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。

大电流互感器试验中电源串联技术的应用

大电流互感器是电力系统中重要的测量设备,其精确度直接影响着电力系统的运行和安全性。在大电流互感器的试验中,为了提供足够的电源功率,时常要采用电源串联技术。基于此,文章通过研究电源串联技术在大电流互感器试验中的应用,详细阐述电源串联技术的原理和优势,有效检验电源串联技术在大电流互感器试验中的稳定性。研究结果表明,采用电源串联技术能够有效提高大电流互感器试验的电源功率,降低电源的输出电流,减少设备的负荷,延长设备的寿命。

大电流互感器的设计制造及其检验

随着我国电力系统输变电线路的不断增加,电压等级的不断提升,输电电流不断增大。这就需要有大电流互感器来适应当前超高压系统的需求。广泛应用于电力系统的互感器一般情况下是三相或多相运行的。由于相间距离小,各相交变电流所产生的磁场对邻近母线上的环形电流互感器作用非常强。为了提高互感器的安全稳定运行,各制造企业在互感器制造时应考虑大电流互感器线圈受外界磁场干扰而引起的产品不合格因素。本文就针对大电流互感器设计及内磁屏蔽的运用及其检验,进行简单论述,希望能对大电流互感器制造的轻量化、小型化及产品屏蔽绕组的运用以及对产品误差的影响更加清晰明了,从而进一步保证产品的安全可靠性。

带平衡绕组大电流互感器磁场的三维有限元仿真研究

在大电流互感器(大TA)设计中,由于一次额定电流很大,无法进行现场三相环境条件下的物理试验,故常以等效试验方法来优化平衡绕组的匝数及其各段间的连接方式。但目前的等效试验法不准确,且成本高、周期长,为解决此问题,笔者对以三维有限元法分析现场三相环境条件下大TA磁场的有效性进行了研究。具体采用基于矢量磁位和标量电位的A-Φ法计算了大TA的磁场,采用棱边单元而不是节点单元,避免了用基于矢量磁位的节点单元法计算媒质磁导率不一致的模型时带来的错误,并以间接场路耦合法计及了外电路的影响。计算了在邻相大电流母线磁场干扰下,大TA的四段平衡绕组做反极性串接时,平衡电流值以及铁心中的最大磁感应强度值,并确定了它们随平衡绕组位置改变的变化规律。数值仿真与磁路法估算结果相吻合,证明了以三维有限元法对现场环境条件下大电流互感器的磁场进行仿真是可行的。

大电流互感器内磁屏蔽方案的性能比较

为比较大容量发电机出口处大电流互感器"两对反极性串"与"4段全并"缠绕两种内磁屏蔽方案抵御外磁场干扰的效果,首先通过电路分析比较了上述两种方法下的平衡电流值、平衡绕组损耗,然后对大电流互感器的温升和误差进行了定性比较,最后通过实验进行了验证。研究结果表明,在平衡绕组缠绕方式相同的前提下,采用"两对反极性串"连接方案的大电流互感器的温升低于"4段全并"方案,而其测量误差高于"4段全并"方案。该结果可为1000MW及以上容量发电机组用大电流互感器设计制造方案的确定提供指导性原则。

三相大电流互感器杂散磁场干扰等效测试方法

针对三相三线制电力系统水平排列母线上大电流互感器(HCT)易受到外电流产生的杂散磁场干扰的问题,提出了一种利用偏心母线电流及其返回导体电流共同产生的干扰磁场来等效杂散磁场的测试方法。在对该测试方法的论证上,基于大量数值仿真计算结果,构建了一个表征上述杂散磁场以及干扰磁场最大值的近似计算式。依据该近似计算式,可建立表征上述磁场等效关系的数学模型,反推得到通电偏心母线及其返回导体的摆放位置。基于研究结果对某厂家生产的HCT受外磁场干扰进行仿真计算,该方法得到的干扰磁场分布曲线与其最大杂散磁场分布曲线基本一致,因此可较准确、有效地模拟三相三线制系统水平排列母线上HCT受到外电流产生的杂散磁场的干扰。

大电流互感器的屏蔽绕组电流分析与优化

为提高大型发电机组中大电流互感器的稳定性和可靠性,提高整个电力系统的安全,用ANSYS软件仿真 分析和优化设计15000/5A三相电流互感器的屏蔽绕组电流。仿真结果表明:4段屏蔽绕组并联和2对屏蔽绕组反极性串联二种方案较优。

用于等效测试大电流互感器抗干扰性能的非均匀缠绕线圈的设计方法

为了更准确地验证非均绕等安匝法的物理原理,探索实施非均绕等安匝法的最佳技术路线,提出了非均绕等安匝法用非均匀缠绕线圈参数的优化设计方法。为此,首先完善了表征干扰磁场的解析模型,并利用铁芯汇集系数修正了干扰磁场的解析计算结果;基于大量的数值仿真试验结果,推导出了适用于大电流互感器的铁芯汇集系数经验公式;进而依据表征线圈泄漏磁场的解析式,提出了两种用于优化非均匀缠绕线圈参数的设计方法,即L2范数最小法和部分级数求和法。通过数值仿真,分析了基于这两种方法得到的线圈泄漏磁场与外电流产生的杂散磁场之间的误差,发现这两种方法可将两种干扰磁场之间的误差由之前的约20%降低到约1%;通过物理试验,验证了该非均匀缠绕线圈参数优化设计有关结论的正确性。

大电流互感器内磁屏蔽方案的方向性研究

采用物理试验与数值仿真相结合的方法,分析了大电流互感器平衡绕组屏蔽性能的方向性。

大电流互感器五相外电流杂散磁场分析与等效方法

利用正、负序分解法,定性分析了五相外电流在大电流互感器铁心中产生的杂散磁场的特性,基于单相外电流产生杂散磁场的物理数学模型,并运用相量法得到了杂散磁场的解析方程。通过试验验证了解析模型的正确性,并对如何实施大电流互感器抗外磁场干扰性能测试提出了建议。

并网电厂发电机出口侧大电流互感器现场误差校验技术研究

提出了一种并网电厂发电机出口侧大电流互感器现场误差智能校验系统方案及其校验方法,解决了发电机出口侧大电流互感器按规程现场校验电源容量无法实现、电源三相不平衡、设备容量要求大以及体积重量大的难题,可实现发电机出口大电流互感器误差的准确、智能、高效的测量。

大电流互感器试验中电源串联技术的应用

阐述功率电力电子电源与电工电源串联技术,采用三相桥式整流技术和单相正弦逆变技术,将三相380V的电源转变成单相可调电压源,为大功率升流器提供电源。采用功率电力电子电源与电工电源串联的技术,实现大功率下供电由三相电源来供电,提供更大的电源容量,提高电源利用率,减小供电线路的电流,而且保证了现场供电的三相基本平衡。

100kA大电流互感器现场校验方法的研究

为了解决100 kA大电流互感器的误差现场校准及量值传递溯源问题,笔者介绍了一种利用等安匝原理测量大电流互感器的负载励磁电流及小校大的方法来确定100 kA大电流互感器的误差,首先通过测量大电流互感器二次绕组直流电阻和二次负载励磁电流误差,然后在小电流下测量大电流互感器的基本误差,最后计算线性匝比误差,并推算100 kA大电流互感器的实际误差值,很好地解决了大电流互感器现场升流困难的量值传递问题,并通过大量的试验数据论证了该方法的可行性和正确性。结果说明该方法是完全正确的,且具有现场可操作性和实用性。

自平衡式直流大电流互感器自校准方法误差分析

直流大电流精确测量在多个领域有着广泛应用需求,磁场干扰和校准技术等因素一直以来制约着直流大电流互感器校准精度的提高。文中对现有的自平衡式直流大电流互感器自校准方法存在的问题进行分析,提出一种直流大电流互感器等磁通自校准方法,分析了自平衡式直流大电流互感器等磁通自校准方法的原理和误差,推导了误差传递公式,评定了标准不确定度,该方法具有初级绕组漏磁影响固定,校准误差不确定度小,扩展量程快等优点,优化后算法在综合性能上有大幅提高,同时具有了非常强的抗干扰能力,克服了等安匝法、参考绕组法、加法和乘法自校准的校准状态和使用状态不一致的缺陷,能够在实际工作状态下实现电流比例标准的高准确度、高效率扩展,更能够满足现阶段对直流电流互感器的校准需求。

60kA大电流互感器检定一次回路试验装置设计

60kA大电流互感器检定存在一次大电流提升困难的问题,其主要原因是电流互感器一次回路阻抗太大,功率消耗也太大,导致检定电流互感器时电源和升流器容量难以满足试验要求。通过对电流互感器一次回路的电路分析和升流器输入阻抗测试,提出增加一次导体有效通流面积、尽量减小一次导体的长度和一次回路所包围的面积、采用环形铁芯的升流器、多匝并联穿心的方法以及用容性无功补偿来平衡回路的感性无功等措施,以减小一次回路的功率消耗;设计了60kA大电流互感器检定一次回路试验装置,使电流互感器一次回路功率消耗减小为理论值的12.3%,很好地满足了60kA大电流互感器检定的试验要求,使60kA大电流互感器检定时可用较小的功率消耗提升电流为额定值,达到全电流下检定的目的。

保护用大电流互感器抗电磁干扰能力的等效测试方法

针对带屏蔽绕组的保护用大电流互感器抗电磁干扰能力的测试问题,传统非均绕等安匝测试方法在实际中被较多地采用。该文在物理实验研究的基础上对以传统的等效测试方法测得结果存在的不确定性进行了分析,指出了其不能满足相应性能测试要求的主要原因。针对1 000 MW级大型发电机组配套使用的额定电流在30 kA及以上的保护用大电流互感器在受到邻相母线大电流干扰下的等效测试问题,提出了2种等效测试方法,从原理上论证了这2种等效测试方法的有效性,并进行了电磁数值仿真分析和验证。最后,给出了这2种等效测试方法相关技术参数的确定方法。

外电流杂散磁场引起GTA误差的机理分析

由于外电流产生的杂散磁场会改变线路上的大电流互感器（GTA）铁心的工作状态,使GTA产生附加误差,准确度下降,甚至引起GTA铁心饱和或者失效.基于等值电路模型和磁路模型分析了外电流对GTA的误差机理,研究了外部电流对电流互感器误差性能的影响,并对泄漏磁场造成GTA误差进行了实验计算,根据干扰机理分析结果提出了抗干扰应依据的基本原则.

30kA大电流压紧装置接线导体温升超标的原因探究

针对30kA大电流互感器误差试验时一次30kA大电流回路压紧装置接线导体温升超过限值的现象,分析了导致温升异常的3大原因:铜导体材质不合格、电阻值随温升的变化和集肤效应。采取了有针对性的措施,使温升降低到限值范围内,很好地解决了30kA大电流互感器试验时温升异常的情况,使误差试验正常进行。