200kV阻容分压式直流电压互感器介绍

作者： 国自电气 时间：2024-11-24 09:45:26 阅读：58

为了研究200kV阻容分压式直流电压互感器内部的阻抗匹配情况，分析了阻容分压式直流电压互感器的工作原理，基于实际参数建立了互感器的MATLAb仿真模型．互感器内部阻抗匹配效果不佳，不能完全消除振荡，需增加更有效的阻抗匹配措施．采用低通滤波器作为有效阻抗匹配的措施，并通过对比分析不同滤波器的阻抗匹配效果．结果表明，与ＲＣ无源滤波器相比，二阶巴特沃斯滤波器滤波特性更优，性能更稳定，是更可靠、有效的阻抗匹配措施．

关　键　词：电压互感器；阻容分压器；阻抗匹配；电缆传输；maylab仿真模型；Butterworth低通滤波器；信号失真；直流电压互感器

　200kV直流电压互感器是测量高压直流输电系统电压的重要设备，为系统的控制与保护提供了准确、可靠的电压测量信息．由于阻容分压器具有幅频特性好、线性度高及响应特性好等优点，且阻容分压器测量的频带范围较宽，基本覆盖从直流、工频到冲击电压的全部测量电压范围．因此，以阻容分压器为基础的阻容分压式直流电压互感器得到了广泛的应用通常同轴电缆的特征阻抗远小于合并单元输入电阻，测量信号波传递到电缆末端时，难以避免地会发生反射且反射波较大．若传输电缆首端未有阻抗匹配措施，则信号波会在电缆首端发生反射，造成测量分压比的变化及测量波形的振荡，导致传输信号的失真．因此，研究阻容分压式直流电压互感器内部的阻抗匹配情况，并提出有效的阻抗匹配措施具有实际意义．

针对电压互感器内部的阻抗匹配问题，国内外学者已进行一定的研究．设计了电阻分压式电压互感器的阻抗匹配电路，研究了阻抗匹配电路各部分的选型；介绍了电阻分压器测量系统的阻抗匹配情况，研究了测量系统阻抗不匹配对分压器分压比和测量波形振荡的影响．从高压引线、同轴电缆两个方面研究电阻分压器在纳秒高压脉冲测量中的阻抗匹配问题．综上可知，目前针对互感器阻抗匹配的研究，大多数集中在电阻分压器在脉冲测量试验中的阻抗匹配问题．而对阻容分压式直流电压互感器阻抗匹配的研究仍不够充分．

本文通过对阻容分压式直流电压互感器工作原理的研究，依据实际参数建立阻容分压式直流电压互感器的ＭＡＴＬＡＢ仿真模型．探究互感器内部的阻抗匹配情况，通过实验测试互感器合并单元的阻抗匹配效果．最后，提出针对阻容分压式直流电压互感器有效的阻抗匹配措施，并通过仿真验证其匹配效果．

直流电压互感器工作原理

阻容分压式直流电压互感器通常由阻容分压器、双屏蔽电缆及合并单元模块组成，其中阻容分压器包括高压臂和低压臂，由多级电阻和电容进行串并联构成．合并单元模块包括：二次分压回路、转换模块及数据合并单元．低压测量信号经由二次分压回路转换为更低电压等级的直流电压信号，经由数模转换、数据合并、光纤传输等信号处理后输出符合国家标准要求的模拟信号或数字

信号．