基于主元-分形理论的电子式电压互感器计量误差自主辨识方法研究

电子式电压互感器(EVT)由大量的电子单元组成,易受变电站复杂运行环境的影响,计量误差的长期稳定性较差。常规检测方法是定期与标准互感器比对校准,属于一种设备状态的抽样检测方法,无法评估EVT的计量数据对节点电能累积作用的影响。针对这一问题,文章基于电力系统节点三相对称的运行特性,通过对三相EVT的计量数据进行主元分形,在残差子分量中建立平方预测方差SPE统计量实现了EVT计量误差的自检测;通过计算EVT运行过程中SPE统计量的分形维数,实现了EVT计量误差劣化形式的自主辨识。研究成果有利于推动EVT的状态检测由定期检测发展为按需检测。

基于优选建模和深度置信网络的电压互感器误差定量评估方法

电压互感器(potential transformer,PT)是电力系统中电压测量的关键设备,对PT的计量误差进行在线评估将有助于维护电能贸易结算的公平公正,其中基于数据驱动的PT在线评估方法因其评估性能优越而具有良好的工程应用前景,但存在着未考虑建模数据中是否含有异常数据以及无法定量评估等问题。为此,文中提出了一种基于优选建模和深度置信网络的定量评估方法,该方法通过无监督聚类技术确定理想的建模数据集,并利用深度置信网络进行训练得到PT定量评估模型,进而对PT实时输出信号进行分析实现误差定量评估。实验表明,该方法可有效检测出建模数据中的异常数据,且准确监测0.2级PT的计量误差状态,实现在运PT计量性能的准确评估。

基于误差状态模糊分析的电容式电压互感器内绝缘状态评价方法

电容式电压互感器(CVT)的内绝缘状态是保证其计量准确性和运行稳定性的关键因素。然而,在长期运行过程中,电老化、热老化以及系统过电压等因素会导致CVT的内绝缘状态出现劣化。针对此问题,文中提出了一种数据驱动的CVT内绝缘状态评价方法。该方法利用高压CVT群体之间的电气连接关系构建CVT误差状态的特征参量,基于CVT误差状态与内绝缘状态的相关性,通过模糊分析方法匹配CVT的误差状态与内绝缘状态,实现了在线评价CVT异常内绝缘状态的异常程度和异常类型。

基于大数据挖掘的电能计量互感器误差自动化控制系统

为确保电能计量互感器计量工作的顺利开展,该文设计基于大数据挖掘的电能计量互感器误差自动化控制系统。系统在Spark运算引擎优越的数据计算功能协助下,基于电压互感器、电流互感器采集的电能计量互感器电压信号、电流信号,通过误差自动化校核模块的基于大数据挖掘的电能计量异常诊断方法,利用K-means聚类分类的方式,以互感器电压信号、电流信号诊断的方式,识别异常互感器;针对异常互感器,由误差动态自动化补偿装置,计算异常互感器的电能计量误差值,动态自动化补偿阻抗系数,调节计量误差,完成电能计量互感器误差自动化控制。经测试,该系统具备电能计量互感器误差自动化诊断与控制能力。

10 kV配网电压互感器PT铁磁谐振异常仿真模型研究

为了研究PT铁磁谐振所带来的影响,分析其影响因素,以10 kV低压配电网形成PT铁磁谐振过电压的基本原理为基础,利用EMTP-ATP计算机软件,构建中性点不接地系统仿真模型。以电压互感器的励磁特性、三相参数不平衡2大因素对铁磁谐振影响为例,进行仿真计算分析。仿真结果表明:PT铁磁特性较佳,可以减少谐振发生的概率,不过不能完全消除;此外,PT铁磁谐振产生较多的几率,受三相参数不平衡,或者对地电容大小不平衡等因素影响较大。基于仿真结果开展对各影响因素范围进行比较,进而为10 kV配网电压互感器PT铁磁谐振防治措施提供相关参考数据。

基于温度场与D-Kalman参数估计的光学电压传感温度补偿方法

光学电压传感器在温度稳定性方面仍有亟待解决的问题,一是电光晶体在温度变化时存在温度梯度,导致表面温度与光路温度不等;二是晶体物性参数也会受到温度影响。为此提出一种基于温度场与双卡尔曼滤波(Dual Kalman, D-Kalman)参数估计的温度补偿方法。以锗酸铋晶体为研究对象,在对传感器输出信号进行交直流分离的基础上,先利用半解析法建立晶体暂态温度场模型,再分别通过卡尔曼滤波与中心差分卡尔曼滤波实现对晶体内部温度和初始温度下晶体折射率的状态估计,最后将修正参数与传感器输出信号高频分量相结合计算补偿电压。实验结果表明,传感器在外界温度为[20℃,40℃]以0.5℃/min速率不断升高的环境下,暂态温度场解析式的仿真精度在0.02%以内,实验测量精度在0.2%左右,补偿输出电压测量精度优于0.52%。与同平台下反向传播神经网络温度补偿效果以及不同平台下的补偿效果相比,该方法提高了传感器测量精度。

一起500 kV电压互感器绕组绝缘故障分析

1故障情况2021年4月10日20时25分,某500 kV线路保护装置报出“PT断线告警”信号,该电压互感器型号为.005H。经检查发现,外观并无异常,但红外测温显示A相电磁绕组温度较B、C两相高出约20℃,初步判断为电压互感器本体故障。同日22时14分,保护人员在检查过程中,发现电压互感器A相电压突然异常下降,A相二次电压仅为16 V。运维人员立即对电压互感器进行红外测温,测温结果显示A相电压互感器电磁绕组33.3℃.

CVT电容分压器末端放电故障分析

电容式电压互感器(CVT)具有绝缘裕度大、抗谐振强度高等优点,在电力系统中得到广泛运用,维护其正常运行是保障电力系统可靠性的必要条件之一。CVT是由电容分压器和电磁单元组成,由于结构相对复杂,在运行过程中会出现各种各样的问题,其中以CVT本体发生异常放电并导致漏油的故障较为突出。本文通过对一台110kV CVT电容分压器末端发生放电并导致漏油的产品进行解体分析和试验验证,得出了故障原因,并提出了改善措施。

电磁式电压互感器常见故障及应对措施

电磁式电压互感器被广泛应用于电力系统中,其故障会对电力系统的稳定运行造成不良影响。因此,有必要对电磁式电压互感器常见故障做出应对保护措施,用以充分保障电力系统稳定运行。鉴于此,本文利用分析法、经验总结法对电磁式电压互感器常见故障展开分析,并梳理与研究电磁式电压互感器常见故障的应对措施,以期为相关工作人员提供电磁式电压互感器故障维护与检修参考。

三倍频试验装置校准测量结果的不确定度分析

依据JJF 1059.1—2019《测量不确定度的评定与表示》,对三倍频试验装置交流输出电压、频率、电压保持时间测量结果进行不确定度评定。

110 kV纵向光学电压互感器的结构优化与设计

光学电压互感器(Optical Voltage Transducer,OVT)是重要的电力系统测量设备。在使用过程中,因碰撞、连接不稳定或温度变化等问题,会导致传感光路或内部锗酸铋(BGO)晶体发生微小偏移。当偏移为0.5°时,所引起的最大积分电压误差可达0.1%,这对于0.2%的标准要求而言是不可接受的。为了减小偏移带来的误差,并改善BGO晶体内电场的均匀性,文中针对110 kV纵向调制型OVT提出了一种方解石介质分层和氮化铝包裹法,两端采用Φ10 mm×75 mm的方解石对BGO晶体进行分压,并覆盖一层0.5 mm厚的氮化铝来避免与SF6气体直接接触。该结构模型成功解决了其他方法无法解决的晶体或者光路偏移导致的积分电压误差问题。根据仿真结果可知,其偏移误差降低至0.008%以下,并且通过实验所得到图像的标准差提高了35%以上,光强的分布均匀性得到了提高。仿真和实验结果均表明,这种优化改进方案显著提升了OVT的性能和稳定性,为电力系统的精准测量提供了可靠保障。

基于关联度延拓Hilbert移相的配网电流互感器在线校验方法

配网低压电流互感器计量准确性直接影响配电网的安全稳定和经济运行,需实时掌握其运行状态。针对采用数字比较法的在线校验方法中,模数转换过程标准通道模数转换器存在固定延时难以完全补偿的问题,提出了一种时序加权关联度延拓结合4项3阶Nuttall窗的Hilbert精准移相算法,有效抑制了“端点效应”,实现了对模数转换器固定延时的精准移相。仿真实验表明该算法在频率偏移、谐波及噪声干扰下,移相偏差小于10^(-10),在此基础上研制了在线校验装置,该装置与离线校验装置比值误差偏差小于0.006%,能够满足0.2S级配网低压电流互感器在线校验的需求。

一二次融合设备ECVT信号处理电路仿真与研究

针对电容分压式电子式电压互感器在一二次融合设备中输出的二次电压信号微弱、容易受到高次谐波干扰、信号传输不稳定等问题,提出了一种基于Sallen-Key型的高阶高精度滤波器来抑制谐波,减少对工作信号的干扰。首先对互感器的工作原理进行了分析,然后基于该原理和一二次融合设备的工作频带,结合Matlab/Simulink仿真软件对积分电路和滤波电路进行研究设计,最后对滤波电路环节进行优化,对整体电路进行仿真。结果表明,优化后的电路能够更有效地抑制高次谐波的干扰,保证基波稳定输出。

CVT故障检定中的二次电压检测法

电容式电压互感器(下文简称CVT)因便于维护、重量轻以及体积小等优势,在110kV及以上电压等级电网中的应用较为广泛,当然,也存在铁磁谐振、发热、渗漏油、介损及电容量异常以及二次电压异常等故障,如何正确检定CVT故障,成为相关工作人员关注的热门课题。

直流分压器高压臂电容器的研制

直流分压器也称直流电压互感器,是直流输电系统测量直流电压的主要设备。目前高电压等级直流分压器主要基于阻容分压原理。本文介绍了直流分压器工作原理、高压臂电容器运行环境及产品特点,并研制了电容器样机,得出在电容心子尺寸相同情况下,采用三膜两纸介质结构比采用两膜一纸介质结构的平均场强更低,以及采用一体式端盖—膨胀器结构,可提高空间利用率的结论,分别通过电容器单元和直流分压器整机试验验证了设计制造的合理性。

经接地电阻接地系统电压互感器故障分析及治理

在电力系统中,电压互感器的使用频率不断提高,这导致场站维修工作人员不得不停用相关保护设备,造成计量电量的损失。同时,频繁的倒闸操作也大大增加了场站的运行风险。此外,电能表失压也可能对场站的经济考核造成负面影响。因此,对新能源场站母线电压互感器问题进行深入研究是迫在眉睫的任务。旨在探索电压互感器故障的原因,并制定有效的应对措施,以降低场站运行风险和电量计量损失。结合理论分析和实际案例,提出解决方案,预期结果是有效解决电压互感器故障问题,提升场站运行效率和经济效益,不仅可以为后续研究提供理论依据,也可以为电力系统实践提供有益的指导,具有重要的理论和实践意义。

12kV配电柱上开关一二次融合关键技术之交流传感器实践

近年来,在我国电网基础设施升级改造过程中,提高配电网中成套电气设备的使用效益具有重要作用。目前,配电网的设备产品升级速度比较快,相关功能越来越完善。在12kV配电柱上开关一二次融合关键技术研究过程中,深入分析开关一二次融合与交流传感器之间的应用方案,可以在一定程度上提高配电网的先进性和专业性,保证配电网的运行水平。在本次研究中主要分析12kV配电柱开关一二次融合的具体原理和优势,探讨在12kV配电柱开关一二次融合中的关键技术,并研究交流传感器的实际应用情况。

电压互感器一次消谐电阻对有源电压消弧的影响与解决方法

10 kV配电网中,母线电压互感器大多采用一次侧串联消谐电阻的方式抑制谐振,其测量的母线相电压与实际电压存在误差。而现有的有源电压消弧方法需要测量三相电压与系统中性点电压,通过控制中性点电压来抑制故障相电压达到消弧目的,而故障相电压的测量受到一次消谐电阻的影响。因此一次消谐电阻不仅会影响母线三相电压的测量数据,还会影响有源电压消弧装置的消弧效果。文章通过分析一次消谐电阻与有源电压消弧的原理,研究了一次消谐电阻影响有源电压消弧的机理,提出了一种线电压测量的有源电压消弧计算方法。在Matlab/Simulink中建立仿真模型,对该方法进行仿真分析,同时在实际变电站进行真型故障模拟,仿真和实际模拟结果表明消弧效果良好,从而验证了该方法的有效性。

220 kV GIS母线电压互感器放电故障分析

介绍一起GIS母线电压互感器放电引起母线跳闸的故障,通过故障前母线电压波动情况,初步判断跳闸前电压互感器存在匝间或层间绝缘异常,进一步对该电压互感器试验检查分析,确定该故障原因为电压互感器绕组内部匝间或层间短路,短路电流产生的热量导致层间薄膜和漆包导线漆膜烧熔,短路范围逐渐扩大,向一次绕组接地屏方向发展,最终导致绕组内部导线对一次绕组接地屏放电,导致母线跳闸。针对该故障提出防范措施,确保电网安全稳定。

电子式电压互感器二次信号准确度研究

电子式电压互感器在配电设备智能化中具有重要作用,其二次信号准确度是实现配电设备智能化的关键。首先以10 kV电阻型电子式电压互感器为例,构建仿真模型,开展线缆长度对电子式电压互感器二次信号准确度影响的仿真分析;然后搭建电子式电压互感器准确度测试环境,完成不同长度线缆下的准确度测试。最后,对仿真试验和测试数据进行分析,得到线缆长度对二次信号准确度的影响规律。研究结果对合理选取线缆长度、提高二次信号准确度具有一定实践意义。