多间隔信息融合的母线保护电流互感器断线再开放策略

对于电流互感器(CT)断线后发生金属性故障的情景,现有母线保护采取的闭锁差动保护动作方式将会引发多个变电站停电。此外,当母线区内发生高阻接地故障时,现有母线保护判据可能会将其误判为CT断线故障,不利于电力系统的安全稳定运行。针对这一问题,提出了一种母线保护CT断线再开放策略,该策略基于断线间隔与非断线间隔的零序电流变化量对负荷波动和故障进行区分,并基于非断线间隔的差流有效值和间隔失灵保护信息对区内外故障进行判别。实时数字仿真系统仿真结果验证了所提CT断线识别判据和再开放策略的正确性。

电力互感器误差特性在线监测装置设计

作为电能计量装置的组成部分,电力互感器运行中误差的准确性直接关系电能量贸易结算的准确可靠。近年来,采用机器学习预测运行中互感器误差成为互感器计量领域研究的热门。针对现有的电力互感器在线监测装置的不足之处,研制了一套可实现电压互感器、电流互感器计量绕组二次输出信号的在线监测装置。该装置的电信号采集单元通过试验证明,电压部分满足0.05级准确度等级,电流部分满足0.1级准确度等级,满足为电力互感器运行误差分析计算提供电信号的要求。该装置的应用不仅可以为电力互感器运行误差预测技术提供硬件,还可以为电力互感器的状态检修提供数据支撑。

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。

基于相分量法的互感线路分析和计算

随着电力系统的发展和应用,多回线路同杆并架现象已经变得非常普遍,线路间存在的互感对电路网络的分析和计算有着较大的影响。采用“相分量法”对互感线路进行分析,建立无互感线路等值模型,利用节点电压法求解电压或电流值。算例用两种方法对含互感支路的电路进行了计算,两种计算方法结果一致,验证了“相分量法”的有效性和正确性。算例显示,采用相分量法使计算量减少,编程难度降低,是一种灵活、方便、快捷的计算方法。

一起110kV电容式电压互感器二次电压异常的故障分析

针对某220kV变电站内一起110kV电容式电压互感器二次电压异常故障,介绍了电容式电压互感器的特殊结构和工作原理,结合故障现象、试验数据、设备解体检查情况,综合分析、判断其故障原因,系电压互感器中压电容的部分电容单元击穿短路造成二次电压偏低,并对设备制造和运维方面提出了改进措施和工作建议。

门机高压开关柜固定式电压互感器装置应用

散杂货作业区属地20台门座式起重机供电方式为10 kV高压电缆经电缆卷筒进入高压室的高压开关柜。近期,因高压开关柜使用年限过长,造成机械联锁卡滞、高压互感器手车散架损坏、互感器动触头氧化严重等问题。技术人员根据现场情况进行技术改进,将互感器手车模式改造为铜排固定模式,解决了机械联锁卡滞、高压互感器小车损坏、动触头氧化等问题,提高了保养工作的效率,降低维修难度,增加设备稳定性,对减少设备停机时间、提高公司效益具有重大意义。

基于电子式电压互感器边界特性分析的35 kV配网输电线路单端暂态量保护方案及其整定

随着分布式电源广泛接入配电网,传统三段式电流保护方案的性能严重劣化。单端暂态量边界保护由于具备不依赖电源特性等突出优势,有望成为改善主动配电网保护配置性能的有效方案,但其需依附于线路边界强健的滤波作用。为此,该文研究发现,可利用智能变电站和智能开闭所中电子式电压互感器、金属氧化物避雷器与其余设备杂散电容共同作为线路边界,其优异的高频滤波作用能够为暂态量保护方案的设计奠定基础;其次,利用区内外故障时电压行波高频频带能量差异构造保护判据,并基于整定门槛与动作时序的合理配合形成单端暂态量阶段式保护方案;最后,基于PSCAD仿真平台验证所提方案的有效性、灵敏性与可靠性,其可与电流保护方案协同互济以强化主动配电网继电保护方案的动作性能。

10kV母线电压互感器缺陷处理过程

某日,某变电站报10kVⅣ段母线失地信号,IES700监控系统显示10kVⅣ段母线W相电压降为零,U,V相电压不变,同时Ⅳ段母线各馈线报“装置报警”,根据征象判断为高压熔丝熔断。变电运维人员现场检查发现10kV开关室烧焦味很重,测量电压互感器二次空气断路器,发现W相二次电压确实为零,但用手电筒检查开关柜内电压互感器外观并无异常。值班长汇报调度电压互感器本体可能存在故障,调度即下令:10kVⅣ段母线电压互感器由运行转检修(二次自行并列)。

大型发电机组中两级组合式大电流互感器的技术探讨

本文作者针对大型发电机组中两级组合式大电流互感器的设计进行分析与论述,提出了其优点及应用的局限性,并最终确定一级式电流互感器是更合理的技术方案,解决了用户在进行技术方案选择时遇到的难题,以供大家在大电流互感器进行设计制造及选用时作技术参考。

基于异频小信号测试法的GIS式电流互感器现场误差检测

由于传统的气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)式电流互感器误差检测方法主要基于大信号测试,易受噪声和电源干扰的影响,检测精度较低。提出基于异频小信号测试法的GIS式电流互感器现场误差检测。向GIS式电流互感器输入异频小信号,并采集输出信号,对比输入和输出信号的频谱,从而推算出GIS式电流互感器误差,完成GIS式电流互感器现场误差检测。现场测试结果表明,设计方法下GIS式电流互感器现场误差检测结果符合设备精度要求,证实了其可行性。

全光纤电流互感器在三相共箱GIS中的应用

1背景介绍西门子公司从20世纪60年代就开始研究光学电流互感器,80年代制造出样机并于2001年在芬兰电网公司110 kV Ventusneva变电站实现首次应用。2006年西门子在奥地利Weinstrom变电站实现光纤电流互感器在420 kV气体绝缘开关设备(Gas-Insulated Switchgear,GIS)的首次应用。2008年,国网上海市电力公司为筹建世博会国家电网馆向各个开关制造厂征集全光纤电流互感器在三相共箱中的应用技术。

基于阻抗控制的电流互感器取能控制策略研究

针对电流互感器取能电源在输电线路小电流时存在供能死区、大电流时CT铁芯深度饱和导致异常运行状态的问题,提出一种阻抗控制式电流互感器取能控制方法。首先,建立取能CT等效电路模型,运用负载阻抗分析方法,对取能系统励磁特性问题展开研究;其次,给出阻抗控制式取能电路拓扑结构,并考虑不同原边电流工况的影响,对取能电流互感器提出阻抗调节控制策略;最后,搭建电流互感器取能综合实验平台进行实验验证,实验结果表明,容性阻抗运行特性的调节,显著提升了小电流工况下的系统取电功率,而在大电流工况下,感性阻抗运行特性使得铁芯的饱和状态得到抑制,可向负载提供稳定的电压和功率。

基于混合铁心的新型电流互感器研究

传统电流互感器铁心饱和会导致其二次电流波形发生畸变,进而可能影响电能计量的精度或引起继电保护设备错误动作,威胁电网的安全稳定运行。针对此类问题,提出了基于混合铁心的新型电流互感器(CCCT)。CCCT主要由混合铁心、二次绕组、二次电阻、磁场传感器与信号处理电路组成,其中混合铁心包含完整的内铁心与带气隙的外铁心,磁场传感器放置在外铁心的气隙中,其输出信号用于补偿发生畸变的二次电流。为验证该结构的有效性,进行了有限元仿真,制作了CCCT样机并进行了正弦交流电流、正弦半波电流、短路电流和直流电流的测量实验。有限元仿真与实验结果表明,CCCT在额定电流下的复合误差小于0.2%,稳态对称短路电流下的复合误差为2.04%,暂态短路电流下的峰值瞬时误差为4.25%,直流条件下输出与输入的拟合优度为0.999 9,既基本保留了传统电流互感器的测量精度,也具有良好的暂态响应特性与抗直流特性,可同时满足相关标准对测量、保护用电流互感器的精度要求,具备在实际工程中应用的潜力。

基于四电平编码与弱光通信的极低功耗传光式电流互感器

针对传光式电流互感器高压侧现有的母线取能和激光供能方式存在供电死区、能量转换效率低、使用寿命不足等问题,提出一种基于四电平编码与弱光通信的极低功耗光电传输系统方案。首先,设计三态门电路将信号采集模块的采样时钟和数据信号叠加为一个四电平信号。然后,利用超高亮度且极低功耗的LED将四电平信号转换为光信号并通过光纤传输至低压侧。最后,在低压侧通过高灵敏度雪崩光电二极管探测器进行弱光检测后输入解码电路实现信号解码。将极低功耗光电传输系统应用于传光式电流互感器中进行实验验证,测量结果满足0.2级精度要求,系统高压侧的平均功耗可降低至3.91 mW,保证测量精度的同时大幅降低了功耗。由于高压侧的功耗极低,故可采用大容量电池或小功率光伏系统等可靠供能方案,从而解决了高压侧的供能问题,提高了系统的稳定性和可靠性。

电动汽车无线充电系统中弯道互感优化研究

针对采用感应耦合电能传输技术的电动汽车无线充电过程中,汽车内部的能量拾取线圈在转弯过程中互感下降问题,提出使用内嵌入圆形线圈进行补偿,并通过遗传算法、理论推导和仿真验证,得到了补偿线圈最优化匝数和统一规格参数。通过搭建COMSOL Multiphysics平台、MATLAB/Simulink平台结合的仿真平台和实物实验平台,实验数据证实:在转弯时采用内嵌圆形线圈进行补偿,优化补偿后互感波动保持在±0.4%左右,由于互感波动的平稳,使得电动汽车能量拾取系统电压优化补偿后波动为3.6%。

基于高温超导的高精度电压互感器研究

电压互感器的励磁误差由励磁电流在电压互感器绕组上的压降产生,是电压互感器误差的主要来源。双级励磁技术可以有效降低电压互感器的励磁电流,但绕组阻抗始终无法消除,励磁误差仍然存在。文中将77 K高温超导技术应用于电压互感器,绕组和互感器铁心均工作在高温超导环境,达到超导态时绕组的阻抗为零,励磁电流经过绕组引起的压降也为零,可以从根本上消除励磁误差。分析了高温超导下的铜损和铁心磁性能,重点针对铁心的磁滞和涡流损耗进行了理论分析并提出抑制措施,设计了一台变比为1 kV/10 V的电压互感器的铁心和绕组结构,研制了高温超导电压互感器样机,设计了低温杜瓦容器及其外部冷屏设计,减小热量损失温度场,开展温度场仿真分析温度分布梯度。最后开展了误差校准,校准结果表明,该样机在20%~120%额定电压范围内,比值误差优于4×10-6,相位误差优于5μrad,比常温电压互感器的误差减小一个数量级。77 K高温超导电压互感器对于提升电压互感器的精度具有重要意义,同时也可为更高电压等级的超导互感器研制提供理论支撑。

基于绝缘油色谱数据的电流互感器缺陷分析

电流互感器在电力系统中扮演着着重要的角色,起着监测、保护、测量等作用。本文通过研究电流互感器的结构、原理,了解并熟知电流互感器的工作特点,利用色谱技术对绝缘油进行组分分析,可以提前预诊断电流互感器的潜伏性故障,避免故障进一步恶化。并通过案例分析证明了色谱技术在电流互感器绝缘油分析中的重要性。

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。

计及互感器融合偏差的变电站站用电剩余电流监测系统研究

稳定的站用电源系统是变电站生产设备可靠工作之本,一旦站用电系统出现问题将直接或间接地影响变电站安全。目前变电站站用电绝缘监测主要通过对变电站电源系统剩余电流实时监测实现。然而剩余电流监测方法主要面向多电流互感器融合测量场合,现有的测量系统未考虑融合过程中互感器偏差影响,致使误报警状况频出。有鉴于此,本文提出了一套计及互感器融合偏差的变电站站用电剩余电流监测系统。该系统同步采集并实时合成多通道电流互感器剩余电流数据,并利用自回归差分移动平均模型(ARIMA)对剩余电流进行时序建模与异常检测,再使用小波阈值去噪算法对修复后的剩余电流序列降噪,以实现剩余电流的高效、精准监测。为验证所提出系统的有效性,在变电站进行现场试验。结果表明,该系统能够成功识别并修复剩余电流异常值数据且去噪效果显著。修复数据最大绝对误差仅5.9 mA,与0.5S级互感器测量数据相比,去噪后数据平均绝对百分比误差与均方根误差分别降低了0.024与1.222。

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。