基于三端口网络的互感器电压系数测量方法

为消除电压互感器串联加法中屏蔽泄漏和临近干扰对电压系数测量带来的误差,提出一种基于三端口网络的针对双级互感器串联的电压系数测量方法。首先,通过分析互感器串联加法测量中附加误差的类型和来源,基于双级电压互感器串联建立了考虑附加误差的无源线性三端口网络电压比例量值模型,利用电路理论证明了该三端口网络模型的输出响应具有线性可叠加性;其次,在电压系数求解过程中,在传统电压串联加法的基础上提出新的三步递推测量方法和迭代算法,通过推导证明该方法可以消除屏蔽泄漏和邻近干扰的影响;最后,针对同1台110/~(1/2)3kV电压互感器,将该文提出的测量方法与德国联邦物理技术研究院开展国际比对,针对同1台220/~(1/2)3 kV电压互感器将提出的测量方法与传统串联加法进行比对。研究结果表明,国际比对的偏差小于比值误差2×10~(–6)和相位误差2μrad,该文提出的电压系数测量方法比传统加法有较大提升。该研究可为提升中国工频电压比例标准体系量值溯源的准确度提供支撑。     

高压电流互感器容性泄漏误差原理及测试方法研究

高电压电流互感器在额定电压下的容性泄漏电流对互感器的误差有一定的影响。为了准确地测量容性泄漏误差,通过理论推导得到容性泄漏电流产生的机理和其对电流互感器误差影响的模型,提出了一种改进的可以测量微安级泄漏电流幅值和相位的方法,即参考锁相法,分析了施加电压电流测量法和参考锁相法的优缺点,并采用所提方法完成了一台高压标准电流互感器容性泄漏误差测试。通过试验与施加电压电流测量法在各工况下进行比较,验证了理论和测试方法的一致性,但对高准确度等级的高压电流互感器,参考锁相法更实用,研究对高压电流互感器的设计及检测人员有一定的借鉴作用。     

倒立式SF6同轴电容高压电子式电压互感器

针对目前类似多级电容串联分压结构的电子式电压互感器的不足之处,设计了一种新型的电子式电压互感器。该互感器采用传统倒立式SF6互感器的绝缘结构,通过在高压电极和地电极之间构造中间同轴电极形成SF6同轴分压电容,检测SF6同轴电容的电容电流iC即可获得高压侧被测电压大小。该互感器的主要特点是利用高压壳体与接地金属屏蔽罩的双重屏蔽作用,有效地提高分压电容的抗外界杂散电场干扰能力和稳定性。该文对位置、温度、压力等影响同轴电容大小的因素进行了仿真计算。在国网电力科学研究院对研制的高压电子式电压互感器进行了型式试验。仿真和试验结果表明,该电子式电压互感器准确度达到了IEC 60044-7规定的0.2级精度要求。     

500 kV标准电压互感器量值溯源方法研究

为解决在实验室本地完成500 kV标准电压互感器溯源问题,在40%额定电压以下采用直接比较法,40%额定电压以上采用由全电压加法、半电压加法和电压系数法组成的互感器串联加法完成溯源,最终得到120%额定电压以下全部比值误差和相位误差值。从测量重复性、多盘感应分压器、220 kV标准电压互感器、误差测量装置4部分进行不确定度评定,计算了合成标准不确定度和扩展不确定度,并采用传递比较法进行了不确定度比对验证,证明溯源结果符合要求。所研究的方法有效避免了500 kV标准电压互感器长途运输造成标准器损坏的隐患,能够有效保证电能计量的准确可靠性。     

基于不同检测方法的高压电流互感器误差比较与分析

目前对高压电流互感器的误差检测有多种方法,但缺乏对各检测方法所得误差结果差异性和准确性的比较分析。采用单相检测法检测电流互感器误差、考虑电压对电流互感器误差的影响计算电流误差的综合绝对值、额定电压下检测电流互感器误差3种检测方法分别对高压电流互感器的误差开展检测和比较分析,并对其差异原因进行了理论分析。结果表明,电压会使电流互感器的比差和角差向负方向偏移,当电流较小(特别是20%额定电流以下)时,电压对电流误差影响较大,随着电流增大,其影响逐渐减小直至可以忽略;低压下测得的电流互感器误差在电流较小时不够准确,电流误差的综合绝对值远大于在高压下直接测得的电流误差,对高压电流互感器的误差检测宜采用在额定电压状态下直接测量的方式。     

分体串联式电压标准应用于750 kV检定车

为了解决当前750 kV电压互感器误差试验存在标准体积庞大、工作任务繁重和安全隐患突出等问题,提出了一种现场检定车研制技术方案。该方案采用串联谐振升压和比较法试验原理,独具特点的是标准电压互感器采用分体串联非标组合式原理,应用工频电压串联加法和分体式结构设计,将上下级电压标准通过高压隔离互感器进行一次和二次串联,能够在满足规定耐压强度和准确度要求的前提下大幅降低设备体积和绝缘要求,而且下级330 kV电压标准可单独使用,从而可极大地提高设备利用率。此外还介绍了电容式电压比例标准方法,分析了现场试验环境对该电压标准的影响误差,并通过现场应用实例的试验数据表明,利用检定车开展750 kV电压互感器误差检定试验结果与电容式电压比例标准方法的试验结果基本一致,说明本文设计方案的试验结果准确可靠,具备实际应用价值。     

电流互感器现场高压介损测量

高压介损能灵敏反映电流互感器的绝缘状况,预试中当tanδ超标或怀疑有其它绝缘缺陷时,需进行高电压下的tanδ测量,同时注意相应电容量的变化。串联补偿法用于电流互感器高压介损测量是解决现场试验电源问题有效方法,在现场进行高压介损测量时,特别要注意高压引线及强电场干扰的影响。对测量结果要进行综合分析。     

具有电压自动调整功能的供电型电压互感器误差来源分析及补偿

为解决供电型电压互感器供电电压随供电负荷波动而变化的问题,设置了辅助互感器串联补偿回路,该回路能够实现对供电电压的自动调节,但会影响电压测量绕组的误差。同时对具有辅助互感器串联补偿回路的供电型电压互感器的误差来源进行了分析,分析结果表明,增加辅助互感器串联补偿回路后,电压测量绕组误差由空载误差、负载误差和辅助回路误差3部分组成。在此基础上对1台容量60 kVA的110 kV供电型电压互感器样机误差进行测量,在负载误差补偿完成后,由于辅助回路分接比变化引起的比值差和相位差的最大变化量达到0.462%和73.14′。通过计算获得了辅助补偿阻抗的数值,并最终实现不同分接比,不同供电负荷容量及功率因数下的误差补偿,补偿后电压测量绕组的误差达到0.2级误差限值要求。该研究实现了对具有电压自动调整功能的供电型电压互感器误差的补偿,使得供电型电压互感器在波动负荷下,同时实现稳定的电压输出和电压计量。     

220kV GIS电子式电压互感器内部绝缘特性研究

随着智能变电站技术的快速发展,GIS电子式电压互感器已逐渐应用于智能变电站中。电子式电压互感器的绝缘特性是制约其长期运行稳定性和测量精度的关键因素之一,保证互感器内部绝缘可靠尤为重要。笔者通过理论分析、有限元仿真及实验相结合的方法,对220 k V电子式电压互感器内部绝缘特性进行了研究。首先通过理论分析得出互感器内部电场分布和场强,采用增加屏蔽结构对场强集中处进行了优化改进,最后结合有限元仿真和实验对改进后的互感器内部绝缘进行了验证,分析及试验表明互感器的绝缘特性满足运行要求。     

UHV串联式TV高压隔离部分的有限元分析及优化

用于超高压和特高压的电压互感器可采用多台电压互感器在一次侧和二次侧串联实现,一次绕组的串联结构与传统的串级结构相似,二次侧的串联结构需要使用高压隔离电压互感器,目前这种互感器还没有设计的经验。为此以1 000 kV串联式标准电压互感器为例,用有限元分析软件ANSYS对高压隔离互感器的三维电场分布进行了数值模拟计算和性能优化。结果表明,基于有限元法的数值模拟是分析和设计串联式电压互感器的有效手段,经优化设计后的高压隔离互感器能够同时满足绝缘和精度方面的要求,优化结果为更高电压等级的串联式电压互感器的设计和制造提供了可靠的、科学的数据。     

高压电流互感器泄漏电流测量及消除方法研究

针对高压状态下泄漏电流影响标准电流互感器、无法准确地检测高压计量设备的问题,研制了一套零泄漏电流高压电能标准装置。解决了泄漏电流影响标准电流互感器准确测量问题,填补了电能标准装置泄漏电流消除领域技术空白。阐述了泄漏电流产生的原理并分析了其对电流互感器的误差影响,提出了基于互感器校验仪的泄漏电流测量方法,可实现电流互感器屏蔽和绝缘水平精准评估。实验证明所研制的零泄漏电流高压电能标准装置能消除泄漏电流,实现在模拟运行工况下对高压电能计量设备的误差检测。     

一种基于迭代抑制谱泄漏的改进相位差算法

由于非同步采样所带来的频谱泄漏效应是影响相位差算法电参量测量精度的主要原因,利用高阶窗的旁瓣特性可抑制频谱泄漏,但二次谐波幅值的估计精度仍难以显著提升,并且由于高阶窗所带来频率分辨率损失的原因,通常需要增加待测信号的采样窗长,不利于频率波动和实时性要求较高的场合实现高精度测量。为此,提出一种加sine窗函数的改进型相位差算法,利用峰值谱线间相位差估计出的相对频偏,计算出除被测谐波分量之外的其他分量的长程谱泄漏对峰值谱线的干扰之和并将其减去后,重新利用其峰值谱线间的相位差计算相对频偏,循环迭代估计。基于该方法,与现有加窗相位差算法分别在无噪声、有噪声以及频率波动环境下进行仿真比较。实验结果表明,该方法迭代矫正计算4次即可,能有效抑制频谱泄露效应,减小估计偏差,提高电网电参量测量精度和实时性,能够满足电网测量需要。     

基于改进信号注入法的配电网电容电流测量方法

本文提出了一种改进的信号注入法,解决现有在测量中性点不接地配电网电容电流时未考虑零序电压而精度不高的问题。该方法通过测量不同情况下电压互感器开口三角端的电压值来求解系统的对地电容,采用计及互感器绕组漏抗和系统零序电压的戴维南等效电路模型。该方法操作简单,具有较高测量精度。通过仿真计算和实际应用,验证了该方法在系统不平衡情况下测量电容电流的准确性和适用性。     

谐振接地配电网对地绝缘参数双端谐振测量新方法

为解决谐振接地配电网对地绝缘参数测量过程中电压互感器漏阻抗和中性点对地支路阻尼电阻导致的测量误差问题,提出了谐振接地配电网对地绝缘参数双端谐振测量新方法。采用双电压互感器,通过消弧线圈内部电压互感器或零序电压互感器向配电网注入变频恒流特征信号,并从另一电压互感器测量返回的特征频率电压信号,对含阻尼电阻的零序谐振回路进行等效变换,搜索准确的系统谐振频率,实现了系统对地电容和对地泄漏电导的精确测算。该测量方法的电流注入与电压测量单元共同直接作用于对地绝缘参数支路,从原理上消除了电压互感器漏阻抗和系统阻尼电阻的影响,大幅提升了对地绝缘参数测量精度。在PSCAD/EMTDC仿真环境及某变电站10 kV侧对提出的对地绝缘参数实时测量技术进行了仿真分析与现场实验验证。分析结果表明,该方法测量精度高,不影响配电网正常供电且参数测量过程安全快捷、操作简便。     

基于全相位FFT改进相位差法的自动准同期并列参数测量

发电机准同期并列的关键在于对并列双方电压参数的快速准确测量。但由于并列双方电压频率不同,很难同时对双方电压做到同步采样,传统的基于快速傅里叶变换(Fast Flourier Transform,FFT)的准同期并列参数测量结果因频谱泄露产生较大误差。为抑制泄露,提高参数测量精度,引入了全相位频谱分析技术,并分析了全相位FFT与常规卷积窗FFT的区别与联系。在此基础上提出了基于全相位FFT的发电机准同期参数测量方法,并对全相位FFT相位差法进行了改进,提出了简洁的基波频率及幅值计算方法,使其更好地满足准同期并列的需要。通过仿真计算验证了所提方法性能优良,能有效克服频率波动、谐波、噪声及电压非稳态变化等不同情况的影响,实现并列双方电压参数的快速准确测量。     

基于Nuttall窗三谱线插值的介损角测量方法

采用FFT谐波分析方法进行介质损耗角测量时,由于非同步采样会导致频谱泄露和栅栏效应,给介质损失角测量带来较大误差。为提高介损测量精度,文中提出基于Nuttall窗的三谱线插值介损测量方法。通过加Nuttall窗进行FFT得到离散序列,由三谱线插值进行频谱校正得到电压电流基波相位,根据两者相位差来计算介质损耗角。在基波频率波动、三次谐波含量变化、白噪音存在和采样点数变化的情况下测量介损角。仿真分析结果表明,Nuttall窗具有良好的旁瓣性能,能更好抑制频谱泄露,减小测量误差,所提方法测量介质损耗角时具有较高计算精度。     

基于最优组合赋权改进S变换的电压暂降检测方法

电压暂降是电能质量问题的一种,为了能更准确快速地对电压暂降进行检测分析,文章提出了一种基于改进S变换的电压暂降信号检测方法,利用基频幅值差分平方向量检测电压暂降信号的起止时刻,通过定义起止时刻误差、暂降深度误差、局部标准差、峰度和能量五个指标得到其与改进S变换高斯窗调节因子的关系曲线,应用最优组合赋权法对该五项指标进行赋权,从而得到S变换的最优参数。仿真结果表明,通过文中提出的方法易于得到基频幅值差分平方向量曲线以及突变点曲线,从而更准确地定位暂降发生的起止时刻;相位跳变曲线能够更好地反映电压暂降的相位跳变情况;基频幅值曲线能够更准确地检测出电压暂降的暂降深度;时间幅值平方和均值曲线能更精确地反映电压暂降发生的起止位置。     

傅里叶算法测量介质损耗的误差分析与应用

为减少傅里叶算法用于电容犁设备介质损耗（介损）计算的误差,基于信号仅含基波分量和信号频率变化的前提下对傅里叶算法用于介损计算的误差进行理论推导和分析。获得了介损角计算误差的表达式,该表达式由电雕与电流信号的相位差、电流信号的初始相位、信号频率和信号长度组成,即介损角的计算误差受这些因素影响。分析结果表明：存仞始相位变化...     

0.002级弱电流互感器的研制

为满足电能计量中弱电流高准确度测量要求,研制了一种新型、高准确度、采用零磁通补偿原理和无源补偿方式的弱电流互感器研制.针对电流小到2.5mA的弱电流互感器一次绕组匝数多,容性泄漏电流影响大,提出控制绕组层间电压、层间电场强度和层间电容、优化设计的容性误差补偿线路等一系列技术措施,从而有效地降低了容性误差.该互感器的原理...     

绝缘子泄漏电流智能采集系统

描述了一种高压绝缘子污秽泄漏电流的采集系统。该系统利用电磁感应和磁补偿的方法，设计了一种漏电流互感器，实现了绝缘子表面泄漏电流的精确测量。经过数据分析和处理，系统实现了对绝缘子绝缘状况的实时监测。实验结果表明该采集系统能够适应泄漏电流大范围的变化，为研究污秽积聚过程提供了重要参考。