浅析阻容式直流分压器的频率响应特性

作者： 国自电气 时间：2024-07-04 09:25:49 阅读：39

阻容式直流分压器的频率响应特性对高压直流输电系统控制保护系统至关重要。阻容式直流分压器在运行过程中，其内部可能会发生绝缘闪络、绝缘介质击穿等故障，引发其等效电容量值发生变化，进而导致其频率响应改变。由于在运阻容式直流分压器的阻容参数很难直接测量，使得补偿阻容参数难以量化，本文基于该研究现状提出了一种在运阻容式直流分压器阻容参数的间接测量方法和频率响应补偿措施，通过二次侧不同标准电容负载下的频率响应试验结果，间接测量出在运阻容式直流分压器的阻容参数，再依据阻容分压器的参数平衡公式对低压臂的电容参数进行调整，实现对阻容分压器频率响应特性的补偿。仿真结果表明本文提出的方法能够实现对在运阻容式直流分压器的频率响应补偿。

高压直流输电由于其具有大容量远距离输电等优点，目前被广泛应用于国内外输电工程]。高压直流电压测量装置是直流计量系统与直流控制保护系统中的重要环节，与直流输电系统运行的可靠性密切相关。随着高压柔性直流输电技术的发展，高压直流输电系统控制保护系统对高压直流电压测量装置提出了更高的频率响应特性要求。

高压直流电压测量装置按其测量原理可分为电阻分压式和阻容分压式两种，电阻分压器可实现高压直流电压的精确测量。由于空间杂散电容的存在，在雷电冲击电压下电阻分压器易出现局部分压不均而导致元器件击穿。故电阻分压器主要用在实验室中作为标准器具使用，现场用的直流电压测量装置通常采用阻容式分压器。为保证高压直流电压测量装置具有线性的频率响应特性，分压器各分压支路应具有相同的阻容时间常数。相关文献分析了采用电缆传输二次电压的阻容式直流分压器的幅频响应特性，发现杂散电感与杂散电容对于并联大电容的阻容式电压测量装置频率响应影响不大，误差值均在1% 以内。相关文献对5种不同型号的阻容式直流分压器在40~300 Hz条件下进行了测试，发现部分型号的测量装置存在2.38%的误差，但未对产生误差的原因进行分析。相关文献提出了一种用于电能质量测量的阻容分压器，具有良好的幅频特性，相关文献研究了二次分压板不同电阻电容拓扑结构对高压直流测量装置传变特性的影响，但均未考虑其元件偏差对测量结果的影响。直流分压器在现场运行中，其高、低压臂电容量可能因各种原因发生改变。当高压臂的电容元件因绝缘缺陷等原因在过电压下发生击穿时，其高压臂等效电容值会增大，进而影响直流控制保护系统的正常运行。因此有必要开展运行中阻容分压器频率响应特性与补偿措施研究，以便实现直流分压器运行中频率响应特性的现场优化调整。

1，阻容式直流分压器频率响应分析模型

阻容式直流分压器主要由分压器本体、低压臂二次分压板组成。一次本体利用精密阻容分压器采集直流电压信号，由多节模块化阻容单元模块串联而成。二次分压板由12个并联的阻容分压支路组成，对分压器低压臂输出的低压信号进行二次分压，并转换为12 路相互独

立的信号输出。各分压支路与高、低压臂具有相同的阻容时间常数。每个输出信号可连接一个远端模块，远端模块输出数字信号通过光纤传输至控制室内供二次设备使用。

2，电容元件对直流分压器频率响应影响分析

高压臂电容元件发生击穿时会使高压臂的等效电容值增大，此时分压器的直流电压测量精度几乎不受影响且无显著故障特征，因而该故障通常很难发现，同时由于高压臂等效电容量的增大，会导致理想阻容时间常数不再满足要求，使得直流分压器的频率响应结果出现较大误差，影响直流控制保护系统的正常工作。

3，结语

阻容式直流分压器的频率响应特性对高压直流输电系统控制保护系统至关重要。因此本文建议在实际过程中，应定期对阻容分压器开展工频下的频率响应测试。若其工频下的比差超过了3%，不满足国家标准[21]要求，则需要利用本文提出的方法对其低压臂以及二次分压版的每一个回路进行阻容参数测量，同时采用相应补偿措施进行调整，以实现对在运阻容式直流分压器的频率特性补偿。