高压直流电流互感器阶跃响应试验技术研究

由于高压直流电流互感器的暂态特性试验缺少相应检测设备,导致该试验无法正常开展。设计了一种阶跃响应试验电源,利用IGBT开关的高速切断能力,通过支路切换方式,模拟试验所需的阶跃方波电流。对电源系统进行关键参数设计和仿真,依据仿真结果对试验电路进行了改进,进一步提高电路的安全性和稳定性。以阶跃响应试验电源、标准互感器和被测试互感器为主搭建了试验平台。试验结果表明,整个测试系统能够满足直流互感器暂态试验所需的试验条件。     

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。     

直流接地极线路用电流互感器暂态特性现场试验与分析

直流接地极线路用电流互感器的暂态阶跃特性及其现场试验方法对系统控制保护和故障检测定位等具有重要意义。为此结合接地极系统实际，提出一种带电运行中人工短路与停电下阶跃响应特性的组合现场试验方案。首先，在接地极系统带电运行情况下，通过人工短路故障验证互感器暂态传变特性对保护的适应性。然后，开展了直流电流互感器阶跃响应现场同步闭环测试系统研制，通过模块化并联和内置式标准波形溯源调节方法提升阶跃电流源输出准确度，其输出参数为：阶跃幅值0～600 A可调，上升时间≤30μs，脉宽最大为100 ms。依托该试验系统，在富宁换流站对接地极直流电流互感器的阶跃响应时间、上升时间和延迟时间等参数进行了测试。结果表明，该方法可有效评估接地极直流电流互感器阶跃响应特性。     

非周期分量对电流互感器暂态饱和的影响

电流互感器一次侧电流中含有非周期直流分量时,会发生暂态饱和,致使二次侧电流波形失真,从而引起继电保护装置的误动或拒动。通过对非周期直流分量电流引起的电流互感器暂态饱和励磁电流进行计算,对电流互感器的暂态饱和特性进行了分析。利用Matlab仿真软件搭建了仿真实验模型,通过改变一次侧电流中非周期直流分量的方向,研究了非周期直流分量对电流互感器的饱和方向、入饱和时间的影响。最后,通过仿真比较说明了在含有不同方向非周期分量时电流互感器的暂态饱和特性。     

柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验技术研究及其测量装置研制

针对柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验技术及试验设备难以满足现状的问题,开展阶跃响应特性及相关保护特性试验技术研究,提出基于模块化组合方式的直流电流互感器阶跃响应试验技术,研制直流电流互感器阶跃响应测量用的快速上升长脉宽试验大电流源,完成柔性直流输电用直流电流互感器阶跃响应等验证试验。仿真和试验结果表明,所提出的柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验方法,可大幅度减小试验电源容量,满足标准要求的快速上升长脉宽阶跃方波大电流模拟输出,其性能满足柔性直流输电工程用直流电流互感器保护特性及阶跃响应试验要求,解决直流互感器保护暂态特性难以准确评价的难题。     

一种直流电流互感器阶跃响应校验系统

为了实现直流电流互感器阶跃响应延迟时间和上升/下降时间等暂态性能参数的校验,提高直流互感器的暂态特性试验能力,在分析直流互感器稳态校验技术和暂态阶跃响应校验特性的基础上,研制了一种基于重采样技术和LabVIEW测量技术的直流电流互感器的阶跃响应校验系统。在实验室对全光纤电子式直流电流互感器阶跃响应特性进行试验,试验结果表明该校验装置能够准确测量直流电流互感器阶跃响应延迟时间和上升/下降时间等暂态性能参数,有效提高对直流互感器性能的甄别能力。     

电子式互感器暂态特性测试系统的研制

电子式互感器暂态特性必须采用直接法进行测试,现有的测试方法投资大、试验控制复杂,并不适合工程化的现场应用,针对该问题,提出了一种以三套电源装置为核心的暂态特性测试系统,测试系统通过计算机进行波形的计算、分解以及组合控制,提供宽范围的调节能力,合成一次侧全偏移暂态电流。该试验装置能够提供真实的暂态电流试验条件,对互感器的出厂检验和高压电力系统交接试验具有一定的指导意议和应用价值。     

基于RTDS仿真的电子式电流互感器暂态特性测试研究

暂态特性是衡量电子式电流互感器性能的一个重要参数,理论分析及仿真电子式电流互感器采用模拟积分器和数字积分器时的暂态特性,仿真结果表明积分器参数或积分算法选取不当,其暂态特性可能受到影响。为此,有必要对其暂态特性进行测试。针对利用传统动模试验系统进行暂态测试的局限性,提出一种基于RTDS仿真技术的测试方法,给出了暂态特性实时仿真方案。利用该方法测试电子式电流互感器暂态特性,结果表明该方法能直观有效反映出电子式电流互感器对各种暂态过程的响应。     

组合式暂态试验电源关键技术及实现

此处对现有试验技术存在的问题进行分析,提出基于不同时间尺度的模块化组合式试验技术,完成保护用电流互感器暂态试验电源的研制,并提供保护用电流互感器暂态特性试验的整体解决方案。试验结果表明,所提保护用电流互感器暂态特性试验方法及检测系统大幅度减小了试验电源容量,实现了全工况和宽范围初级时间常数的故障大电流模拟输出,其性能指标满足保护用电流互感器的暂态特性试验要求。     

保护用电子式电流互感器暂态特性试验关键技术及装置研制

电流互感器的暂态特性是影响继保装置、关系到系统安全稳定的关键因素,其暂态特性及试验方法的研究对电网的保护控制和安全稳定运行具有重要的意义。为此对电力系统一次短路电流进行了理论分析,将其周期分量和非周期分量进行分解,并建立了理论数学模型。对现有试验技术存在的问题进行分析,提出基于不同时间尺度的模块化组合式试验技术,完成保护用电流互感器暂态试验电源的研制,并提供保护用电流互感器暂态特性试验的整体解决方案。试验结果表明:提出的保护用电流互感器暂态特性试验方法及检测系统,大幅度减小试验电源容量,实现全工况和宽范围一次时间常数的故障大电流模拟输出,其性能指标满足保护用电流互感器的暂态特性试验要求。     

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器暂态特性研究

旨在改善基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的暂态特性,对Rogowski线圈分别配合理想积分器和实际电路中采用的非理想积分器进行了暂态特性仿真,仿真结果表明Rogowski线圈配合理想积分器时电子式电流互感器将有优良的暂态特性,但是如果非理想积分器参数设计不当,电子式电流互感器的暂态特性将被严重恶化.因此,提高积分电容容值或者反馈电阻阻值,将能改善电子式电流互感器的暂态特性.设定暂态电流衰减时间常数为标准IEC60044-8给定的最严格值,通过不同的参数配合进行仿真与比较,确定了一套能获得良好暂态特性的积分器参数.在此基础上,设计了一种由Rogowski线圈和改进的有源积分电路组成的电子式电流互感器电流传感元件.实验表明该电子式电流互感器电流传感元件具有良好的稳态交流测量精度,并能有效地测量暂态故障电流.     

电子式电流互感器暂态特性检测系统研究

在超、特高压电网中,为确保保护装置的正确动作,必须采用暂态保护用电流互感器。针对现有检测机构在电子式互感器(ECT)暂态性能检测方法、检测装备试验能力不足等问题,笔者提出了一种电子式电流互感器暂态特性"等安匝"检测方法,给出了暂态特性合成试验回路设计方案。并对其热性能进行仿真计算,计算结果表明,所设计的试验回路基本可满足TPE级电子式电流互感器暂态特性的试验要求,不会对其暂态误差产生影响。     

用于直流输电换流系统的高压直流电流互感器

文章介绍了一种适用于直流输电换流系统的高压直流电流互感器,这种互感器具有较好的精度和瞬时响应的暂态特性。文章对互感器的某些特殊试验进行了介绍。     

基于柔性直流的配电系统关键设备暂态电流研究

基于柔性直流的配电系统因便于新能源接入等优势成为了国内外研究热点,其中设备暂态电流特性是设备选型的重要依据。针对基于柔性直流的±10 k V配电系统关键设备的暂态电流特性,开展了理论分析、仿真计算和限流措施研究。首先基于系统的拓扑结构,分析并确定了各区域关键设备及其暂态电流决定性故障工况。在此基础上,采用理论分析和仿真建模计算相结合的手段开展了暂态电流的研究,通过仿真对比了不同阻抗限流电抗器的限流效果,考虑保护时间需求和断路器开断能力的要求,结合经济性、占地面积等因素确定了限制接入设备暂态电流的电抗大小。最后,理论计算和仿真分析了各区域关键设备暂态电流水平。计算结果表明,主换流器桥臂及子模块的暂态电流峰值为9.72 k A,线路上接入的两电平换流器暂态电流峰值接近6 k A,直流变压器直流母线暂态电流峰值接近7 k A。研究结果为±10 k V基于柔性直流的智能配电系统关键设备的选型提供了参考。     

适应继电保护暂态传变的空心线圈电流互感器积分技术研究

为了系统研究积分技术对空心线圈电流互感器暂态特性的影响及对继电保护的适应性,对Rogowski传感头分别配合模拟积分器和数字积分器的空心线圈电流互感器传变特性进行了理论和仿真分析,揭示了不同积分技术对电流互感器暂态特性的影响因素和特点。理论研究和仿真结果表明,Rogowski传感头配合模拟有损积分器时,与采用一阶RC积分电路相比,电流互感器在低频段的特性有所改善,通过配置合适的积分参数,理论上有可以满足继电保护对电流互感器暂态特性要求。当Rogowski传感头配合数字积分器时,合适的积分算法能使互感器有非常优异的低频特性和暂态特性,非常契合继电保护对电流互感器测量故障暂态电流的应用需求。     

高压直流互感器现场校验关键技术

随着我国直流输电系统的推广应用,为高压直流输电系统提供线路保护控制的高压直流测量装置的现场校准已成为高压直流输电领域的研究热点之一。因此分析了国内直流输电工程中高压直流测量装置的类型和原理,就现场校准试验和存在的问题给出相应的解决方案,提出了一种基于模块交错并联的的暂稳态控制和变压器一体化设计,开展了外置式高稳定度直流标准试验电源和直流互感器数字校验仪的研制,克服了模拟/数字多类型信号输入以及远距离对时和数据传输中存在的问题,显著提高了现场试验电源系统的稳定度和准确度,满足0.2级及以下直流互感器现场校验校准和暂态特性试验的技术要求。开展直流互感器的相关现场校准试验和动态性能检测试验,在我国多个省份开展现场试验,结果表明我国已具备开展超、特高压换流站直流互感器现场校准和暂态特性等系列试验的能力。     

空心线圈电流互感器传变特性实验研究和分析

为了精确评估空心线圈电流互感器的传变特性,设计了空心线圈电流互感器精确度、饱和特性、频率特性和暂态特性的测试方案,根据互感器的结构模块设置测试点,研究各单元部件和整机的特性。提出采用"额定准确低限值一次电流"下的"总谐波畸变率"指标,评价空心线圈电流互感器在小电流时的输出波形质量。实验结果表明,空心线圈电流互感器大电流时线性度好,小电流时易受干扰的影响,互感器频带受限于传感线圈参数和信号处理电路的相频特性,对故障暂态电流和励磁涌流的传变误差主要来源于衰减直流分量的测量误差。研究方法为厂家产品设计和改良、相关测试标准的改善提供参考。     

柔性直流电网直流侧故障下500kV混合式直流断路器暂态电流特性分析

直流断路器是解决柔性直流电网直流侧故障处理难题的有效手段,而混合式直流断路器是目前最为成熟的直流断路器技术路线之一。柔性直流电网直流侧故障发展速度快且过程复杂,研究该场景下混合式直流断路器的暂态电流特性对于断路器设计研制有着重要参考价值。在考虑短路故障后柔性直流电网真实控制保护逻辑和交、直流断路器动作时序的情况下,分析了直流断路器暂态电流流通路径的时变特性,推导了暂态电流各发展阶段的表达式,给出了断路器各支路暂态电流应力典型波形及柔性直流电网主回路参数对其影响规律,为直流断路器中绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件的选型和并联数设计提供了依据。同时,针对直流断路器主支路暂态电流应力严酷且尚无有效改善方法的问题,提出了一种基于换流站内阻尼电阻的直流断路器暂态电流抑制方法。电磁暂态仿真结果表明,所提出的方法可有效抑制故障下的直流断路器主支路暂态电流。     

柔性直流电网直流侧故障下500kV混合式直流断路器暂态电流特性分析

直流断路器是解决柔性直流电网直流侧故障处理难题的有效手段,而混合式直流断路器是目前最为成熟的直流断路器技术路线之一。柔性直流电网直流侧故障发展速度快且过程复杂,研究该场景下混合式直流断路器的暂态电流特性对于断路器设计研制有着重要参考价值。在考虑短路故障后柔性直流电网真实控制保护逻辑和交、直流断路器动作时序的情况下,分析了直流断路器暂态电流流通路径的时变特性,推导了暂态电流各发展阶段的表达式,给出了断路器各支路暂态电流应力典型波形及柔性直流电网主回路参数对其影响规律,为直流断路器中绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件的选型和并联数设计提供了依据。同时,针对直流断路器主支路暂态电流应力严酷且尚无有效改善方法的问题,提出了一种基于换流站内阻尼电阻的直流断路器暂态电流抑制方法。电磁暂态仿真结果表明,所提出的方法可有效抑制故障下的直流断路器主支路暂态电流。     

TPY级电流互感器暂态特性参数的测量

概述了ＴＰＹ级电流互感器暂态特性参数（二次时间常数、励磁电感和剩磁系数）的测试原理及方法。以直流饱和法为基础，研制了ＴＰＹ级电流互感器暂态特性参数自动测量仪，介绍了该测量仪的结构和工作性能。