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。

基于小波能量熵的电磁式电压互感器绕组故障检测

电磁式电压互感器高压绕组层数多,绕组端部电场变化剧烈,长期运行极易导致绕组层间绝缘故障。为进一步提高绕组层间故障诊断的可靠性,提出一种基于冲击响应电压小波能量熵的电磁式电压互感器绕组绝缘检测方法。该方法采用高压脉冲波对正常电压互感器和故障电压互感器原边分别进行冲击实验,利用sym4小波对高压绕组冲击响应电压信号进行离散小波分解和重构以消除噪声信号的干扰,并用重构的信号计算小波能量熵,作为绕组层间故障诊断的特征参量。实验结果表明正常绕组与放电故障和短路故障绕组的小波能量熵区分度为86.5%和28.3%,可以有效判别绕组层间绝缘状态,根据故障绕组的小波能量熵值大小可以较好地区分故障类型。

电磁式电压互感器二次侧电压异常现象分析

在发电厂不接地系统及35kV以下变电站中运行着大量电磁式电压互感器,当一次系统电气量参数不对称及电压互感器特性不一致时,会导致电压互感器二次侧电压存在较大不平衡。电压互感器一次侧中性点接地方式不合理也会对二次侧电压有直接影响,导致可能存在高次谐波分量。这些异常的电压量会对二次侧用户设备保护执行、电压调节等产生影响,对此,文章着重讨论上述异常现象中,对电压互感器二次侧电压的影响。

一种基于低频窄带扫描的电磁式电压互感器杂散电容测量与精确建模方法

与电力变压器相比,电磁式电压互感器(PT)具有更大的杂散电容,这将使其磁滞曲线的绘制以及宽频仿真模型的构建更加困难,难以进行精确的铁磁谐振仿真。目前,工程上常用频率扫描的方式计算高频高压变压器的分布电容。但是该方法需要数MHz的扫频范围,难以应用于工作在低频下的PT设备。该文提出一种低频窄带的频率扫描方法,通过在PT与变频电源端口之间串联电感的方式,将扫频试验的谐振点降至低频范围内,对杂散电容的数值进行了精确计算。该方法所需的扫描频段窄、扫描频率低,降低了对电源与测量设备的硬件要求,避免了由于高频试验带来的损耗问题。进而,可以分离PT端口电流中的容性电流与励磁电流分量,对磁滞曲线进行精确绘制。最终,可以建立包含铁心磁滞与杂散电容的π型仿真模型。仿真结果具有较好的频率响应特性,与试验结果的相似系数保持在95%以上,优于现有的仿真模型。

电磁式电压互感器常见故障及应对措施综述

作为电力系统中广泛使用的设备,电压互感器与电力系统的安全稳定紧密相连。研究应对电压互感器故障的有效措施对保障电力系统的正常运行具有重要意义。文章选取在电力系统中普遍使用的电磁式电压互感器为研究对象,首先针对电磁式电压互感器出现的铁磁谐振故障、二次侧多点接地故障、回路断线故障和接线错误故障的机制及其危害进行了分析;然后,介绍了广泛应用的消谐措施的基本原理,深刻分析了其优缺点,并在此基础上介绍了传统措施的改进方法和能更好适应复杂情况的柔性消谐策略;最后,介绍了互感器多点接地、回路断线和接线错误的应对或防范措施。通过对各种故障处理方法的梳理,以期为研究电压互感器故障应对措施提供一定参考。

基于流敏电阻的电磁式电压互感器高压侧消谐技术研究

近年来,干式电磁式电压互感器过电压故障频发,且电磁式电压互感器过电压抑制措施在技术性或经济性方面均存在一定的缺点。针对该问题,提出一种基于流敏电阻的电磁式电压互感器高压侧消谐技术,该技术通过在电压互感器高压侧加装基于流敏电阻的消谐装置来实现对过电压的抑制。通过建立基于ATP-EMTP的仿真模型,对暂态过程中高压侧限流消谐装置的动态响应特性以及电压互感器的采样精度进行仿真分析。研制电磁式电压互感器高压侧限流消谐装置,并建立实验平台模拟实际过电压工况,对所研装置进行有效性验证。仿真与实验验证结果表明,该技术能够实现对电压互感器谐振的抑制,有效预防故障发生。

电磁式电压互感器铁磁谐振特性分析

在中性点不接地系统中,星型接线的电磁式电压互感器一次绕组励磁电感与系统对地电容构成回路,因系统操作中过电压、过电流造成电压互感器铁磁元件饱和,引发谐振,极易导致互感器损坏。通过对实际案例的分析,结合仿真计算,对电磁式电压互感器铁心饱和引发铁磁谐振的条件以及消谐措施进行了验证,并对现有电磁式电压互感器励磁特性的试验标准提出了改进意见,为系统设备选型、故障分析等阶段提供依据。

基于数学建模的电磁式电压互感器误差低压测量研究

为建立一种新型的用于电磁式电压互感器误差测量的数学模型,首先针对双绕组和多绕组电磁式电压互感器进行误差体系建模,进而对其误差控制策略进行模型分析,最后在CAE Simulink仿真平台上构建运行环境,对其进行仿真测试。通过测试发现,不同额定功率负荷条件下,测差法测试仪存在一定的测量误差,其误差率为-0.027%~-0.029%;而采用低压法进行测量,其在不同的二次负荷条件下,均表现出不超过±0.010%的误差测量能力;不论采用测差法还是低压法进行测量,在二次超负荷状态下,电压读数均有显著下降,其中测差法下降0.011%,低压法下降0.016%。由此可知,采用低校高法进行电压测量可以成为规程许可的主流一次电压测量技术体系,有工程学现实意义。

10 kV电磁式电压互感器高压侧熔断器频繁熔断事故的诊断分析及改善措施

恩施某220 kV变电站10 kV母线电压互感器(PT)频繁发生单相、两相、三相熔断器熔断事故,并伴随着PT谐振告警、母线接地告警现象。结合现场对PT进行的绝缘、励磁特性等诊断性试验及对10 kV系统电容进行的电流测试,得出了系统发生铁磁谐振及超低频振荡,产生过电压及饱和过电流,导致电压互感器高压熔断器频繁熔断的结论。最后提出了改善PT励磁特性及加装消弧装置等有效防范措施,并进行了相应的整改实施,取得了良好的应用效果。

电磁式电压互感器中性点涌流治理技术研究与应用

针对近年来中低压配电网电压互感器(Potential Transformer,PT)因铁磁谐振频繁烧毁的问题,本文提出了通过安装具有正温度特性的电压互感器中性点涌流装置来有效抑制电压互感器一次涌流。首先,对铁磁谐振产生的机理和危害进行了理论分析,通过ATP-EMTP搭建了10kV电力系统故障仿真模型,探究了发生单相接地故障和断线故障后电压互感器绕组电压、电流以及一次侧中性点涌流的变化情况,对此提出了有效的中性点涌流抑制措施,通过对比消谐前后的电压电流参数,验证了所提治理方法的有效性,最后,通过引入一起实际算例,验证了所提治理方案的可行性。

特高压气体绝缘开关设备中电磁式电压互感器耐受特快速暂态过电压的特性分析

为满足系统同期合环的要求,特高压气体绝缘开关设备(GIS)中安装有电磁式电压互感器(IVT)。GIS内部隔离开关操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),可能引起IVT绕组出现电压分布不均的问题。为掌握特高压工程用GIS IVT在VFTO下的耐受特性,采用仿真和实测相结合的方法对其绕组在VFTO下的电压分布进行了研究。建立了IVT的端口模型和绕组电压分布计算模型计算其端口VFTO和绕组电压分布,并通过陡前沿冲击电压下绕组电压分布试验予以验证。通过仿真计算,获得了特高压变电站IVT端口的典型VFTO波形及其作用下的绕组电压分布特性。计算表明电压沿绕组分布整体比较均匀,绕组端部匝间、层间开口位置电压分布相对集中,试验结果初步也验证了仿真结果。根据仿真和试验结果,校核了绕组电压分布集中位置的绝缘耐受能力。进一步说明在实际特高压工程中,IVT绝缘耐受VFTO具有足够的裕度;在产品的优化设计中须加强绕组首端匝间和层间绝缘,以进一步提高其VFTO耐受能力。

电磁式电压互感器冲击电压响应特性试验研究

对于电力系统的继电保护来说,暂态量保护能大大提高保护的动作时间,要实现暂态量超高速线路保护就必须掌握各类互感器的传输特性。通过高压冲击试验,研究电磁式电压互感器的传输特性,讨论通过其进行暂态量线路保护的可行性。试验研究表明,电磁式电压互感器在冲击电压响应过程中存在明显的静电感应现象,可以无时延地传输一次侧脉冲的信号和极性,基于此可以构建新型的行波保护方法;在相同时间参数冲击电压下,电磁式电压互感器绕组的传递函数为一线性函数;且随着一次侧冲击电压波头时间变小,二次电压波形中自由振荡过程时间变长,振荡幅值变大。

电磁式电压互感器的铁磁谐振仿真研究

在中性点不接地配电系统中,由于电磁式电压互感器(PT)励磁电感的非线性特性,会在一定条件下产生铁磁谐振,影响系统的安全运行。笔者以ATP-EMTP仿真软件对铁磁谐振及多种消谐措施进行了仿真分析和综合比较,结合仿真分析及实际工程应用情况,认为在众多消谐措施中PT一次侧中性点接消谐器和4PT接线方式是比较好的消谐方法。

从电磁式电压互感器到光学式光纤电压互感器

介绍了用于电力系统测量和保护的新型光学式光纤电压互感器的特点、发展状况、测量原理。

电磁式电压互感器引发的铁磁谐振的研究

通过仿真分析了影响铁磁谐振产生的两个重要因素,并给出了铁磁谐振发生时各相电压的特征。在模拟10kV电网实验室进行物理实验,证明了仿真结论的正确性。

电磁式电压互感器“低频过电压激励-响应”逆问题求解

电磁式电压互感器(PT)作为电力系统中已大规模应用的电压感知设备,在低频电磁暂态电压激励下可能出现铁心饱和,引起二次响应电压波形畸变、测量误差激增。通过求解PT的“低频过电压激励-响应”逆问题,由PT二次响应电压计算得到其一次激励电压。该文基于电磁对偶原理建立计及铁心深度饱和特性的PT正向电路模型及其参数提取方法,进而构建其逆向数学模型,提出PT“低频过电压激励-响应”逆问题的求解方法。针对10kV真型PT的低频暂态仿真与试验数据进行“低频过电压激励-响应”逆问题求解方法的验证,结果表明:提出的逆向求解方法可将PT的低频电磁暂态测量误差从65.6%降低至10%,解决了其在低频暂态电压激励下的测量失真难题。

10kV电磁式电压互感器熔断器频繁烧毁事故分析

10kV电磁式电压互感器一次熔断器频繁发生烧毁事故,分析排除铁磁谐振引发事故的可能性,结合现场运行状况,利用ATP-EMTP电磁暂态仿真分析超低频振荡引起的过电流问题,得出超低频振荡导致电压互感器一次侧熔断器电流过大烧毁的结论,进一步核实发现消弧装置未投入运行是超低频振荡未得到压抑的主要原因,并提出有效整改和防范措施。

电磁式电压互感器高压侧中性点加装消谐器后引起绝缘击穿的原因分析

分析了电磁式电压互感器高压侧中性点加装消谐器后引起绝缘击穿的原因。

电子式电压互感器电磁兼容性能的优化设计

电子式电压互感器作为电力系统数据采集的重要设备之一,其测量的准确度及运行的稳定性是保证电力系统可靠运行的重要因素。然而,由于电磁干扰的存在,实际运行中电子式电压互感器二次侧受电磁干扰的影响较大。利用有限元分析方法建立了电容分压型电子式电压互感器的二维模型,并利用有限元分析法对其进行电磁场计算,通过分析外屏蔽结构、主电容量以及周围电场变化对电容分压器测量准确度的影响,对其进行电磁兼容性能的优化设计。结果表明,优化设计后的互感器抗干扰强度高,研制的样机性能优异,挂网运行中可满足0.2级准确度要求。

电磁式电压互感器引起的谐波谐振研究

对电磁式电压互感器铁心饱和引起谐波谐振的发生原理进行了分析,并论述了发生铁磁谐振的判断方法。