采用两级分压的35kV电网过电压在线监测装置研制

设计了一种采用两级分压的35 kV电网过电压在线监测装置。一级分压采用低阻尼阻容分压器作为过电压传感器,二级分压采用高阻尼阻容分压。分析了分压器的设计方法,分压器的方波响应良好,工频和冲击分压比一致。采用双缓冲技术和高速采样技术,装置能够在较高的采样率（20MHz）下采集较长的数据（64M）,并且缩短间隔时间（小于1 s）。工频试验和标准雷电过电压试验表明,该装置具有较高的测量精度,能够准确记录内部过电压和雷电过电压。     

10kV电网过电压监测装置设计及实测与仿真对比分析

为了解雷电过电压从输电线到变电站的传播过程以及过电压的波形特征和影响因素,采用基于两级阻容分压的10 kV电网过电压在线监测装置,采集到变电站10 kV母线上雷电过电压,并对反击雷电过电压波形进行了分析。实测反击雷电过电压波形包含振荡,并且幅值≤50 kV。利用PSCAD/EMTDC建立传输线和变电站的电磁暂态模型,仿真分析了母线上并联馈线、容性设备,以及避雷器动作对过电压波形的影响。仿真结果表明反击雷电过电压波形中的短暂上升沿是由绝缘子闪络引起。母线上并联容性设备使过电压振荡加强,并联馈线使过电压波形产生周期性振荡,并且馈线数量越多,振荡周期越短。受避雷器动作的影响,母线上反击雷电过电压迅速衰减,过电压波形包含不规则周期性振荡,并且过电压幅值被限制到50 kV。     

基于500kV CVT内置低压电容C_3的暂态过电压在线监测

为保证电网安全、稳定和可靠运行,对系统暂态过电压进行监测研究,从而采取相关措施解决其危害是具有重要意义的。文中基于500 kV电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)对电网暂态过电压在线监测技术进行了系统研究。采取改造CVT即内置串联低压电容C3形成可靠的耦合分压装置、雷电和操作冲击试验及分析结果表明,其性能满足电网暂态监测要求。基于该分压装置研制了一套智能型暂态过电压监测系统,在实验室通过了相关性能测试,主要为开关动作的单分、单合、重合闸、分合分以及工频电压耦合操作冲击模拟试验电压波形记录。在上述基础上,结合华东电网"瓶窑500 kV变电站配串调整工程"进行了现场安装和立屏,就窑阳5438线启动调试进行了录波。最后对后期运行监测获取的电网暂态过电压典型波形进行了示例,进一步说明该在线监测技术及系统在现场长期应用的可行性和可靠性。     

10 kV阻容装置与避雷器过电压抑制能力试验与仿真分析

对阻容装置和避雷器的过电压抑制能力进行校核,进行变电站并联电抗器投切试验,将10 kV阻容装置和氧化锌避雷器的操作过电压防护效果对比,还对四种不同过电压防护装置配置条件下的雷电过电压响应情况进行仿真计算,得出阻容装置和氧化锌避雷器配合使用能同时降低过电压波形幅值、陡度和频率的结论.     

5400kV冲击电压测量系统的校验

前言5400kV冲击电压测量系统是专为5400kV冲击电压发生器而设置的测量设备,由串联阻容分压器、传输电缆、示波器和峰值表组成。国标GB311—84规定:冲击测量系统幅值误差小于±3%,其中分压器分压比误差小于±1%,响应时间绝对值小于0.2μs。由于本分压器尺寸大,参数高,影响分压器测量误差的因素较多。为掌握分压器性能,提高测量准确度,我们对分压器进行了详细的测量和校验。     

特高压换流站直流分压器二次侧过电压保护

特高压换流站遭受雷击时,将造成接地网暂态地电位升高。雷击引发的接地网暂态电位升高具有电压幅值高、频率范围宽等特征,其产生的瞬态电位能通过传导的方式耦合至直流分压器二次侧导致过电压保护器件动作。如果分压器二次侧过电压保护器件动作后不能及时恢复将引发继保装置误动作。阐述了直流分压器暂态响应特性,搭建了直流分压器模拟试验电路,开展了直流分压器二次侧放电管的动作恢复特性试验,并通过EMTP软件进行了仿真研究。结果表明目前换流站直流分压器二次回路放电管动作后不能迅速恢复工作状态而导致双极闭锁,而放电管串联压敏电阻方案对限制直流分压器同极性过电压侵扰并使分压器回路快速恢复至正常工作状态具有一定作用,实测与仿真研究结果可为特高压换流站内直流分压器二次系统的过电压防护设计提供参考。     

基于PCI-1714UL的10kV系统电压在线监测装置研究

为分析10 kV配网系统过电压事故性质,实时、准确监测电力系统内、外过电压和电压暂降信号,研制能在线追踪记录10 kV系统各种电压波形的电压在线监测装置。通过对装置的高压分压器、二次阻容分压器、PCI-1714UL高性能数据采集卡等硬件,及数据采集存储、分析处理等软件进行设计,并对关键技术进行研发,研制出具有波形记录、处理和分析功能的电压在线监测装置。实验室调试结果表明,该装置能够实现设计的全部功能,性能稳定、可靠,并可对实时采集的电压信号进行谐波分析。     

500kV CVT内置低压电容C3测量过电压波形的试验研究

为验证基于内置低压电容C3电容式试验互感器(Capacitor Voltage Transformer,CVT)测量电力系统过电压波形的分压方式,即低压电容C3与高压电容C1和中压电容C2进行串联分压作为低压臂输出,基于无锡日新厂500kV CVT进行设备改造,串入了自制大容量无感电容单元(54μF)C3,分别进行了模拟工频过电压试验、操作冲击试验和雷电冲击试验.对采集获取的C3两端输出的数字电压波形信号进行了时、频域分析,以及分压比稳定性验证.试验和数据分析结果表明,串接自制大容量无感电容C3两端输出的电压波形光滑平稳,基本无过冲和振荡,分压比与设计值的相对偏差小于1％,即该分压方式适合用于超高压电网系统单次过电压波形的测量.     

500 kV电网过电压波形监测及暂态分量提取

针对目前500 kV电压等级电网过电压缺少有效监测手段的实际情况,本文介绍了一种基于电容式电压互感器内置无感电容单元形成分压器的过电压波形数据监测系统设计方案。监测系统采用ARM7 CPU处理器研制高速宽带电压监测装置,记录、存储和传输过电压波形数据。并基于实际工况设计了一种适合工程应用的暂态分量提取算法,即含暂态过程的原始波形与数值逼近得到的50 Hz工频电压拟合波形相减得到暂态分量时域波形。监测系统已于华东电网500 k V瓶窑站挂网长期运行,对记录获取的典型操作、雷电过电压波形进行暂态分量提取分析,结果表明该监测系统及分析技术在现场应用的可靠性和实用性。     

10kV带串联间隙防雷装置一体化联合试验装置的研制与试验

为检验10 kV带串联间隙防雷装置工频续流遮断能力及电弧熄灭后在工频电压作用下重燃的可能性,设计了一种冲击试验与工频续流试验相结合的一体化试验装置,介绍了该装置的功能、结构、主要部件的设计参数以及试验方法,并通过试验验证了该试验装置的合理性。通过LC串联谐振回路输出较高电压下的高幅值工频续流,利用同步控制回路提取工频振荡信号来导通冲击信号,实现冲击试验与工频试验的同步。结果表明:该一体化联合试验装置能同时产生频率为50 Hz的振荡电压和波形为1.2/50μs的冲击电压,并能在试品未遭受冲击电压作用时提供系统工频电压,能在试品击穿的同时提供高幅值振荡电流,还能在试品切断续流后提供系统工频电压以检验其重新燃弧的可能性。因此该装置可作为检验带串联间隙防雷装置防雷性能的试验装置。     

基于极高频率响应带宽的阻容串联分压器的过电压在线监测系统应用研究

采用极高频率响应带宽的阻容串联分压器和高速采集单元,设计开发了适用于雷击及暂态过电压的在线监测系统,实现过电压的实际变化过程和波形数据的监测、记录、存储,为分析过电压的发生、发展过程及其对系统和设备的影响提供全面准确的数据资料,通过现场运行,验证了系统的可行性。     

真空断路器投切并联电抗器过电压故障分析

文中以某220 kV变电站20 kV系统侧由真空断路器开断并联电抗器过电压引发的事故进行了分析。基于电路理论阐述了真空断路器投切并联电抗器过程中的截流、复燃、多次重燃过电压产生的机理,运用PSCAD建立了20 kV系统电磁暂态仿真模型,对不同截流值、不同并联电容下系统母线侧与电抗器侧的过电压进行了计算。结果表明常规氧化锌避雷器只能限制过电压幅值,不能改变频率和陡度,且现有避雷器均为相对地避雷器,不能有效地抑制相间过电压;电抗器两端加装并联电容器(或阻容吸收装置)可降低过电压幅值和陡度,能较好地抑制真空断路器投切电抗器过电压。     

上海蓝波高电压技术设备有限公司

目前主要产品MAJOR PRODUCTS 1 脉冲高压发生器(冲击电压发生器) 全套提供:本体,分压器,控制系统和数字测量系统,现场安装调试参数: 200～4000 kV,100～1000 kV 级能量:10,15,20 kJ;1,2,3,4,5 kJ 控制:手控,自控及程控的计算机系统测量:冲击电压数字测量(8 bit,100 Mz) 2 局部放电试验系统(或工频电压试验系统) 本公司可配套供应适用于35kV级电缆用(或称75 kV工频串联谐振试验系统)和10kV电缆用(或称25 kV工频串联谐振试验系统)的局部放电试验(或耐压试验)系统,并提供现场服务。供用户整套或单机选用。     

特高压GIS现场冲击耐压试验暂态过电压及其抑制方法研究

气体绝缘金属封闭式组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在电力系统中应用广泛,GIS现场冲击耐压试验中因内部存在缺陷而发生SF6气隙击穿或绝缘子沿面闪络时,会导致某些节点出现高频振荡暂态过电压,对GIS内绝缘性能良好、不存在缺陷的绝缘子构成绝缘威胁。文中针对南京1 000 k V交流特高压变电站1 100 k V GIS现场雷电冲击耐压试验工程,利用ATP-EMTP电磁暂态分析软件对特高压GIS现场冲击耐压试验系统与故障电弧进行建模,分析了特高压GIS现场冲击耐压试验暂态过电压水平,并对过电压抑制方法进行了探究。研究结果表明:计算得到的放电过程电压波形与试验电压波形基本吻合,弧道电阻指数衰减模型能够准确模拟雷电冲击下GIS内的放电过程;放电引发的陡前沿电压波传播至被试GIS边缘节点时发生近似全反射,导致此类节点处出现幅值高于2 400 k V的高幅值过电压;参数取值为Cr=800 p F、Rr=100Ω的弱阻尼暂态过电压抑制器能够有效抑制2台断路器串联与接入3台断路器方式下空载套管顶端的高幅值过电压,且对未发生放电时的雷电冲击试验电压影响极小,具备应用于现场试验的可行性。     

110kV及以上变电站暂态过电压在线监测方法的研究

研究了110 kV及以上变电站采用变压器套管末屏安装低压臂分压器、GIS(断路器)装设手孔分压器的暂态过电压直接监测方法;采用电流传感器测量套管及避雷器等设备的接地回路暂态电流,采用光电集成电场传感器测量设备周围的电场,进而还原过电压幅值及波形的间接监测方法。重点开展了测量装置设计与研制、测量系统准确度校准、实验室与现场测量等工作,论证了各种监测方法的有效性和可行性,为今后变电站过电压监测的工程实践提供理论依据及指导。     

基于虚拟仪器的电网过电压在线监测系统

结合输电网内外过电压的各自特点,设计了阻容分压器作为信号获取装置,基于虚拟仪器技术开发了一套电网过电压在线监测系统。信号调理单元对分压器捕获到的电压信号进行预处理,采用预触发技术在过电压到来时能有效触发采集。软件基于虚拟仪器技术,配合高速采集板卡,可方便调用、分析处理数据并进行图形化显示;采用数据压缩和网络技术,实现对现场过电压的远程访问。高压实验室模拟试验及应用结果表明系统工作稳定、测量准确,测试数据及过电压波形能真实反映电网过电压情况。     

相位可控的工频与冲击电压协同试验装置研制

电力系统中的过电压通常叠加在正常运行的工频电压上,为了模拟电力系统中出现的实际过电压,研制了一套相位可控的工频与冲击协同作用的试验装置。本装置采用耦合电容连接工频电压产生电路与冲击电压发生器,实现冲击电压与工频电压的叠加;使用自动点火装置实现冲击电压叠加到工频电压的相位可控。对本装置的原理进行分析,并利用ATP-EMTP进行电路仿真,仿真结果表明:耦合电容值的大小影响作用于被试品上的工频电压和冲击电压的波形和效率。实测结果表明:该装置的硬件延迟时间为1.4 ms,工频与冲击电压的叠加相位可控,叠加波形与系统实测过电压波形类似,能够较好地模拟实际过电压。     

10kV配电网过电压在线监测装置的结构及性能分析

论述用于监测10kV配电网大气过电压和内过电压在线监测装置的结构原理及方法，分析用于过电压信号采集的阻容分压器性能及数据采集、波形分析软件的设计思想。通过试验模拟和现场实例的结果分析表明，这个方法取得了满意效果。     

真空断路器开断35 kV并联电抗器过电压及防护方案分析

开断35 kV并联电抗器时频繁出现操作过电压事故,主要原因是真空断路器在开断过程中的截流和多次重燃效应。为有效避免此类事故的发生,分析了截流、重燃和三相同时开断过电压的机理,采用ATP-EMTP建立了开断35 kV并联电抗器的电磁暂态模型。仿真结果表明,避雷器只能对过电压幅值进行限制,不能改变过电压的振荡频率,RC阻容吸收器能够改变高频振荡回路,降低过电压波头陡度和振荡频率,抑制真空断路器截流和多次重燃的发生。目前在35 kV母线和并抗侧安装三相星形避雷器的防护方案无法有效限制相间过电压,三相组合式避雷器能够对相间过电压起到限制作用,RC阻容吸收器的限制效果更好。针对该220 kV变电站,推荐在变电站35 kV母线侧安装三相组合式避雷器,在并联电抗器侧安装三相组合式避雷器或RC阻容吸收器。     

3000kV,3600kV冲击分压器特性研究——高压计量大厅介绍之四

与4000kV冲击电压发生器配套使用的是3000kV和3600kV两冲击分压器。3600kV冲击分压器又兼作截波球隙的均压柱。两台分压器均属低阻尼电容分压器。为了了解其技术性能,我们进行了实地分压比测量及测量系统方波响应试验研究。一、分压比的测量分压器的分压比的准确度直接影响测量结果的准确度。所以正确测定分压比是冲击测量中的一项重要的基本工作。分压比的测定有两种基本方法。