過電壓數據采集技術研究范文

本站小編為你精心準備了過電壓數據采集技術研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《成都紡織高等專科學校學報》2015年第二期

1傳感器設計

依照國標GB11032－2010，非線性電阻片柱是用它的電容及并聯的非線性電阻特性來表示。這種非線性電阻片柱表示的結果更符合實際的最大電壓應力。依據該模型，本文介紹了一種無間隙金屬氧化物避雷器電壓傳感器，該電壓傳感器以無間隙氧化鋅避雷器作為電壓傳感器的高壓臂，選用同避雷器制造廠家同批次或者參數近似的氧化鋅閥片作為低壓臂，可以實現可接受精確度的高壓、超高壓以及特高壓電力系統電壓分壓轉換。通常，首先需要進行電容電場計算以確定對地的雜散電容，其次引入電阻特性并通過電路分析、計算電位分布。由于溫度對電阻的影響，需要進行迭代計算程序。然而，對于均壓分布不能滿足要求的氧化鋅避雷器，可以通過在避雷器高壓端加裝均壓環來橫向補償避雷器各氧化鋅元件的對地雜散電容的影響。所以在本模型中不考慮高壓臂氧化鋅元件對地雜散電容對分壓器精度的影響。實際使用中此雜散電容誤差可以通過低壓臂的取樣電容進行補償校準，從而得到理想的分壓精度。

圖1所示為避雷器簡化的多階等效電路圖。通過電路分析程序和考慮了電容及電阻的影響，它可以用于確定電位分布。避雷器用與電壓有關的電阻、非線性電阻片柱的電容及對地的雜散電容來模擬。等值回路的每一階可表示為單個金屬氧化物電阻片(極限的情況下)或者非線性電阻片柱的一個單元。每個單元的長度不超過整個避雷器長度的3%。當現場僅需要做臨時監測時，如變電站調試階段。可在不拆卸避雷器增添閥片改變避雷器結構，且保證安全得前提下將避雷器計數器作為分壓裝置。本文通過在計數器兩端并聯一個容值合適的采樣電容即可實現過電壓監測，如圖2所示。

2可靠性仿真計算分析

氧化鋅閥片的非線性伏安特性可以用下式所示的函數描述。仿真以某220kV避雷器為例，型號為Y10W1－204/532，高壓臂由100片性能相同的氧化鋅元件，由各自的氧化鋅非線性電阻與氧化鋅體電容并聯后相互串聯構成。為便于觀察，仿真結果均將低壓臂波形數據放大使之與高壓臂波行數據為1:3。當低壓臂取一片與高壓臂元件相同的氧化鋅元件時，其結果如圖3。從波頭部分看，通過氧化鋅元件的容性電流也要遠大于阻性電流(圖2，a線)無間隙金屬氧化鋅避雷器分壓器的分壓比由高低壓臂氧化鋅元件的極間電容容抗決定。避雷器導通后，流經避雷器非線性電阻的電流迅速增加(圖3，b線)，在此之后，避雷器分壓器的分壓比由高低壓臂的非線性電阻決定。當利用避雷器計數器作分壓元件時，其兩端并聯容抗較小的電容。由于電容組件中缺少閥片中的非線性電阻特性，當頻率過高電壓幅值過大，如雷電過電壓，采樣波形會產生一定畸變。但在變電站調試階段針對各開關操作及模擬接地故障等幅值較低頻率較小的試驗作臨時監測時，經現場測試，如圖5，圖6，將采用該方式測量的接地試驗波形與錄波器所得波形比較，該方式在所得波形在提升了準確度基礎上，傳感器的小電流3db衰減頻率為:700MHz，大電流3db衰減頻率為:3MHz，暫態過電壓最高頻率為1MHz，精確度得到顯著提升，所得波形數據已足以滿足計算分析所用。

3結論

通過計算建模仿真分析及實測數據比較，可得出本文所介紹的兩種頻率響應寬、幅值線性度高，線性度較好、沖擊電壓測量誤差小、電氣性能優良的過電壓傳感器并且測量精度完全滿足電力系統暫態過電壓監測系統要求。在條件允許的情況下，采用無間隙氧化鋅避雷器電壓傳感器可實現對變電站的實時監測，準確度經測試可達98．17%。在僅需做臨時監測時可以采用安裝更加靈活方便的利用避雷器計數器作分壓裝置的傳感器，且采集的操作過電壓及工頻過電壓波行數據也較錄波器擁有更優的頻率響應特性。

作者：何翔宇 單位：西華大學電氣信息學院