特高压标准电压互感器一体化装置的紧凑化设计及关键技术研究

为了确保特高压工程跨电网、跨区域电能计量的准确可靠,促使发电、输电及用电三方的利益得到明确和保证,解决特高压交流电网中电容式电压互感器(CVT)误差特性的现场校准试验难题,研制了一种特高压标准电压互感器一体化装置。基于工频电压加法原理,采用特殊的罐式结构紧凑化设计思路,将特高压电压互感器标准电压互感器设计成上下两级GIS单元,缩小了装置的体积和重量,以适应特高压互感器现场校验车的装载。通过理论计算确定罐体尺寸及材料,使用电磁场仿真软件对隔离互感器进行3D建模及优化设计。样机的测试结果表明,特高压电压互感器一体化标准电压互感器装置的工频耐受电压为630 kV,准确度等级0.05级,满足特高压现场试验需求。     

1000kV罐式电容式电压互感器长期带电考核研究

罐式电容式电压互感器(以下简称罐式CVT)是一种采用SF6气体绝缘的新型特高压GIS工程用电压互感器,相比传统柱式CVT具有电容量不受杂散电容影响的优势.受限于容性设备自身特点,罐式CVT的误差容易受到温度、频率等因素的影响.为了更好地掌握1000 kV罐式CVT长期运行状态和运行中的误差情况,本文对误差影响因素进行了分析,建立了带电考核系统,包括温度监测系统、故障录波系统、误差校验系统,采用0.2级电容式电压互感器与罐式电容式电压互感器进行误差对比,实现了不同温度变化下误差的对比校验和长期带电考核.研究表明,1000 kV罐式CVT绝缘性能良好、温度误差合理,满足工程需求.文中研究成果为1000 kV罐式CVT进行工程应用奠定了基础.     

现场试验用1000kV标准CVT的研制与应用

为了解决特高压交流电网1000kV电容式电压互感器(CVT)误差特性的现场检测问题,研制了现场试验用1000kV标准电压互感器。该互感器高度约8m,质量7t余,采用特殊的内部设计结构以适应大型精密测试装备的长途运输颠簸;内设液压装置以实现此大型精密测试装备竖立和卧倒的自动升降操作而无需其它吊装设备配合,减少现场试验的作业面,提高工作效率。实测样机误差特性满足0.01%误差限值水平,是目前世界上电压等级最高、误差特性最好的电磁式工频电压比例标准器具。现场试验用1000kV标准电压互感器已用于国网特高压交流试验基地的1000kVCVT预防性试验和晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程的18台1000kVCVT误差特性现场检测,使用效果良好。     

1 000 kV柱式CVT的设计要点及检测

1000kV柱式电容式电压互感器(CVT)是我国晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流试验示范工程的重要设备,它的设计不仅要考虑特高压绝缘问题,同时要兼顾误差特性、安装特性等。根据我国1000kV特高压输电工程的需要,在对比柱式结构CVT、SF6气体绝缘电磁式电压互感器、电子式电压互感器(EVT)优缺点基础上,对我国1000kV交流特高压工程用电压互感器进行了选型;分析了1000kV柱式CVT的设计原理、参数选择、结构要求、现场检测方法及附加误差,同时提出1000kV标准电压互感器的结构设计。1000kV柱式CVT的试制成功证明,1000kVCVT符合对1000kV特高压电网电压测量和保护的要求,为我国晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程的顺利进行提供了保障。     

1000kV CVT误差的现场试验方法

1000kV电容式电压互感器(CVT)是我国特高压交流试验示范工程中的新型设备,其准确度(误差)的现场试验在世界上没有先例。为确保1000kV CVT误差现场试验的顺利实施,开展了对1000kV CVT现场试验方法的研究,结合试验示范工程用1000kV CVT的结构特点和具体参数,提出了差值法、电压系数测量法等3种方法,通过比较这些方法的优缺点,表明在现场宜用1000kV电磁式标准电压互感器作为试验标准、采用差值法进行CVT的准确度(误差)现场试验;根据试验方法所需的标准装置,研制出1600kV标准电容器、1000kV量值传递用和现场用电磁式标准电压互感器。同时,对测量中可能导致不确定度的来源进行分析,使测量中的偏差控制在允许误差的1/3以内。     

电容式电压互感器现场校验方法改进探讨

为提高电容式电压互感器现场校验的工作效率,降低劳动强度,本文分析了电容式电压互感器(CVT)及其现场校验方法和原理,利用常用的串联谐振升压试验方法中容抗阻抗成反比的特性,提出了电容式电压互感器现场批量校验方法,并从理论上分析了该方法的可行性.与现有试验方法相比,该方法以最接近互感器的实际运行状况开展现场校验,所用试验设备少,一次接线可以完成数支CVT的现场校验,增加了试验数据的可比性.该方法为互感器现场校验工作提供了一定的理论参考和借鉴,具有一定的实践价值.     

用1000kV串联式标准TV保证现场计量校准

随着大量1000kV、765kV电容式电压互感器(CVT)在特高压电网中的使用,为了保证现场CVT误差校验数据质量,使其单次测量可直接溯源到国家基标准,在1000kV串联式标准TV误差原理及结构特点的基础上,采用实验室计量保证方案(Map)的闭环量传控制思想,针对现场CVT误差校准试验特点,设计了适合于现场校准特点的误差计量保证方案。该方案已用于青海750kV西宁变电站CVT现场误差校准试验,并成功地分析判定了对试验中遇到的典型事例。     

电容式电压互感器低校高误差测试方法的研究

目前检测电容式电压互感器误差需要谐振升压装置、电压互感器标准、电压负载箱、互感器校验仪等设备,存在设备笨重、工作效率低等问题。本研究在分析电容式电压互感器(CVT)的数学模型和目前CVT现场误差检测存在不足的基础上,研究了电容式电压互感器低校高误差测试方法,并介绍了低压情况下空载误差、负载误差、分压比测量的原理;目前基于该方法研制的设备已在山西、江苏、福建等变电站现场做过试验,测量数据准确、可靠,准确度满足互感器检定规程的要求,具有实用性。     

1000kV电压互感器选型及罐式CVT的研制

为满足后续特高压交流工程建设需求,对1 000kV特高压交流工程电压互感器的选型进行了研究,并开展了1 000kV罐式电容式电压互感器(罐式CVT)的研制。同时分析了我国1 000kV特高压交流工程用电压互感器选型所考虑的因素,着重介绍了1 000kV特高压交流工程气体绝缘变电站(GIS)用罐式CVT所具有的特点及试验情况。研制的罐式CVT的耦合电容分压器及电磁单元均为SF6气体绝缘结构,其中高压臂电容为2个金属同轴电极结构,耦合电容分压器额定电容量仅有500pF甚至300pF,二次输出可以满足30VA或10VA的容量要求。该罐式CVT样机已顺利通过例行试验,型式试验及特殊试验。最后对试验中的主要试验项目进行了分析,表明罐式CVT在绝缘性能、误差性能、铁磁谐振性能及暂态响应性能等方面都符合特高压GIS用电压互感器的技术要求。     

电容式电压互感器误差频率特性的试验研究

为了研究电容式电压互感器(CVT)误差受频率变化的影响,对其进行了理论分析,建立了CVT误差频率特性试验系统并进行了试验.初步试验表明,频率变化对CVT误差有一定的影响.     

1000 kV CVT运行状态下误差测试技术研究

分析了1000 kV CVT运行状态下进行误差测试的必要性。讨论了温度的变化、频率、邻近带电体和二次负载等因素对CVT误差的影响。对比了1000 kV CVT在出厂试验、交接试验和在线运行时的接线差异。在此基础上提出1000 kV CVT运行状态下误差测量的原则和方法,并研制出一套1000 kV CVT误差在线测试系统。利用该系统完成了工程中运行状态下出线侧1000 kV CVT误差测试。本测试方法对后续的特高压工程的设计、施工、交接试验以及在线监测等都具有重要意义。     

电容式电压互感器误差分析方法研究

电容式电压互感器(CVT)因具有耐电强度高,绝缘裕度大等特点,在110kV及以上电压等级的线路中被广泛应用于测量、保护等方面。随着厂、网分开,关口电能计量装置的准确性受到越来越多的关注。然而由于其CVT自身结构特点导致其在不同工作状态下误差结果往往差别较大。文章首先建立了CVT等效模型,从其结构原理、测量手段、外界环境等方面对其误差进行理论分析,得到误差变化趋势。其次以浙福工程中使用的CVT为例,对出厂误差测试、交接误差测试及在线误差测试数据进行比较并验证了理论分析的正确性。通过对CVT误差变化趋势的分析及验证试验,对现场交接试验及在线误差校准试验提供了指导依据,提高了CVT误差测量数据的可靠性。     

特高压试验线段电晕损失监测系统设计与实现

为了实现我国特高压交流试验基地单回试验线段电晕损失的长期准确测量及电晕损失规律,设计研制了一套电晕损失监测系统。该系统采用混合型光供电电子式电流互感器采集电晕电流信号以实现试验线段电流的地面安全可靠测量;采用特高压电容式电压互感器(CVT)测量电压,并采用高精度小型电压互感器二次分压,实现线路电压的准确可靠测量;电流和电压信号均采用光纤传输;基于虚拟仪器技术,采用高精度多通道高速同步数据采集卡,同步采集特高压线段电晕电流、电压信号,采用正弦波参数法,计算得出电压和电流的功率因数角,进而算出电晕损失值。测试光电模块OPDL-16(Optical Data Link-16)和1000kV CVT的误差。一段时间的实际运行表明,该系统满足测量精度要求,可在不同天气条件下对特高压试验线段的电晕损失进行长期实时准确监测,满足特高压电晕损失的研究需要。     

1000 kV电容式电压互感器的研制

电容式电压互感器（CVT）具有性能优良、成本低廉、设计及制造技术已非常成熟等优点。因此现阶段在百万伏级交流特高压输电线路中采用CVT是最佳选择。文章介绍了特高压CVT的原理及结构、应重点研究的内容,如机械强度和抗震能力、无线电干扰水平、电场分布等,给出了主要参数与性能指标。西安西电电力电容器有限责任公司所研制的1000kVCVT样机已于2006年12月完成了所有的型式试验（包括抗震试验）,并通过了技术鉴定。     

1100 kV GIS现场交流耐压试验放电定位技术研究

在1100 kV GIS设备现场交流耐压试验中,放电定位是其中的一项关键问题和技术保证。为确保设备缺陷检查、处理以及故障隐患排除的顺利进行,针对1100 kV GIS交流耐压试验中放电的定位技术展开研究。首先介绍了特高压交流耐压试验流程。随后结合耐压试验放电的特性,对现有放电定位方法的特点及适用性进行了分析。结合放电定位的实际案例,提出了综合多方信息对放电位置进行准确定位的方法。最后对超声检测信号所包含的信息进行了讨论,证实了依据信号强弱和震荡持续时间进行定位具有较高的准确度。研究内容为后续特高压工程建设以及设备厂家提供了一定参考。     

特高压CVT电容分压器的宽频建模

特高压电容式电压互感器（CVT）作为特高压电网中重要的一次设备,其电容分压器承受着来自电网的特高电压,建立特高压CVT电容分压器的宽频模型对研究其过电压分布具有重要的意义。通过网络分析仪测量特高压CVT电容分压器的宽频阻抗参数,然后利用矢量匹配法对测量到的宽频阻抗参数进行有理函数逼近,再通过电路综合理论得到特高压CVT电容分压器的宽频等效电路。通过对2台电容分压器的测量和建模结果进行对比分析可知,该方法适用于建立特高压CVT电容分压器宽频等效电路模型。     

电容式电压互感器绝缘在线监测系统设计与应用

为保障电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer,CVT)的安全可靠运行,设计了绝缘在线监测系统。给出了CVT在线监测方案,建立了CVT等值电路,推导了介质损耗角正切值和电容量的计算公式,详细阐述了绝缘在线监测系统的设计,包括:电流信号采集电路、电压信号采集电路和A/D采样电路等。该监测系统已经在四川某500k V变电站进行了挂网运行,在线监测结果验证了在线监测系统监测的准确性和有效性。