阻容分压型电压互感器暂态特性

作者： 国自电气 时间：2024-11-22 09:42:54 阅读：14

电力系统中各种高压开关操作或暂态故障工况均会产生极大的暂态干扰,对电子式电压互感器的暂态响应特性提出了更高要求。 对 220 kV 气体绝缘开关设备(GIS)阻容分压型电压传感器的原理结构进行了研究,建立了电子式电压互感器等效电路模型。从系统仿真角度进行了变电站单相接地故障状态下电子式电压互感器的暂态特性研究,确定了低压臂电容与分压电阻的参数匹配是影响电压互感器暂态特性的重要因素,并进行了一次接地短路的暂态试验验证。 仿真及试验研究表明,220 kV GIS 阻容分压型电压互感器在单相接地短路故障工况下能够实时、准确地传变一次电压的暂态变化。 该研究对提高电力系统运行的稳定性和可靠性,对促进电子式互感器在智能变电站复杂工况下的实践应用具有重要意义。

关键词:电力系统; 暂态干扰; 电子式电压互感器; 阻容分压; 暂态特性; 单相接地故障; 参数匹配; 暂态试验

随着智能电网的发展,基于阻容分压原理的电子式电压互感器在智能变电站电压检测方面得到了广泛使用。 作为新型电压传感设备,阻容分压型电子式互感器利用成熟、可靠的电容分压和数字采集技术,避免了铁芯线圈结构及复杂的绝缘工艺,解决了线圈铁磁谐振、暂态响应差、造价高等问题,逐渐应用于较高电压等级的智能变电站 。 阻容分压型电压互感器运行的稳定性及可靠性直接影响电力系统继电保护、计量及测控的准确性。

当进行高压开关操作或发生暂态故障时,会产生极大的暂态干扰 。 由于电压互感器传感部件含有电容储能元件,在与电阻匹配分压时易受暂态干扰而导致暂态响应特性不佳,使传感输出不能及时、准确地复现一次电压的暂态过渡过程,从而造成快速保护动作延迟,甚至出现误动。

能过对阻容分压互感器传感原理及其传变函数的分析可知,影响其暂态特性的因素有多种,主要包括分压电容参数、分压电阻参数等传感器内在因素,以及故障电压相角、接地系统可靠性等外在因素 。 本文结 合 220 kV 气 体 绝 缘 开 关 设 备 ( gas insulatedswitchgear,GIS)阻容分压型电压互感器实际参数,搭建电路参数模型,分析在一次接地短路的暂态故障下电压互感器参数对传变输出电压波形的影响情况,并进行暂态性能试验验证。

电力系统中各种开关操作或短路故障产生的暂态过电压干扰对电子互感器的影响较大,可能导致电压互感器暂态输出异常。 本文基于 220 kV GIS 阻容分压型电压互感器的结构原理及产品参数,开展其单相短路暂态故障下的仿真及试验研究,确定低压臂电容与分压电阻的参数匹配是影响电压互感器暂态特性的重要因素。

在一次接地短路试验时,本文研究的 220 kV GIS阻容分压型电压互感器稳态和暂态输出正常,能够实时、准确的传变一次电压的暂态过渡过程。 该研究对提高电力系统运行的稳定性和可靠性,以及促进电子式互感器在智能变电站复杂工况下的实践应用起到积极推广作用。