直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化及建模方法技术

本申请提供直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化及建模方法，包括通过抱箍在管母上进行挂接导线；在直流场中完成一次试验导线挂接，与高频及阶跃电流源相连，直流电子式互感器校验仪接收标准信号，通过光纤接收控制室合并单元输出的FT3数字报文，完成直流电流互感器相关指标的计算分析；减小试验一次回路阻抗；降低试验所需的负载，试验电流不变，减小回路面积。本申请可有效降低试验宽频电流源容量，显著提高直流电流互感器现场宽频试验工作效率，保护一次设备安全，减少试验的一次回路长度，降低其他设备试验运行风险。降低其他设备试验运行风险。降低其他设备试验运行风险。

【技术实现步骤摘要】
直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化及建模方法


[0001]本申请涉及直流电流互感器
，尤其涉及直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化及建模方法。

技术介绍

[0002]接地极用线路出现故障后不仅影响直流输电系统安全运行，同时对沿接地极用线路人畜安全存在隐患，但在换流站内作为快速感知、准确传变故障信息的直流电流互感器宽频测量性能对接地极用运行显得尤为重要。实际工程中，直流电流互感器在满足直流分量传变准确度的同时，需要具备较强的宽频测量能力，特别是柔性直流输电系统中，对直流电流互感器阶跃响应、谐波传变特性指标要求更高。在国家颁布的相关标准中，也对直流电流互感器的误差精度、频率响应和阶跃响应作了相应指标的要求。
[0003]从工程的角度考虑，一般直流电流互感器离地十多米，多股试验大电流一次导线重，若从管母等连接导线处串接多股试验大电流一次导线，有可能因试验导线过重或者试验过程中操作不当引起一次设备损坏。鉴于以上原因，在直流电流互感器现场宽频试验中，通过抱箍在管母上进行挂接导线，这样既对一次设备安全，同时又能根据需要减少试验的一次回路长度。同时，为了防止试验回路信号串入非试验回路中，应将直流互感器与其他一次设备尽量脱离、断开，从而降低其他设备试验运行等风险。

技术实现思路

[0004]本申请提供了直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化及建模方法，以解决一般直流电流互感器离地十多米，多股试验大电流一次导线重，若从管母等连接导线处串接多股试验大电流一次导线，有可能因试验导线过重或者试验过程中操作不当引起一次设备损坏的问题。
[0005]一方面，本申请提供直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化方法，包括：
[0006]通过抱箍在管母上进行挂接导线；
[0007]在直流场中完成一次试验导线挂接，与高频及阶跃电流源相连，直流电子式互感器校验仪接收标准信号，通过光纤接收控制室合并单元输出的FT3数字报文，完成直流电流互感器相关指标的计算分析；
[0008]减小试验一次回路阻抗；
[0009]降低试验所需的负载，试验电流不变，减小回路面积。
[0010]可选的，所述在直流场中完成一次试验导线挂接，与高频及阶跃电流源相连，直流电子式互感器校验仪接收标准信号，通过光纤接收控制室合并单元输出的FT3数字报文，完成直流电流互感器相关指标的计算分析的步骤包括：
[0011]直流互感器宽频特性试验的一次回路阻抗复频域表达式为：
[0012]Z(s)＝R+sL(s)
ꢀꢀ
(1)
[0013]式中s＝jω，随着频率增高感抗增大，电阻大小随频率变化不大，试验一次回路中
的阻抗随频率增大而增大。
[0014]可选的，所述减小试验一次回路阻抗的步骤包括：
[0015]不能增大电源功率情况下，减小试验一次回路阻抗，直流互感器现场宽频试验升流过程可等效为通过时变电磁场的单匝线圈，则回路中感应电动势与磁通变化关系积分表达式为：
[0016][0017]上式表明了变化磁场产生变化电场，等式的右边回路面积越大，电感的抑制作用越大，通过斯托克斯定理将上式变为微分形式：
[0018][0019]由上式得，感应电场的性质和静电场或稳恒电场不同；静态场情形下，由于由上式得，感应电场的性质和静电场或稳恒电场不同；静态场情形下，由于即也为0，即进行直流电流互感器准确度试验时，一次回路进行大电流升流容易，宽频试验时升流难；
[0020]对于简单的单匝圆形回路而言，如果一次试验导线的半径r0远远小于回路半径r，则圆形回路电感近似为：
[0021][0022]上式中的磁导率μ值大小通过磁场强度和磁密或真空磁导率和相对磁导率获得，圆形回路电感与回路面积成正比关系，导线半径对电感的影响很小，则简单的正方形回路电感为：
[0023][0024]简单的矩形回路单匝线圈回路电感为：
[0025][0026]可选的，所述降低试验所需的负载，试验电流不变，减小回路面积的步骤包括：
[0027]两种工程解决方法，一是将宽频试验设备通过高空作业车移至被检测直流电流互感器附近减小回路面积；二是将一次导线进行双绞缠绕减小回路面积，试验人员无需在高空作业车上操作。
[0028]可选的，所述降低试验所需的负载，试验电流不变，减小回路面积的步骤还包括：
[0029]获取被测直流电流互感器的等效电阻和电阻R
ct
和L
ct
，获取高频和阶跃电流源中标准分流器等效电阻、电感R
b
和L
b
；
[0030]获取不同试验一次回路形状下相关参数，
[0031]若试验一次回路为圆形，圆形半径为r，其中一次试验导线的半径r0，根据公式(4)计算等效电感L
d
，通过电阻测试仪获取一次试验回路的R
d
，通过一次回路阻抗复频域表达式(1)计算试验加载所需频率大小时一次回路的等效阻抗Z
YX
；
[0032]若试验一次回路为正方形，边长为w，其中一次试验导线的半径r0，根据公式(5)计
算等效电感L
d
，获取一次试验回路的R
d
，通过一次回路阻抗复频域表达式计算试验加载所需频率大小时一次回路的等效阻抗Z
ZFX
；
[0033]若试验一次为矩形，宽度a、长度b，其中一次试验导线的半径r0，根据公式计算等效电感L
d
，获取一次试验回路的R
d
，通过一次回路阻抗复频域表达式计算试验加载所需频率大小时一次回路的等效阻抗Z
JX
；
[0034]获取不同试验一次回路在同一试验电流频率下的阻抗，绘制频率变化下试验一次回路阻抗示意图，比较Z
ZFX
、Z
JX
、Z
YX
，选取最小的为试验最终的一次接线回路，进行直流电流互感器现场宽频试验。
[0035]另一方面，本申请提供直流电流互感器现场宽频试验一次回路建模方法，包括结合上文中提出的两种工程解决方法，选取试验回路较小的一种一次回路接线方法，建立一次回路等效模型。
[0036]由以上技术方案可知，本申请提供直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化及建模方法，包括通过抱箍在管母上进行挂接导线；在直流场中完成一次试验导线挂接，与高频及阶跃电流源相连，直流电子式互感器校验仪接收标准信号，通过光纤接收控制室合并单元输出的FT3数字报文，完成直流电流互感器相关指标的计算分析；减小试验一次回路阻抗；降低试验所需的负载，试验电流不变，减小回路面积。
[0037]本申请可有效降低试验宽频电流源容量，显著提高直流电流互感器现场宽频试验工作效率，保护一次设备安全，减少试验的一次回路长度，降低其他设备试验运行风险。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化方法，其特征在于，包括：通过抱箍在管母上进行挂接导线；在直流场中完成一次试验导线挂接，与高频及阶跃电流源相连，直流电子式互感器校验仪接收标准信号，通过光纤接收控制室合并单元输出的FT3数字报文，完成直流电流互感器相关指标的计算分析；减小试验一次回路阻抗；降低试验所需的负载，试验电流不变，减小回路面积。2.根据权利要求1所述的直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化方法，其特征在于，所述在直流场中完成一次试验导线挂接，与高频及阶跃电流源相连，直流电子式互感器校验仪接收标准信号，通过光纤接收控制室合并单元输出的FT3数字报文，完成直流电流互感器相关指标的计算分析的步骤包括：直流互感器宽频特性试验的一次回路阻抗复频域表达式为：Z(s)＝R+sL(s)
ꢀꢀꢀꢀ
(1)式中s＝jω，随着频率增高感抗增大，电阻大小随频率变化不大，试验一次回路中的阻抗随频率增大而增大。3.根据权利要求1所述的直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化方法，其特征在于，所述减小试验一次回路阻抗的步骤包括：不能增大电源功率情况下，减小试验一次回路阻抗，直流互感器现场宽频试验升流过程可等效为通过时变电磁场的单匝线圈，则回路中感应电动势与磁通变化关系积分表达式为：上式表明了变化磁场产生变化电场，等式的右边回路面积越大，电感的抑制作用越大，通过斯托克斯定理将上式变为微分形式：由上式得，感应电场的性质和静电场或稳恒电场不同；静态场情形下，由于即也为0，即进行直流电流互感器准确度试验时，一次回路进行大电流升流容易，宽频试验时升流难；对于简单的单匝圆形回路而言，如果一次试验导线的半径r0远远小于回路半径r，则圆形回路电感近似为：上式中的磁导率μ值大小通过磁场强度和磁密或真空磁导率和相对磁导率获得，圆形回路电感与回路面积成正比关系，导线半径对电感的影响很小，则简单的正方形回路电感为：
简单的矩形回路单匝线圈回路电感为：4.根据权利要求1所述的直流电流互感器现场宽频试验一次回路优化方法，其特征在于，所述降低试验所需的负载，试验电流不变，减小回路面积的步骤包括：两种工程解决方法，一是将宽频试...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱梦梦，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：