集成于隔离断路器的电子式电流互感器

提出并实现了一种可与隔离断路器集成为一体的电子式电流互感器新型结构,介绍了产品的原理、结构及性能测试试验情况。产品利用空心线圈传感保护电流信号、低功率CT传感测量电流信号、远端模块就地采集空心线圈及低功率CT的输出信号、悬式光纤绝缘子保证绝缘并传输信号,具有绝缘结构简单可靠、体积小、质量小、测量准确度高、动态范围大、暂态特性好等特点。性能测试试验表明产品的测量准确度、温度特性及抗电磁干扰特性等关键性能满足入网运行要求。产品与隔离断路器集成为一体,能有效减小变电站的占地面积,即将在中国新一代智能化变电站使用。

用于智能型断路器的电子式电流电压组合互感器

介绍一种新型的用于智能型柱上断路器的电子式电压电流互感器。和传统的互感器相比,这种新型的互感器有好的暂态特性和兼容性,体积小,节约费用并易于数字式控制单元相连。笔者对新型互感器的原理和基本结构及试验情况进行了论述。

电子式电流互感器在罐式断路器中的组合应用

电子式电流互感器是智能变电站建设的重要组成部分,是实现信息化的关键技术,其测量准确度及可靠性对电力系统的安全、稳定和经济地运行有着重要的影响。针对电子式电流互感器在罐式断路器上的组合应用,分析了在罐式断路器特殊的运行和操作环境下,振动和电磁干扰对有源和无源电子式电流互感器测量精度的影响,为智能变电站中罐式断路器与电子式电流互感器的组合应用提供参考。

智能型电子式低压塑壳断路器的设计

从脱扣机构、灭弧室、动作机构设计及多体动力学虚拟样机在产品设计中的应用4个方面对电子式低压塑壳断路器设计方案进行了介绍。该类型产品具有高性能、高分断、高可靠性、智能化、保护特性精准等特点。设计方案的产品已通过权威的检测机构测试,可供同类项目参考。

开关操作对中压电子式电压互感器暂态性能影响研究

开关柜内隔离开关等开关操作引起的电磁暂态干扰,会通过电子式互感器传导至二次控制、计量设备,对电子式互感器一次绝缘和二次电子线路的抗干扰能力有极大的考验,可能会造成电子式互感器测量失效。文中通过电路分析与电磁暂态仿真,建立10 kV开关柜中电子式电压互感器电路模型,分析其在隔离开关开断空载母线下的暂态响应,发现电子式电压互感器暂态响应输出暂态幅值高达稳态输出值的几十倍,其中伴随着上兆赫兹的高频干扰,高频干扰频带主要分布在200 kHz、1.25 MHz和1.7 MHz附近。通过对比电磁式互感器,发现两者暂态特性大不相同,提出基于电磁式互感器所制定的电子式互感器暂态性能实验方案有待完善。仿真结果为电子式电压互感器实际工况运行提供了理论分析基础,有助于提升电子式电压互感器电磁防护性能和完善其暂态实验检测标准,提高其长期运行稳定性。

由暂态操作引起的电子式互感器采集单元信号线骚扰电流分析及测量

电子式互感器采集单元受隔离开关分合空载母线过程中产生的特快速瞬态过电压VFTO(very fast transient overvoltage)影响较为严重。为提升电子式互感器的抗电磁干扰能力,基于110 kV AIS隔离开关分合容性小电流试验平台,对电子式电压互感器采集单元信号线骚扰电流进行分析,并通过实测验证了分析的正确性。采集单元信号线L线骚扰电流主要由电容分压器低压臂电容输出瞬态过电压引起,采集单元信号线N线骚扰电流主要由电容分压器接地点瞬态地电位升引起,二者频率及幅值具有较大差异。为了研究共模骚扰电流的主要影响因素,基于分析、实测建立仿真模型,并通过不同工况下仿真及实测结果对比,验证仿真模型的正确性,仿真结果表明共模骚扰电流和地线电感、对地分布电容呈正相关。

电子互感器和隔离式断路器一体化关健技术研究

通过分析隔离式断路器与电子互感器一体化现有的两种方案所存在的技术问题,并结合现有两种方案的技术优点,提出了一种新型的组合方案,为隔离式断路器与电子互感器一体化设计提供了新的思路,以高度集成化结构方案进行仿真,为工程设计提供了技术参考。结合现有110 k V电子互感器产品与隔离式断路器组合为例分析计算,为该新型组合方案的可行性提供了技术支持。主要研究了新型组合方案中高度集成化原则下电子互感器与隔离式断路器相互之间绝缘的影响。利用ANSYS有限元分析法,分别对隔离断路器合闸状态与分闸状态下电子互感器与隔离断路器各自独立的内外电场值及电场线分布趋势进行了仿真分析,从而得出在无源电子互感器与隔离断路器高度组合的条件下,相互的电场影响极小,不影响各自的正常运行,易于实现一体化。

基于隔离开关分合操作的电子式互感器电磁兼容检测系统

为深入研究隔离开关分合时产生的暂态强电磁过程对电子式互感器的影响,建立了基于500 k V空气绝缘开关设备（AIS）隔离开关分合操作的电子式互感器电磁兼容检测系统。系统中的高频电流电压组合测量系统采用Rowgowski线圈和电容分压器作为传感器,传感部分和数据采集部分具有良好的电磁屏蔽。对高频电流电压测量系统进行了标定：高频电流测量带宽为1 Hz^10 MHz,高频电压测量带宽为0.1 Hz^30 MHz,满足测量要求。现场实测结果表明：在检测系统上实现了隔离开关分合闸时高频电流、高频电压和电子式互感器输出波形的同时测量,获得了隔离开关分合闸时暂态电流电压典型波形和电子式互感器输出波形。通过波形比对,可实现隔离开关分合操作时电子式互感器受暂态强电磁干扰的影响分析。

气体绝缘开关设备的隔离开关分合操作对电子式互感器电磁兼容特性的影响

为深入研究气体绝缘开关设备（GIS）隔离开关分合操作对电子式互感器电磁兼容特性的影响,研究了隔离开关操作过程中电磁干扰信号对电子式互感器影响的大小与各种耦合途径,建立了基于500 kV GIS隔离开关分合操作的电子式互感器电磁兼容试验系统。利用开发的试验系统,对500 kV GIS隔离开关操作产生的暂态过程进行实地测量,并对系统中接入的电子式互感器进行输出测试。试验系统获得了VFTO和VFTC的典型波形、隔离开关间隙的击穿电压特性和燃弧规律以及电子式互感器典型故障。结果表明：该试验回路产生的VFTC幅值最大值为826.8 A,上升速率约为6.51 kA/μs;VFTO最大过电压倍数为1.22,上升速率约为17.2 kV/μs;暂态测量结果与理论预期水平较相符,准确地反映了暂态过程的真实情况;电子式互感器IEC标准与现场电磁环境存在显著差异;针对电磁干扰的不同耦合途径提出的抗干扰措施,可有效提高电子式互感器电磁兼容水平。

基于ARM的电子式互感器合并单元的设计

遵循国际电工委员会标准IEC61850-9-1和IEC60044-8的合并单元(Merging U-nit)是电子式电流/电压互感器的重要组成部分。合并单元包括三个功能模块:同步功能模块、接收和处理多通道信号模块、通讯功能模块。本文通过对合并单元功能的简要分析,提出了一种基于ARM微控制器的合并单元实现新方法。该设计基于ARM嵌入式硬件平台,采用μC/OS-II为实时操作系统,利用以太网控制器CS8900实现网络接口数据的传输。本文所介绍的合并单元的设计,符合IEC6185和IEC60044-8标准,可用于电子式互感器数字化的输出,具有工程实用价值。

Rogowski线圈电子式电流互感器实时仿真模型

基于电力系统实时数字仿真系统(RTDS),研究并建立了Rogowski线圈电子式互感器的数值仿真模型和通信模型。建立了Rogowski线圈等值电路、数字积分器、重采样以及相位补偿等环节的数学模型,利用GTNET,依据IEC61850-9-2标准实现了采样值的编码与发送;根据IEC61850标准,利用采样值虚拟端子的概念建立了该电子式互感器的通信模型;开发了系统配置器以完成RTDS与实际保护、测控装置之间的可视化的数据流配置。闭环测试结果表明,提出并实现的电子式电流互感器实时仿真模型有利于提高数字化变电站系统测试的有效性。

应用于断路器中的光供电式空心电流互感器

介绍了一种应用于断路器中的光供电式空心电流互感器的原理、结构及性能。提出采用光纤在高、低压侧间传送测量信号及其高压侧所需要的能量,绝缘结构相对简单,将空心电流互感器组合在断路器中可减小设备占地面积和体积。所研制的电流互感器采用基于印刷电路板的空心线圈的结构,线圈二次绕组无需手工绕制和电阻调整;并对额定电流20 A,300 A及3 000 A的样机分别进行了测试,结果表明该系列电流互感器计量准确度均达到0.2S级,保护准确度为5P20。

基于电容分压器的电子式电压互感器的研究

在分析传光型电压互感器当前技术和发展的基础上,系统地总结并提出了电子式电压互感器的基本原理和设计要求。分析了基于电容分压器为感应探头的电子式电压互感器的基本原理和结构。给出了以因瓦合金为材料的同轴电容分压器的原理和设计方法。论述了电子式电压互感器的优点和性能。

电子式互感器开关操作抗扰度与电磁兼容试验等价性分析

依据相关标准通过电磁兼容试验的部分电子式互感器,在实际运行中,仍然存在稳定性差、易受干扰等问题。为给电子式互感器可靠性研究提供参考,文中将实际运行中电子式互感器的典型电磁干扰源—开关操作与对应电磁兼容试验项目进行等价性的研究剖析。首先介绍研究背景,其次描述电子式互感器运行中开关操作干扰的特性,最后分析电子式互感器开关操作抗扰度与电磁兼容试验的等价性,并对电子式互感器可靠性发展作出宏观展望。

电子式电压互感器的研究与设计

在分析电子式电压互感器当前技术和发展的基础上,系统总结并提出了电子式电压互感器的原理和设计要求.分析了传光型电压互感器的系统组成,给出了以电容分压器测量电压的电子式电压互感器的原理和设计方法,论述了电子式电压互感器的优点和性能.

遵循IEC61850的电子式互感器合并单元的设计

随着电子式电流、电压互感器的实用化和变电站开关设备的智能化,国际电工委员会制定了相应的变电站过程层与间隔层的通信标准。分析比较了相关国际标准,指出合并单元是实现过程层与间隔层串行通信的重要部分,并设计出了一种基于ARM微处理器的合并单元模型。该设计基于ARM嵌入式硬件平台,采用Linux实时操作系统,利用以太网控制器RTL8019AS实现ECT/EVT数据的传输,具有工程实用价值。

电子电流互感器与断路器触臂集成的绝缘结构设计

文中介绍了电子式电流互感器与ZN-12/D1250-31.5型户内交流高压真空断路器(VCB)触臂集成的绝缘结构设计。基于断路器及开关柜固有结构、电子式电流互感器线圈设计尺寸建立仿真模型,阐述了如何借助电场仿真软件,对电子式电流互感器与断路器触臂布置方式、环氧树脂浇注厚度和屏蔽罩布置方式、环氧树脂包裹触臂长度等绝缘影响因素进行优化完善。对触臂集成电子式电流互感器的断路器样机及电子式电流互感器样机分别在国家质量监督检验中心(西高院试验站)进行型式试验验证,验证了该设计方案的可行性。

倒母操作引起电压互感器低压侧断路器跳闸

1故障情况 某500kV变电站220kV部分主接线为双母线双分段方式，如图1所示（与本起故障无关的隔离开关未画出）。因220kV正母分段断路器QF3的A相倒置式电流互感器上部发生渗油缺陷，必须将QF3由运行状态改为检修状态。因2号主变220kV断路器QF1运行于副母I段母线，

±500kV电子式直流电流互感器设计及检验

介绍了一种适用于±500kV高压直流系统的电子式直流电流互感器。与传统直流互感器采用的电磁感应原理不同,该互感器采用分流器+罗氏线圈+光纤传输模式,由分流器测量直流电流,罗氏线圈测量谐波电流,将光纤复合绝缘子作为光信号传输通道,利用光纤传导技术解决了传统测量技术中高低压间信号隔离的难题,通过温升和精度试验证明了该互感器的主要技术参数满足高压直流电流测量系统设计指标。

万能式断路器电流互感器的设计

电流互感器在断路器实现各项保护、监测和报警功能中起着极为重要的作用。介绍了电流互感器的结构和功能,分析了电流互感器设计计算,可采用理论计算结合仿真计算的方式,确定合适的线圈参数、骨架截面积及铁心材质,并严格管控电流互感器的加工工艺,才可设计出满足断路器产品需求的电流互感器。