基于隔離開關(guān)分合容性小電流的ais電子互感器測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器的測(cè)試系統(tǒng)，包括連接在一次導(dǎo)線上的高壓試驗(yàn)變壓器，電容分壓器，AIS式隔離開關(guān)，一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，待測(cè)電子互感器，其中，二次轉(zhuǎn)換器一端連接待測(cè)電子互感器，另一端連接合并單元，合并單元的另一端連接故障錄波器，故障錄波器用于連接合并單元的輸出，所述合并單元安放位置距所述AIS式隔離開關(guān)水平位置5m-10m。測(cè)試隔離開關(guān)開合時(shí)的一次導(dǎo)線上的電壓值和電流值，從而與待測(cè)試品的輸出作比對(duì)。通過該測(cè)試系統(tǒng)，可以模擬110KV、22OkV、500kV電壓等級(jí)在送電和斷電過程中的電磁環(huán)境，模擬現(xiàn)場(chǎng)隔離開關(guān)開合空導(dǎo)線及容性小電流負(fù)荷過程，產(chǎn)生類似現(xiàn)場(chǎng)暫態(tài)強(qiáng)干擾，考核在該條件下電子互感器的電磁防護(hù)性能。
【專利說明】基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器測(cè)試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試電子互感器的測(cè)試系統(tǒng)，具體的，涉及一種基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，在智能電網(wǎng)中廣泛地使用了電子互感器。國家電網(wǎng)公司科技發(fā)展規(guī)劃提出的“建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)，對(duì)電子互感器產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和精確度提出了更高的要求。而其中電磁干擾是影響電子互感器可靠性和穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素。
[0003]國內(nèi)外目前對(duì)于電子互感器電磁兼容的檢測(cè)認(rèn)識(shí)還停留在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，其試驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)要求不能完全滿足在高電壓等級(jí)中運(yùn)行的電子設(shè)備的實(shí)際需要。國內(nèi)電子互感器的應(yīng)用推廣時(shí)間不長，其電磁兼容的問題暴露的還不十分顯著，但由于電子互感器在電力系統(tǒng)的重要作用，重視電磁兼容問題就十分必要。
[0004]從變電站常見的電磁干擾的類型、特性和其對(duì)電子互感器的干擾耦合路徑可以看出，在變電站環(huán)境中，電子互感器容易受干擾的原因主要是由于其設(shè)備更接近一次回路，在開關(guān)操作、系統(tǒng)短路的條件下，通過直接傳導(dǎo)和電磁場(chǎng)耦合更容易受到干擾，而其布置、合并單元及其供電模塊也非常容易通過電磁輻射或地電位抬升的原因產(chǎn)生干擾。而這些干擾的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的干擾水平，這也是目前電子互感器已通過了電磁兼容試驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)電磁防護(hù)故障的主要原因。為了徹底驗(yàn)證在現(xiàn)場(chǎng)條件下，電子互感器抗強(qiáng)干擾的能力，就必須采用與實(shí)際情況最接近的試驗(yàn)方法來驗(yàn)證。為此需研究并提出一種滿足現(xiàn)場(chǎng)電磁防護(hù)要求的電磁兼容試驗(yàn)的測(cè)試系統(tǒng)以用于試驗(yàn)，以提高電子互感器的防護(hù)性能，降低電磁防護(hù)的故障率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提出基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器測(cè)試系統(tǒng)，使得能夠模擬系統(tǒng)受到的各種電磁輻射，進(jìn)而滿足現(xiàn)場(chǎng)電磁防護(hù)要求的電磁兼容試驗(yàn)，以提高電子互感器的防護(hù)性能，降低電磁防護(hù)的故障率。
[0006]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器的測(cè)試系統(tǒng)，所述測(cè)試系統(tǒng)包括高壓試驗(yàn)變壓器，電容分壓器，AIS式隔離開關(guān)，一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，待測(cè)電子互感器，二次轉(zhuǎn)換器，合并單元，故障錄波儀，其特征在于:
[0008]所述高壓試驗(yàn)變壓器，所述電容分壓器，所述AIS式隔離開關(guān)，所述一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，所述待測(cè)電子互感器依次連接于一次導(dǎo)線上，所述二次轉(zhuǎn)換器一端連接所述待測(cè)電子互感器，另一端連接所述合并單元，所述合并單元的另一端連接所述故障錄波器，所述故障錄波器用于連接所述合并單元的輸出，所述合并單元安放位置距所述AIS式隔離開關(guān)水平位置5m-10m;[0009]所述待測(cè)電子互感器為電子式電流互感器或者電子式電壓互感器；
[0010]在所述一次導(dǎo)線上并聯(lián)有負(fù)載電容，所述負(fù)載電容用于模擬實(shí)際運(yùn)行線路中的負(fù)載電容；
[0011]所述一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)包括并聯(lián)在一次導(dǎo)線上的校準(zhǔn)一次暫態(tài)電流互感器和校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器、高速采集卡和測(cè)量上位機(jī)，所述高速采集卡分別采集所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電流互感器和所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器的輸出，并通過數(shù)據(jù)傳輸方式傳輸給所述測(cè)量上位機(jī)。
[0012]進(jìn)一步的，所述AIS式隔離開關(guān)的分合的容性小電流數(shù)值為0.1-0.8A。
[0013]進(jìn)一步的，所述高壓試驗(yàn)變壓器輸出試驗(yàn)電壓幅值與所述待測(cè)電子互感器的額定工作電壓相同。
[0014]進(jìn)一步的，所述高壓試驗(yàn)變壓器的輸出電流為2A;所述AIS式隔離開關(guān)配電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和交流220V操作電源。
[0015]進(jìn)一步的，所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器包括感應(yīng)電極，薄膜和屏蔽箱，所述感應(yīng)電極和所述薄膜位于所述屏蔽箱內(nèi)，且所述薄膜位于所述感應(yīng)電極和所述屏蔽箱之間，所述屏蔽箱和絕緣支柱相連，并處于相同的電位，所述感應(yīng)電極和所述屏蔽箱之間夾有一層所述薄膜，形成所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器的一個(gè)臂，所述感應(yīng)電極和大地之間行程構(gòu)成所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器的另一個(gè)臂，組成所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器；
[0016]所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器為將羅格夫斯基線圈套在所述一次導(dǎo)線的電流測(cè)量處，輸出到所述高速采集卡進(jìn)行測(cè)量，利用屏蔽環(huán)將所述羅格夫斯基線圈置于所述屏蔽環(huán)內(nèi)部，所述高速采集卡置于所述屏蔽箱內(nèi)，和所述屏蔽環(huán)構(gòu)成一個(gè)整體，所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器和所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器安裝在同一個(gè)所述屏蔽箱內(nèi)部，共用所述高速采集卡的兩路通道。
[0017]因此，根據(jù)本實(shí)用新型的基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試隔離開關(guān)開合時(shí)一次導(dǎo)線上的電壓值和電流值，從而與待測(cè)試品的輸出作比對(duì)。這樣，可以在試驗(yàn)室搭建220kV、500kV隔離開關(guān)分合容性小電流試驗(yàn)回路，同時(shí)將電子互感器串聯(lián)接入試驗(yàn)回路，模擬現(xiàn)場(chǎng)隔離開關(guān)開合空導(dǎo)線及容性小電流負(fù)荷過程，產(chǎn)生類似現(xiàn)場(chǎng)暫態(tài)強(qiáng)干擾，考核在該條件下電子互感器的電磁防護(hù)性能。該試驗(yàn)平臺(tái)可用于llOKy、220kV、500kV電壓等級(jí)在送電和斷電過程中的電磁環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是基于本實(shí)用新型實(shí)施例的電子式電流互感器的測(cè)試電路；
[0019]圖2是基于本實(shí)用新型實(shí)施例的電子式電壓互感器的測(cè)試電路；
[0020]圖3是基于本實(shí)用新型實(shí)施例的一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)原理圖；
[0021]圖4是基于本實(shí)用新型實(shí)施例的一次暫態(tài)電壓互感器裝置圖；
[0022]圖中的附圖標(biāo)記所分別指代的技術(shù)特征為:
[0023]101、高壓試驗(yàn)變壓器；102、電容分壓器；103、AIS式隔離開關(guān)；104、校準(zhǔn)一次暫態(tài)電流互感器；105、校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器；106、高速采集卡；107、測(cè)量上位機(jī)；108、待測(cè)電子式電流互感器；109、待測(cè)電子式電壓互感器；110、二次轉(zhuǎn)換器；111、合并單元；112、故障錄播儀；113、負(fù)載電容；200、一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)；301、感應(yīng)電極；302、薄膜；303、屏蔽箱;304、絕緣支柱;305、大地。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0025]變電站電磁環(huán)境主要包括隔離開關(guān)和斷路器操作、雷電和系統(tǒng)短路等幾種情況下，在變電站內(nèi)引起的強(qiáng)電磁干擾現(xiàn)象。
[0026]對(duì)于在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的雷電沖擊試驗(yàn)作為考核電子互感器抗電磁干擾能力的試驗(yàn)，考慮到人工雷電沖擊試驗(yàn)的能量及整個(gè)試驗(yàn)布置情況，在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的雷電沖擊試驗(yàn)與真實(shí)的雷電沿變電站內(nèi)避雷針放電的條件差比比較大，首先是人工條件下模擬的雷電流幅值、能量都明顯弱于實(shí)際；其次是人工試驗(yàn)中，參試設(shè)備的布置與實(shí)際明顯不符。因此人工雷電試驗(yàn)不能完全模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，其試驗(yàn)效果不會(huì)太好。
[0027]在試驗(yàn)室進(jìn)行的人工接地試驗(yàn)也存在類似問題，其最大缺陷在于人工模擬的短路電流的條件與實(shí)際情況差別大，其幅值、持續(xù)時(shí)間等明顯弱于實(shí)際情況，因此在人工接地試驗(yàn)條件下，對(duì)電子互感器抗干擾能力的考核也不充分。若在變電站進(jìn)行1:1的真型人工接地試驗(yàn)則能提供比較好的試驗(yàn)條件，以提供對(duì)電子互感器的考核，但是此種試驗(yàn)的危險(xiǎn)性大，對(duì)站內(nèi)多數(shù)弱電設(shè)備都有強(qiáng)烈的干擾。試驗(yàn)可能會(huì)造成其它不必要的損失或留下隱患，從而對(duì)變電站日后正常運(yùn)行有一定危害，因此在電力系統(tǒng)內(nèi)極少進(jìn)行類似的試驗(yàn)。
[0028]因此，人工雷電沖擊和人工接地試驗(yàn)都存在比較明顯的缺陷。通過理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)隔離開關(guān)的操作可以產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，隔離開關(guān)干擾源的特點(diǎn)如下:
[0029]I)在一次回路產(chǎn)生過電壓，幅值范圍1.0p.u.?2.8p.u.;
[0030]2)在一次回路產(chǎn)生高頻脈沖電流，幅值范圍在幾千安；
[0031]3) 一次電壓電流頻率范圍寬，50Hz?100MHz;
[0032]4)騷擾持續(xù)時(shí)間長,200ms?數(shù)秒；
[0033]5)電弧擊穿-熄滅放電次數(shù)多，幾百到上千次；
[0034]6)產(chǎn)生電磁輻射；
[0035]7)產(chǎn)生外殼電位升，幅值范圍，幾千伏到幾十千伏。
[0036]因此可知，隔離開關(guān)干擾源是一種高強(qiáng)度的干擾源，如果用于檢驗(yàn)電子互感器的電磁兼容性試驗(yàn)，可最大限度考核電子互感器的電磁防護(hù)性能。隔離開關(guān)在分合電容器過程中，在一次試驗(yàn)回路將產(chǎn)生多次電弧擊穿和熄滅暫態(tài)過程，此暫態(tài)過程將產(chǎn)生多次脈沖電流、暫態(tài)過電壓及脈沖磁場(chǎng)，利用一次回路中的標(biāo)準(zhǔn)電壓和標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器測(cè)量一次電壓電流的數(shù)值并記錄，同時(shí)記錄被試電子互感器在經(jīng)過合并單元后輸出值，依據(jù)測(cè)量到的一次電壓、電流波形數(shù)值與被試電子互感器的輸出特性比對(duì)并觀測(cè)電子互感器在整個(gè)試驗(yàn)過程中的工作狀態(tài)，就可以來判別被試電子互感器的電磁抗干擾性能。
[0037]實(shí)施例一:
[0038]參見附圖1，公開了根據(jù)本實(shí)用新型的電子式電流互感器的測(cè)試電路。該測(cè)試電路包括高壓試驗(yàn)變壓器101，用于保護(hù)電源的電容分壓器102，AIS式隔離開關(guān)103，一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)200，待測(cè)電子式電流互感器108，二次轉(zhuǎn)換器110，合并單元111，故障錄波儀112。其中高壓試驗(yàn)變壓器101，電容分壓器102，AIS式隔離開關(guān)103，一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)200，待測(cè)電子式電流互感器108依次連接于一次導(dǎo)線上，二次轉(zhuǎn)換器110 —端連接待測(cè)電子式電流互感器108，另一端連接合并單元111，合并單元111的另一端連接故障錄波器112，故障錄波器112用于連接合并單元111的輸出，。
[0039]一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)200可以為常用的一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，但優(yōu)先的，可以為例如實(shí)施例2的一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。
[0040]參見附圖2，公開了根據(jù)本實(shí)用新型的電子式電壓互感器的測(cè)試電路，其與圖1相同，不同之處僅僅在于待測(cè)電子式電流互感器108由待測(cè)電子式電壓互感器109代替，該測(cè)試電路包括高壓試驗(yàn)變壓器101，用于保護(hù)電源的電容分壓器102，AIS式隔離開關(guān)103，一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)200，待測(cè)電子式電壓互感器109，二次轉(zhuǎn)換器110，合并單元111，故障錄波儀112。其中，高壓試驗(yàn)變壓器101，電容分壓器102，AIS式隔離開關(guān)103，一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)200，待測(cè)電子式電壓互感器109依次連接于一次導(dǎo)線上，二次轉(zhuǎn)換器110 一端連接待測(cè)電子式電流互感器108，另一端連接合并單元111，合并單元111的另一端連接故障錄波器112，故障錄波器112用于連接合并單元111的輸出。
[0041 ] 可單獨(dú)測(cè)量待測(cè)電子式電流互感器108與待測(cè)電子式電壓互感器109，也可以同時(shí)測(cè)量器兩者。但為了增加測(cè)試的精確度，本實(shí)用新型優(yōu)選將待測(cè)電子式電流互感器108與待測(cè)電子式電壓互感器109分別單獨(dú)測(cè)量。
[0042]優(yōu)選地，對(duì)于電子式電流互感器的測(cè)試，在一次導(dǎo)線上還連接有負(fù)載電容113用于模擬實(shí)際運(yùn)行線路中的負(fù)載電容。對(duì)于電子式電壓互感器的測(cè)試，對(duì)于電感原理的產(chǎn)品在一次導(dǎo)線上還連接有負(fù)載電容113用于模擬實(shí)際運(yùn)行線路中的負(fù)載電容。
[0043]優(yōu)選地，高壓試驗(yàn)變壓器101的輸出電流2A;AIS式隔離開關(guān)103配電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、交流220V操作電源。
[0044]優(yōu)選地，待測(cè)電子互感器的合并單元111安放位置距AIS式隔離開關(guān)103水平位置 5m-10m。
[0045]根據(jù)隔離開關(guān)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，在試驗(yàn)中，分合的容性小電流數(shù)值為0.1-0.8A(穩(wěn)態(tài))，具體數(shù)值見表1。實(shí)際負(fù)載電容不需要與計(jì)算結(jié)果精確一致，可以按照實(shí)際條件存在土 10%的偏差。
[0046]表1試驗(yàn)電容電流
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種基于隔離開關(guān)分合容性小電流的Ais電子互感器的測(cè)試系統(tǒng)，所述測(cè)試系統(tǒng)包括高壓試驗(yàn)變壓器，電容分壓器，AIS式隔離開關(guān)，一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，待測(cè)電子互感器，二次轉(zhuǎn)換器，合并單元，故障錄波儀，其特征在于: 所述高壓試驗(yàn)變壓器，所述電容分壓器，所述AIS式隔離開關(guān)，所述一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，所述待測(cè)電子互感器依次連接于一次導(dǎo)線上，所述二次轉(zhuǎn)換器一端連接所述待測(cè)電子互感器，另一端連接所述合并單元，所述合并單元的另一端連接所述故障錄波器，所述故障錄波器用于連接所述合并單元的輸出，所述合并單元安放位置距所述AIS式隔離開關(guān)水平位置5m-10m; 所述待測(cè)電子互感器為電子式電流互感器或者電子式電壓互感器； 在所述一次導(dǎo)線上并聯(lián)有負(fù)載電容，所述負(fù)載電容用于模擬實(shí)際運(yùn)行線路中的負(fù)載電容； 所述一次電流電壓暫態(tài)測(cè)量系統(tǒng)包括并聯(lián)在一次導(dǎo)線上的校準(zhǔn)一次暫態(tài)電流互感器和校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器、高速采集卡和測(cè)量上位機(jī)，所述高速采集卡分別采集所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電流互感器和所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器的輸出，并通過數(shù)據(jù)傳輸方式傳輸給所述測(cè)量上位機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于: 所述AIS式隔離開關(guān)的分合的容性小電流數(shù)值為0.1-0.8A。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于: 所述高壓試驗(yàn)變壓器輸出試驗(yàn)電壓幅值與所述待測(cè)電子互感器的額定工作電壓相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于: 所述高壓試驗(yàn)變壓器的輸出電流為2A;所述AIS式隔離開關(guān)配電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和交流220V操作電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的基于隔離開關(guān)分合容性小電流的AIS電子互感器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于: 所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器包括感應(yīng)電極，薄膜和屏蔽箱，所述感應(yīng)電極和所述薄膜位于所述屏蔽箱內(nèi)，且所述薄膜位于所述感應(yīng)電極和所述屏蔽箱之間，所述屏蔽箱和絕緣支柱相連，并處于相同的電位，所述感應(yīng)電極和所述屏蔽箱之間夾有一層所述薄膜，形成所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器的一個(gè)臂，所述感應(yīng)電極和大地之間行程構(gòu)成所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器的另一個(gè)臂，組成所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器； 所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器為將羅格夫斯基線圈套在所述一次導(dǎo)線的電流測(cè)量處，輸出到所述高速采集卡進(jìn)行測(cè)量，利用屏蔽環(huán)將所述羅格夫斯基線圈置于所述屏蔽環(huán)內(nèi)部，所述高速采集卡置于所述屏蔽箱內(nèi)，和所述屏蔽環(huán)構(gòu)成一個(gè)整體，所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器和所述校準(zhǔn)一次暫態(tài)電壓互感器安裝在同一個(gè)所述屏蔽箱內(nèi)部，共用所述高速采集卡的兩路通道。
【文檔編號(hào)】G01R35/02GK203502581SQ201320558514
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】張勤, 葉國雄, 郭克勤, 劉彬, 黃華, 童悅, 劉翔, 胡蓓, 萬罡, 馮翔翔, 鄔文亮, 陳鵬, 楊帆, 鄧小聘, 王焱, 王曉周, 代靜, 汪英英, 熊俊軍, 劉勇 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院