电子式电压互感器校验方法浅谈

电子式电压互感器校验方法浅谈

(国网陕西省电力公司西安市阎良区供电分公司陕西阎良710089)

摘要:随着我国逐渐加快对国家智能电网的建设,智能化变电站越来越受到重视,而变电站由很多部分组成,这其中,电子式电压互感器就是很重要的一部分,但是因为电子式电压互感器内部结构较为复杂特殊,很难应用其装置进行检验,其校验方法一直是国内外的研究热点,对电力系统影响很大。因此,电子式电压互感器校验方法要求每个变电站员工都必须熟练掌握。下面本文将从以下四方面入手:介绍电子式电压互感器概念、阐述校验法现状、叙述校验方法及其研究。通过这四个方面来谈一谈电子式电压互感器校验方法。

关键词:电子式电压互感器;校验方法;研究

一、电子式电压互感器介绍

电子式电压互感器由连接到传输系统和二次转换器的一个或者多个电流或电压传感器组成,采用了光电子器件用于传输正比于被测量的量,控制设备、仪表和继电保护、供给测量仪器的一种设备。由于是数字接口,一组电子式电压互感器只需要合用一台合并单元就能让放到的电子式电压互感器有两个类型:第一是有源式。即通过分压原理或电磁感应把电流电压信号转变成小电压信号,再将其转变为光信号,最后输送给二次设备;第二是无源式。利用电光和磁光效应把电流电压直接转变为光信号。

通常来说,在测量大短路电流存在的问题上,传统的互感器存在很多不可弥补的缺点:如安全性能低、精度不够准确、测量不到直流分量、高电压情况下绝缘结构成本高、大电流容易出现磁饱和等。由于结构不同,电子式电压互感器与其相比则显得功能齐全很多,并且克服了这些缺点。从原理上来看,电子式电压互感器可以分为三类:

第一类,铁芯线圈式低功率电流互感器。由传统电流互感器发展而来,相对来说已有进步。主抓高阻抗电阻设计,能够减少功率的损耗、测量范围扩大,测量十分精准。

第二类,光学电流互感器。被测电流传感器主要是光学器件,例如光纤、光学玻璃等。根据光波的物理特征,可以将其概括为偏振调制、波长调制、相位调制、强度调制等。

第三类,空心线圈电流互感器。空心线圈的制作主要靠在环形骨架上均匀缠绕漆包线,空心线圈电流互感器与空气相同,与铁芯线圈式低功率电流互感器之间的差别就在于此。

同时,电子式电压互感器也可以分为电流互感器、电压互感器两种类型。在电子式电压互感器进行校准的过程中,电磁式互感器承接获得标准信号的能力。而对于待测信号,情况不同,类别也就不同,主要有:1.模拟信号输出。在电流互感器中输出范围是22.5~40000mV,电压互感器输出范围则是1.625~6.5V;2.数字信号输出。相当于前者中的等距抽样序列。而对于上述两种不同情况,通过电磁式互感器的比差可得出电子式电压互感器的比差,关于相差,因为情况不同,相差也就不能确定。所以,测得相位差-相位移-额定相位偏移=数字信号输出时的相位误差。

对于电子式电压互感器,由于其输出的是模拟信号,属于弱电信号,不具备驱动能力,因此很难利用现有的电磁式互感器校验设备进行校验,而必须同步考虑其和标准电磁式互感器的模拟输出信号进行分析研究。对于电子式互感器,由于其输出的是数字信号,并且因为标准信号为模拟信号,可以先转变成数字信号,之后再进行处理。

二、校验法现状

目前比较通用的方法是数字校验法,用数据采集装置把待测电子式互感器和标准电磁式互感器输出信号读入计算机,再通过染剪的进一步分析计算,最终对于电子式互感器的精度等级得出结果。数字校验法进一步划分,有差值法、直接法两种。差值法:对采集装置要求不高。但是在标准电磁式互感器输出、电子式互感器输出要求严格,必须相等。直接法:需要较为高级的采集装置。结果精确,并且能够得到一些额外信息:相位、互感器输出幅度、谐波等。此外,对于分析处理信号,差值法和直接法基本采用傅里叶变换的方法。就目前而言,运用数字校验法的校验设备大多通过计算机实现,选用高数据采集率的方法,以尽可能减小电网频率不稳定而对校验结果造成影响。但是,上述方法都难以使用便携式智能化校验装置,很难再校验时实时实现。

三、电子式电压互感器校验方法

1、验前准备工作

确认相关设备有无缺漏,保证相关设备全部就绪。相关设备有:电子式电流互感器、整流设备、升流设备、互感器校验仪、数据采集单元、光包、合并单元等。

2、电子式电压互感器的测试种类:互感器的同步测试、相位差、比差。

3、互感器的同步测试、相位差、比差。我们首先了解一下互感器中的几个设备以及它们的功用:

高精度标准互感器——以参考标准方式出现,对于被测试互感器精度来说,至少要高一个级别。

升流系统——构成:控制箱、升流器,通过二次加电流方式以得到大电流。

电子式电压互感器稳态校验系统——构成:上位机,校验仪。功用:比较分析输入数据,进而得出结果。

在进行试验时,为了使被测试互感器和高精度标准互感器PI指向相同、一次电流相等,必须将被测试电子式互感器、高精度标准互感器、升流器三个串联结合。与此同时,为了便于校验工作的顺利完成,视品侧以及标准源侧的共两路信号必须同时接入校验系统。作为精度校验试验的基准,标准源侧的信号取自高精度标准互感器输出的模拟量。在校验仪跟踪处理,得出数据后,要进行分析、研究、比对,以便完成波形绘制。

为了避免由于不同步造成的相位误差,视品侧以及标准源侧的共两路信号必须同时接入校验系统,信号采集同步进行。而校验系统中的同步信号所采用的是光秒脉冲输出。

在进行校验之前,为免影响校验结果和精度,校验仪内部的设置必须准确,同时要选择被测互感器的输出量类别。

在测试过程中,可以对被测互感器设定不同额度的电流,进行多次测试,能够从最大程度上减少电流误差及相位差,得出更准确的结论。

受到各种原因影响,电子式电压互感器校验可能常常会遇到接收不到信号的状况。对于这种情况,可以直接去下采集单元设备、合并单元,将互感器的模拟量小信号接入校验仪,查看其信号是否正确,逐步进行检验。

四、校验方法的研究

我国规定,电网频率必须在49.5~50.5Hz之间波动。因此,如果只是单纯按照固定采样率的数据进行傅里叶变换求得基波分量,而不是实时测量信号频率,将会大大降低校验的精准度。所以我们必须以测量频率为基础,同时结合一些其他方法如准同步算法,来提取基波分量,促使校验精准度进一步提高。

五、结语

随着我国对智能变电站的全面推广,智能变电站在今后的使用会越来越广泛。而通过多年来国内外的实践证明,要保证电子式电压互感器长期稳定运行,还有很多问题需要去分析、研究、解决,我们还有很长一段路要走。因此,在电力系统不断发展的同时,互感器也要不断进行更新换代,对于互感器的校验方法也要不断研究进步,以使其发挥出更好的作用,进而促进电力系统的进步,为整个社会的国计民生带来良好影响。

参考文献:

[1]刘锐,刘毅.小型风力发电技术研讨[J].机电信息,2011,(36);

[2]彭晓华,邓隐北,孟雪玲,等.离网型风光互补发电系统的研制与应用[J].太阳能技术与产品,2012,(2):24-26;

[3]严强,蒋超奇.垂直轴风力发电机的发展趋势和应用[J].上海电力,2012(2):166-167

标签:;  ;  ;  

电子式电压互感器校验方法浅谈
下载Doc文档

猜你喜欢