比随着电压的升高而减小。这说明直流高压标准装置已经具备了良好的进行±800 kV特高压直流电压互感器现场校准试验的能力。     

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。     

±1000kV特高压直流互感器的选型与研制

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在我国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着±800kV特高压直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级±1000kV特高压直流输电技术的发展成为可能。直流互感器是供直流输电系统用电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置,由于直流互感器的技术比交流互感器复杂,制造难度大,国内用量少,且事故率很高,所以一直没有得到推广,云南-广东和向家坝-上海±800kV特高压直流工程中直流互感器均依赖于进口,我国未掌握核心技术。为推进特高压直流设备国产化进程,±1000kV直流电压等级的直流互感器研究成为必然。在对比分析目前直流互感器的类型,同时又参照±800kV直流工程中直流互感器运行情况的基础上,对于±1000kV直流互感器进行了选型、结构、性能及关键技术等方面的研究。分析结果对研制±1000kV特高压直流互感器具有指导作用。     

特高压直流电子式互感器阶跃特性智能化测试技术研究

通过对直流电流互感器阶跃特性测试技术和暂态特性建模的分析研究,提出了特高压直流电子式互感器阶跃特性智能化测试方案及现场测试解决方案,对改变目前直流输电工程中互感器选型、检测、运维的无序状态具有十分重要的意义,将为直流控制保护及监视系统的可靠运行提供技术保障,提高了直流输电工程的安全可靠运行水平.     

±1100kV直流电压互感器在线监测系统研究

特高压直流电压互感器承担着连接一次侧输电线路和二次侧控制保护装置的重要任务,其工作状态直接影响到整个直流输电系统的运行性能,而在线监测则是直流互感器运行维护的重要手段。现场运行经验表明:雷电干扰、互感器闪络和电容击穿故障是影响直流电压互感器工作状态的主要因素。文中通过仿真分析与实际测量相结合,对上述3种在线监测特征量进行分析,设计了包括多传感器多特征量提取模块,故障波形存储及判别模块在内的±1 100 kV直流电压互感器在线监测系统,并对所设计窄带型空心线圈传感器进行了暂态性能测试,实测波形与标准相吻合。     

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。     

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。     

电子式电流互感器在政平换流站的应用与分析

电子式电流互感器在三峡-常州直流输电系统中大量使用,它的稳定运行直接影响直流输电系统的稳定性。文章介绍了三峡-常州直流输电工程政平换流站电子式电流互感器的配置,论述了该互感器原理特点及在实际运行中存在运行不稳定问题,提出其在换流站运行中应注意的问题,并提出解决方法。     

光电流互感器在直流输电中的应用及故障分析

以三峡电力外送直流输电工程为背景,介绍了光电流互感器的特点及其应用。针对应用中多次出现因光电流互感器测量故障而使交直流滤波器跳闸及极闭锁事故,分析了光电流互感器技术在使用中的故障原因,并提出了相应的解决办法,对现场运行具有一定的指导意义。     

特高压直流输电测量系统故障分析及对策

特高压直流输电系统的交、直流测量值先由直流测量系统采集和预处理,再通过TDM总线传至各控制保护系统,这在一定程度上简化了系统结构,但现场运行工况、环境等因素易导致直流测量系统故障。通过介绍直流测量系统的组成、基本原理及切换逻辑,对其实际运行中暴露出来的典型故障进行分析并探讨相应对策,为直流输电工程的设计和实施、换流站内测量系统的运行维护提供参考。     

基于EMD滤波改进的直流电流互感器现场测试研究

直流电流互感器是高压直流输电系统的核心设备,其现场测试系统设计的合理性、准确性对直流输电系统尤为重要.对当前直流电流互感器现场测试系统存在误差的原因进行分析,提出了改进的直流电流互感器现场闭环测试方法.该方法通过高精度同步模块实现标准源模拟量和被测数字量的同步采集,解决了延时造成的误差;通过18位高精度A/D采集并引入EMD算法对电流直流分量进行提取,滤除了大量谐波,提高了测试系统的测量精度;设计了用于直流电流互感器暂态阶跃响应测试的阶跃源系统,并通过实验证明了该系统的可行性.提出的改进的直流电流互感器闭环测试系统由于解决了延时误差,减小了谐波误差,可提高测试系统的测量精度,并且由于EMD算法计算简单可靠,有较高的工程应用性.     

直流电流互感器现场检测方法及应用

直流电流互感器作为直流输电系统的重要一次设备,为输电系统的控制、保护和测量提供了关键的信息和可靠的凭证。它的稳定运行直接关系到整个换流站的安全生产运行,乃至关系到中国能源输送网架结构的完整性和安全性。而目前业界对直流互感器现场试验缺乏统一而又行之有效的方法。本文将对多种直流电流互感器的现场试验方法的优缺点进行对比,初步建立对直流互感器评价的体系,供设备使用者和检修策略制定者提供参考依据。     

±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。     

特高压直流输电工程系统调试方案研究

向家坝-上海特高压直流输电工程系统具有输送容量大、电压等级高和设备较±500 kV直流输电工程多、现场系统调试运行方式多等特点。对特高压±800kV直流输电工程一次设备和二次设备的特性进行分析,重点分析了控制保护设备性能的特点。借鉴±500kV直流工程系统调试运行方式的经验,结合特高压直流输电工程的特点,对特高压直流输电工程系统调试方案进行了分析研究,提出了系统调试方案编制建议;并对系统调试试验项目优化组合进行了分析,提出了优化组合原则。     

±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。     

基于绝对延时的DCCT异地同步现场校准方法及不确定度研究

直流电流互感器(DCCT)的准确性合格与否是其状态评估及现场投产验收的重要依据,对直流输电保护控制的稳定运行起着极其重要作用。因此本文分析了目前直流电流互感器现场应用情况,就现场校准方法存在的问题,提出一种基于绝对延时的DCCT异地同步现场校准方法,开展了DCCT绝对延时的测试方法研究,解决了一直以来开环异步、人工计算造成的准确度及效率低的问题。文章构建了高准确度直流互感器现场异地同步校准系统及不确定度分析模型,确保了可信度。所述方法在实验室中得到了验证,并开展了±500kV永富直流工程直流电流互感器现场校验工作,为我国换流站DCCT现场校准提供参考依据。     

天广直流输电系统直流电压互感器缺陷分析及改进

针对天广直流输电系统出现的电压异常波动现象,结合直流电压互感器的设计对问题原因进行了分析,直流电压互感器二次分压的设计缺陷是引起系统电压异常波动的主要原因,提出了相应的改进措施,实际运行表明改进措施有效地解决了天广直流输电系统直流电压互感器的设计缺陷,解决了系统直流电压异常波动问题,对直流电压互感器的设计和选型有一定的参考价值。