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。     

冲击电压下±500kV直流线路分压器电位分布数值模拟

基于"场-路"等效的思想,将冲击电压下±500kV直流线路分压器等效成电路模型,应用有限元-解析结合解法求取等效电路中的杂散电容及电感,然后用Milne法分析等效电路,从而获得了冲击电压下沿分压器高度方向上的瞬态电压分布.在数值模拟与实测结果相吻合的基础上,进一步分析并讨论了采用并联集总电容改善电压分布不均匀性时并联集总电容的选取,最后给出了一种较为理想的补偿方案.     

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。     

电动汽车用IGBT及逆变器的电磁兼容性分析

为了抑制电动汽车中的电磁干扰,提高整车的稳定性和安全性,建立了包含杂散参数的绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)和三相电压型脉宽调制(PWM)逆变器的等效电路模型,计算得到了IGBT对周边设备的干扰传播增益;并通过仿真和实车实验分析了电动汽车用逆变器差模电压和共模电流干扰的时域、频域特征以及IGBT开关过程、PWM控制策略和干扰传播路径阻抗对干扰特性的影响。得出如下结论:逆变器的差模干扰主要是由IGBT开关过程和PWM控制策略所决定;逆变器的共模干扰本质上是由三相PWM脉冲之和不为0所引起,并且更多的受干扰传播路径阻抗特性的影响。上述模型和结论为整车电磁兼容性分析和干扰抑制打下了良好的基础。     

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。     

基于电压加法原理的直流分压器校准方法

电阻分压器在低电压下的分压比可以用高压臂和低压臂电阻计算,但高电压下的分压比还需要确定其电压系数。过去使用标准分压臂插入法测量直流分压器的电压系数,不确定度难以达到10-4量级。用影响量分项评估综合方法又不能给出实际值。应用直流电压加法技术,可以用计量测试手段实测直流高压分压器在各个工作电压下的误差和不确定度,测量结果的标准不确定度在500 kV等级可达到1.2×10-5。     

冲击电压标准装置的建立

介绍了建立冲击电压标准装置的意义和本文研制的装置构成并讨论、分析了测量系统的不确定度。该装置包括冲击过电压波源、测定系统及相应的测量不确定度保证体系;系统测量不确定度则来自电阻分压器、低压测量仪和计算软件。国际比对确认所建冲击电压标准装置不确定度≯1%,可以开展对冲击电压测量系统的认证。     

±1200kV标准直流分压器设计及测量不确定度评定

为满足特高压直流输电工程用直流分压器的校准需求,研制了一台±1 200 kV标准直流分压器。在设计制造过程中,通过电场仿真优化了分压器的结构和屏蔽环的设计,分压电阻采用特殊的屏蔽结构减小了泄漏电流和电容电流的影响,然后对标准分压器进行了量值溯源并进行了国内比对,依据不确定度的评定方法分析了测量不确度分量,给出了总测量不确定度。     

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。     

工频电压比例标准多盘感应分压器校准线路分析及校准结果不确定度评定

多盘感应分压器是工频电压比例标准装置中应用最广泛的感应分压器,其下级所有标准互感器的不确定度评定都需要考虑多盘感应分压器引入的不确定度分量。对多盘感应分压器的校准线路进行了分析,并对标准不确定度进行了评定,选取了重复性测量、标准器及误差测量装置等3个主要分量作为不确定度来源。最后取包含因子为2,对扩展不确定度和最佳估计值进行了计算。     

我国大规模可再生能源基地与技术的发展研究

从可持续发展看,化石能源终将耗竭.二十一世纪上半叶,能源结构的调整过程已经开始,需要发展大规模非水能的可再生能源,主要是风能、太阳能与生物质能,并大力推进荒漠地区基地和氢能的发展.中国科学院学部组织有关院士及专家进行了我国大规模可再生能源基地与技术的发展研究.本文简要叙述了有关结论与建议.     

直流输电系统用直流分压器现场检测方法研究

对直流输电系统中所用直流分压器设备的准确度进行现场检测,目前国内还没有检定规程或校准规范和实施程序。根据现场环境,提出使用桥式电阻分压器自校准的方法,提出现场实施程序,注意事项,主要仪器的选型及误差分析,分析了现场存在的影响因素,以及影响程度,并完成模拟现场环境的验证试验,试验数据表明,该方法及其实施过程符合直流分压器现场检测要求,对现场检测试验具有指导意义,并可为实验室检定提供参考价值。     

基于电阻分压的10kV电子式电压互感器

基于电阻分压器的电子式电压互感器的原理、结构和输出信号等与传统的电压互感器有很大不同,其性能主要受电阻特性和杂散电容的影响.从等效电路的角度分析了电阻特性和杂散电容对电子式电压互感器测量准确度的影响;利用Ansoft软件包建立分压器的有限元模型对杂散电容进行了计算分析,并根据杂散电容分布对屏蔽罩进行了设计.在理论分析基础上,研制了一台电阻分压式的10kV电子式电压互感器,并进行了准确度测试.测试结果表明,设计的10kV电子式电压互感器准确度满足IEC 60044-7标准要求,准确度达0.2级.     

用双级感应分压箱测试电压互感器误差的方法探讨

文章针对在误差测试过程中遇到的一些特殊电压互感器无法测量的情况,从理论上探讨了用高精度的双极感应分压箱测试低精度的电压互感器的可行性,并对实际测试过程中遇见的负载影响等问题进行了分析讨论,寻找出了解决的方法。对电压互感器的误差测试有一定的参考和实用价值     

一种用于测量快前沿高压脉冲的电阻分压器

分析了电阻分压器中电感和对地电容对分压器响应特性的影响,在此基础上研制了一种用于测量快前沿高压脉冲的同轴型电阻分压器,介绍了分压器的制作过程,对其进行了方波响应标定,并应用于实验测量中。实验结果表明,该电阻分压器能满足测量要求,可用于幅值10kV左右、ns前沿的短脉冲测量。     

±500kV换流站直流分压器外绝缘闪络事故分析及处理措施

对±500 kV江陵和龙泉换流站直流分压器的外绝缘闪络事故进行了分析,指出该分压器发生闪络事故的原因：一是复合套管的憎水性完全丧失;二是复合套管的均压环结构不合理;三是复合套管的伞裙形状参数特性较差。发生闪络事故的主要原因是复合套管的憎水性完全丧失,其次是均压环结构不合理。在此基础上,针对分压器的结构和事故性质,提出从根本上解决问题的思路：应按所要求的电气、机械和憎水性能来选用复合套管外绝缘材料;按上下均压环中心距离和均压环直径能保证复合套管的爬电距离和干弧距离的有效性与设计值接近这一主要原则来重新设计均压环;建议复合套管的伞伸出大于或等于70 mm,伞间距至少为70 mm来重新设计伞形。同时,建议可以采取在复合套管的外绝缘表面上涂覆防污闪涂料PRTV（permanent room temperature vulcanizedanti-contamination flashover composite coating）来提高外绝缘强度处理措施。     

基于电容分压器的电子式电压互感器的研究

在分析传光型电压互感器当前技术和发展的基础上,系统地总结并提出了电子式电压互感器的基本原理和设计要求。分析了基于电容分压器为感应探头的电子式电压互感器的基本原理和结构。给出了以因瓦合金为材料的同轴电容分压器的原理和设计方法。论述了电子式电压互感器的优点和性能。     

有源电容式分压器的研制

传统有源电容式分压器的设计存在高输入阻抗、等电位屏蔽等难点,为此,本文提出一种新的有源电容式分压器结构,由标准电容器和有源低压电容器串联组成。文中重点阐述了有源低压电容器的设计,关键点在于双T阻容网络的介损控制和共模信号抑制控制,此外,电子电路中关键器件的设计使其具备较好的高频响应和低频响应。根据实际测试结果,该有源电容式分压器整体在工频条件下测量误差优于0.01%。     

一种用于测量金属丝段电爆炸的电阻分压器设计

设计了一种开关型电阻分压器,用于对金属丝电爆炸的实验研究。在电容器充电过程中,开关断开,保证分压器的高低压臂电阻不因电压高而烧毁;在金属丝落入高压电场中的时候,开关闭合,在电阻分压器上输出电压。合理的设计开关结构、电阻参数和精确的控制开关的通断时间,可以准确的测量金属丝电爆炸过程中的电压波形。此分压器使用方便,所测波形稳定可靠,为后续的实验奠定了基础。