基于集成光学电场传感器的过电压测量技术

通过测量电场获取电力设备实际遭受的过电压对于电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受试验标准制定具有重要的指导意义。为此,提出了一种基于集成光学电场传感器的过电压测量技术。首先,介绍了该测量技术的基本原理;其次,研制了集成光学电场传感器,并对过电压测量系统的响应速度、频率响应等性能指标进行了测试;最后,采用所提出的测量技术对220 k V母线投入电容式电压互感器(CVT)、投入避雷器期间产生的过电压分别进行了测量。结果表明:过电压测量系统的响应速度达μs级,频率响应在5 Hz^100 MHz内比较平坦;在投入CVT和避雷器的暂态过程中,过电压上升时间约为几μs,过电压倍数可达1.73倍。测量结果反映的物理过程与理论分析一致。

500kV CVT内置低压电容C_3测量过电压波形的试验研究

为验证基于内置低压电容C3电容式试验互感器(Capacitor Voltage Transformer,CVT)测量电力系统过电压波形的分压方式,即低压电容C3与高压电容C1和中压电容C2进行串联分压作为低压臂输出,基于无锡日新厂500kV CVT进行设备改造,串入了自制大容量无感电容单元(54μF)C3,分别进行了模拟工频过电压试验、操作冲击试验和雷电冲击试验。对采集获取的C3两端输出的数字电压波形信号进行了时、频域分析,以及分压比稳定性验证。试验和数据分析结果表明,串接自制大容量无感电容C3两端输出的电压波形光滑平稳,基本无过冲和振荡,分压比与设计值的相对偏差小于1%,即该分压方式适合用于超高压电网系统单次过电压波形的测量。

500kV GIS中快速暂态过电压的测量

利用微积分测量系统对500kV GIS中因隔离开关操作产生的快速暂态过电压进行了实测,并给出了部分测试结果。

基于一次电光效应的非接触式过电压监测传感器

高压电网中过电压的测量对于研究过电压的行为特征和绝缘配合设计具有重要的意义。为了实现高压电网的安全准确测量,采用具有良好一次电光效应特性的铌酸锂晶体设计了无源集成的光电电压传感单元以及使用该单元的非接触式过电压监测传感器。传感器的分压单元由单元自身电容和定值电容并联构成的低压臂电容与高压导线和感应金属板的耦合电容串联构成。光电电压传感单元全光纤连接,只需感应从分压单元引出的较低幅值电压信号,且无需在传感器安装点提供电源。对设计的传感器的各项测试表明:该传感器不仅具有良好的线性工作区,同时在雷电和操作冲击电压下其高频响应精度较高(幅值反算误差<3%,响应时间误差<0.1μs),适用于各电压等级的过电压非接触无源监测。

基于电场逆问题的双差分式D-dot过电压传感器研究

通过测量电场获取电力系统遭受的过电压,对于电力系统故障分析、绝缘配合设计以及过电压的特性研究具有指导作用。为此,该文设计一种双差分式D-dot过电压传感器,以实现对过电压信号快速精确地测量。首先,介绍该传感器的基本测量原理;其次,通过仿真对传感器进行仿真论证和参数优化设计;最后,根据仿真结果制作传感器实物,并搭建试验平台对设计的传感器进行稳态性能和暂态性能试验。结果表明:双差分式D-dot过电压传感器具有良好的稳态和暂态特性,相位和幅值误差小,测得的雷电波上升时间的相对误差在±1.65%以内,对雷电波峰值的测量相对误差小于±1.85%。

氧化锌阀片分压提取GIS暂态过电压信号

为了在线测量电力系统GIS暂态过电压信号,研制了一款基于氧化锌阀片分压提取暂态过电压信号的装置。首先,介绍了该技术的基本原理;其次,通过ATP-EMTP搭建仿真电路,搭建了氧化锌阀片的分压电路,在暂态过电压、操作过电压和雷电过电压下进行实验,结果表明:在暂态过电压、操作过电压和雷电过电压下,阀片的分压比基本恒定,雷电过电压下波头出现过冲和振荡。最后对氧化锌避雷器进行扫频实验,结果显示在1. 5 MHz内氧化锌避雷器的频率特性基本不变,并验证了仿真的实用性。此测量技术对电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受实验标准制定具有重要的参考意义。

宽频暂态电场测量装置的研究

暂态过电压是影响电网安稳运行的重要因素之一,对暂态过电压的准确测量具有十分重要意义。为此,基于空间电场效应的测量方式设计了一种宽频暂态电场测量装置。首先,介绍了基于非接触式电容互感器测量电场的原理;其次,完成了外部传感器结构及内部电路设计;最后,在实验室条件下对研制的测量装置进行了工频和冲击电压试验。结果显示,该测量装置的测量误差在5%以内,同时测量装置频率响应在5 Hz^5 MHz间较为平坦,对于工频电压及1.2μs/50μs的标准雷电全波可有效捕捉。

变电站缓波、快速和特快速暂态过电压现场测量技术发展

在简要介绍变电站快速和特快速暂态过电压测量需求背景的基础上,分以下4个方面综述了近些年来,国际上在该方面研究取得的进展:1)介绍了6种典型的变电站现场暂态电压测量系统的结构,包括传感技术、信号传输介质。2)变电站现场暂态电压测量系统的性能要求的提出,讨论了频域和时域两种频率测试方法测量系统的响应。3)综述了一系列操作过电压、雷电过电压和特快速过电压现场测量案例。4)讨论、分析了现场测量的快速和特快速暂态过电压特征,以及其对金属氧化物避雷器运行应力研究的影响,指出应该关注这些与现行相关标准规定不同的过电压下避雷器电气应力状态的研究。

雷电定位监测系统在我国的应用情况

对国内雷电定位监测系统的主要用户,在本系统的组建、安装、运行和管理等方面所具有的先进经验和存在的问题进行了系统和详细的论述,总结了今后建立雷电定位监测系统应注意的几点问题.