电子式电流互感器应用现状及发展趋势

电流互感器在电力系统的交流电测量、继电保护、电力设备检修控制等相关领域均具有十分重要的地位。目前电磁式电流互感器逐渐暴露绝缘差、抗干扰能力弱等多种缺点,而电子式电流互感器凭借自身绝缘性好、体积小、可数字化等特点有望成为未来电气领域检测电流的主要设备。本文以电子式电流互感器的研究发展现状切入,通过空心线圈电流互感器(即Rogowski线圈式电流互感器)、低功率电流互感器(LPCT)、光学电流互感器展开进行系统论述,重点分析各自的组成结构及工作原理,并对其优缺点进行总结,提出改进之处。在此基础上指出电子式电流互感器在设备供能、环境适应、传感方式等方面所面临的挑战,并从传感机制和传感材料对其未来的发展趋势做出展望。

电子式零磁通型直流电流互感器测量方法优化及故障检测

对高压电子式零磁通型直流电流互感器测量精度校验方法进行研究,并对其电子模块和一次设备离线测试的基本方法进行优化改进。同时利用该方法对在运设备进行故障检测,调整其运行性能,提高运行可靠性。

±1000kV特高压直流电流互感器集肤效应分析及结构优化

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在我国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着±800 kV特高压直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级的±1000 kV特高压直流输电技术的发展成为可能。直流电流互感器是用于直流输电系统电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置。利用分流器测量直流大电流,结构简单,性能稳定可靠,但系统谐波电流引起集肤效应可能会对测量和保护产生影响。为推进特高压直流设备的国产化进程,更好地研究±1000 kV特高压直流电流互感器,首先对研制±1000 kV特高压直流电流互感器的必要性进行了讨论,对直流分流器集肤效应的影响进行了理论分析,同时,在依据±500 kV贵州一广州直流工程中直流分流器结构设计的基础上,对于±1000 kV特高压直流互感器分流器进行了选型、结构设计、性能及关键技术等方面的研究,根据得到的设计原则而设计的直流电流互感器满足准确度和相关特性的要求,该研究结果对研制±1000 kV特高压直流互感器具有指导作用,对于±1000 kV直流电网的建成具有重大意义。

用于高压直流的光电电流互感器研究

介绍了一种光电电流互感器的基本原理。针对传统互感器的不足,提出了全新的设计方案,使用分流器作为传感头,配以数字化处理电路,采用了光供电和光纤传输数据,并同时给出模拟和数字两种输出。初步试验表明,该方案切实可行。这种互感器动态性能好,在体积、重量和造价方面优势明显,有望在直流输电中获得应用。

±1000kV特高压直流电流互感器选型及结构设计

直流输电作为一项成熟、可靠的大容量、远距离输电技术,在中国跨省、区联网工程中发挥了重要作用。随着特高压±800 kV直流输电工程的顺利开展和实施,更高电压等级±1 000 kV直流输电技术的发展成为可能。直流互感器是供直流输电系统用电能计量、电量监测、电力系统控制与保护的重要装置,由于直流互感器的技术比交流互感器复杂,制造难度大,国内用量少,且事故率很高,所以一直没有得到推广,特高压±800 kV云南—广东和向家坝—上海直流工程中直流互感器均依赖于进口,中国未掌握核心技术。为推进特高压直流设备国产化进程,使得±1 000 kV直流电压等级的直流互感器研究成为必然。笔者在对比分析目前直流互感器的类型,同时又参照±800 kV直流工程中直流互感器的运行情况的基础上,对于±1 000 kV直流互感器进行了选型及结构分析。分析结果表明:±1 000 kV特高压直流互感器的研究在世界上尚属首次,研究成果对于±1 000 kV直流电网的建成与否起到极其重要的作用,中国掌握核心技术,大量节省工程建设资金,使中国的直流互感器技术达到世界领先水平。

柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验技术研究及其测量装置研制

针对柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验技术及试验设备难以满足现状的问题,开展阶跃响应特性及相关保护特性试验技术研究,提出基于模块化组合方式的直流电流互感器阶跃响应试验技术,研制直流电流互感器阶跃响应测量用的快速上升长脉宽试验大电流源,完成柔性直流输电用直流电流互感器阶跃响应等验证试验。仿真和试验结果表明,所提出的柔性直流输电用直流电流互感器保护特性试验方法,可大幅度减小试验电源容量,满足标准要求的快速上升长脉宽阶跃方波大电流模拟输出,其性能满足柔性直流输电工程用直流电流互感器保护特性及阶跃响应试验要求,解决直流互感器保护暂态特性难以准确评价的难题。

抗直流电流互感器校验仪检定方法研究

目前国内对于抗直流电流互感器校验仪的检定研究,除了正弦全波电流信号情况下的校验仪准确度计量可以通过整体检定方法得到传递外,对于正弦半波电流信号的测量,尚无专业校准设备可以完成。该文提出一种能满足正弦全波、全波带直流、正弦半波三种测试条件的抗直流互感器校验仪整体检定技术,分析抗直流互感器校验仪的工作原理和误差模型,特别对正弦半波工作电流情况下的校验仪误差检定和校准方法进行详细的研究,介绍该装置核心模块双路任意波程控信号源的工作机理和信号流程,并通过第三方测试设备对关键的谐波成份以及各种误差工况下的输出电流精度及稳定性进行测量和验证,对可能产生的装置不确定度进行了分析。测量结果证明,提出的整体检定技术达到预期效果,对于完善目前正在开展的抗直流互感器计量体系具有重要意义。

光电式直流电流互感器的研制与挂网运行

介绍了一种新型光电电流互感器的研制及实际挂网运行状况。该新型光电电流互感器克服了传统互感器的不足,采用光供能和光纤传输,实现了高低压完全电气隔离,并完成了全套型式试验。经过实际的挂网试运行,证明其各项性能良好,满足实际工程运行的需要。

HVDC电子式电流互感器现场校准方法及关键问题

直流电流互感器(direct-current current transformers,DCCT)是高压直流输电系统中的重要测量设备。为保证其准确可靠,DCCT投运前和停电维护时需现场校准。对于电子式DCCT现场抗干扰及数字化同步两大关键问题,该文提出电子式DCCT的校准方法并设计一套校准系统,主要包括直流电流源、作为标准器的磁调制式直流电流比较仪(DC current comparator,DCC)和具有光纤数字同步的电子式DCCT校验仪。重点对标准器和校验仪进行了现场抗干扰分析,对于标准器现场使用时可能遇到的母线偏心和邻近通流导体干扰情况进行仿真分析,优化磁屏蔽结构,研制了DCC样机,经中国计量科学研究院校准,该DCC不确定度为5×10-6,在此基础上进行了母线偏心和邻近导体影响测试,验证了优化的屏蔽结构能够有效抵御现场干扰;为检验校准系统,采用0.2级DCCT进行了校准测试,结果表明校准系统不确定度优于5×10-4。

500kV SF6气体绝缘直流电流互感器的设计

我国直流输电线路及换流站的数量及发展速度在世界上处于领先地位,但是作为直流电网电量监测及保护的重要设备,直流电流互感器却存在许多问题,故障率很高。为此介绍一种采用饱和电抗器原理研制的SF6气体绝缘500kV直流电流互感器,设计上保证了内部直流电场强度与暂态电场强度分布合理,经过近2a的挂网试运行,各项电气性能稳定、可靠。

高压直流电流互感器稳态误差校验技术研究

精确测量直流电流是高压直流输电工程安全稳定运行的重要前提。高压直流电流互感器稳态误差校验技术是确保高压直流电流互感器测量精度的重要保证。针对目前主流运行的高压直流电流互感器并依据国家标准,文中提出了一种直流电流互感器稳态误差校验系统的设计方案,并采用相关设备搭建了误差校验系统。通过试验分析和对比,证明了该直流电流互感器误差校验系统的有效性,达到了实用化要求。

有机复合绝缘干式高压电流互感器及其发展

文中介绍了笔者研发的一种具有自主知识产权并在国内外应用超过20年的,以涂覆硅油的聚四氟乙烯薄膜等复合材料为主要绝缘的干式高压电流互感器。该产品较油纸绝缘和SF;气体绝缘高压电流互感器,在安全性、可靠性、重量、制造成本、生产效率和许多技术参数如极低的局部放电量和介质损耗因数等方面具有较大的优势。文中还介绍了这种电流互感器额定电压已从低到高、类型从单一到成系列、以及从国内到国外的发展情况。目前该技术已臻于成熟,已应用于国内和30多个国家,产品运行安全可靠,在高压电器行业中独树一帜。

直流电流互感器应用比较

直流电流不具有电磁感应能力,无法利用波的特性进行测量,因此基于各种物理原理的直流测量方法应运而生。文章梳理传统的电压测量和霍尔元件测量、应用较广的零磁通测量法以及技术最先进的磁光测量直流电流互感器。对各种直流电流互感器原理进行分析,得出相对应的应用范围和优缺点。

纳米晶软磁合金在高压电流互感器中的应用研究

分析了影响高压电流互感器测量误差的因素，及仪表保安系数ＦＳ与磁介质之间的关系，对比了纳米晶合金铁心与１Ｊ８５坡莫合金铁心用于高压电流互感器的结果。

一种新型干式高压电流互感器

介绍了一种新型(LRGBJ)干式高压电流互感器的研制过程、结构特点、应用情况及发展前景。该电流互感器是用有机绝缘替代油瓷绝缘的新型高压电器。它构思独特、结构新颖、性能指标先进,是不同于国内、外传统充油和充SF_6气体的电流互感器的一种全新高压电器产品。

高压电流互感器变比分析

工程中常见的多变比高压电流互感器可通过改变一次绕组串并联连接方式以及二次绕组抽头的选择进而改变变比。通过对高压电流互感器变比的分析,有助于工程技术人员对多变比高压电流互感器概念的理解,同时也有助于现场工作人员从外观辨识一次绕组串并联方式。

高压电流互感器的误差分析及运行维护注意事项

电流互感器是利用变压器原理进行电流变换的一种电气原件，其主要作用是将高压电流和低压大电流变成电压较低的小电流，供给仪表和保护装置，并将仪表和保护装置与高压电路分开。电流互感器二次侧电流绝大部分为5A，也有一部分是IA，这使得测量仪表和保护装置使用起来安全、方便，也使其在制造上标准化，简化了生产工艺，并降低了成本。因此，电流互感器在电力系统中得到了广泛应用。

±500kV换流站直流电流互感器现场校准装置与技术

随着中国超高压直流输电工程大量建成并投入商运,作为关系到直流输电系统稳定、安全、可靠运行的关键测量设备之一的直流电流互感器,目前主要依赖进口,并且还比较缺乏自主的产品性能检测手段和设备,因此,目前无论在换流站的投运前,还是在运行检修时,对其进行性能考察都比较困难,或成本很高,从而导致了难以准确掌控和把握该类型直流测量设备真实的运行状况。所提的直流互感器现场校准用设备与技术,通过在实际直流工程现场进行实际应用,证明了其有效性和实用性,并在实际应用中取得了良好的效果。

基于Labview的高压电流互感器在线校验系统

作为最重要的电力设备之一,电流互感器的准确度和稳定性是电力系统计量、保护和监测的重要保证,然而国内对电流互感器的校验只限于定期的检修,对在线运行的电流互感器进行监测成为新的研究热点。

接地极直流电流互感器宽频特性现场试验与分析

接地极直流电流互感器的宽频测量性能对直流输电系统控制保护意义重大,由于缺乏现场宽频特性试验技术和关键设备,一直未开展有效的现场检测。文中结合接地极实际运行工况,提出了一种接地极直流电流互感器宽频特性现场试验技术。研制了基于数字物理仿真的小型化高频电流源及一体化宽频试验装置,解决了多类型标准信号高准确度采集、提取以及数据同步的难题。为了降低现场试验对高频电流源容量的要求,建立了现场宽频试验一次回路等效分析模型,提出减小回路面积的两种可行方案,并在现场完成接地极直流电流互感器直流分量、频率响应、直流分量叠加谐波检测,验证了所提方法的有效性。