电力互感器传递过电压的测量

0 引言

电力互感器传递过电压测量的十年回顾

2003年， IEC  60044-2-1997标准要求进行电力互感器传递过电压测量检测项目。

2004年， 桂林电力电容器厂进行电力互感器传递过电压试验；利用冲击电压发生器对电容式电压互感器进行传递过电压测量，称为高频传递过电压试验，给出了最早的试验报告[1]。

2005年，上海（MWB）互感器有限公司利用HAEFEL UNIT STEP GENERATOR  TYPE 40方波源对GIS电压互感器进行传递过电压测量, 提供最早和较完整的试验报告[1]。

2006年，无锡日新公司利用一种二万伏方波源对GIS电压互感器进行传递过电压测量，其试验独特[1]。

国家变压器质量检验中心利用HAEFEL UNIT STEP GENERATOR TYPE 40方波源对电压互感器进行传递过电压测量[1]。

2007年， 国家标准GB 1207 2006  GB1208 2006要求进行传递过电压测量检测项目。 

2008年，  郭天兴等GBT 4703 2007标准要求进行电容式电压互感器传递过电压测量检测项目。郭天兴等在《电力电容器与无功补偿》杂志发表 《电容式电压互感器传递过电压试验研究》。文章指出，由于冲击电压发生器内部存在的固有电感和电阻，要将波前上升時间调整0.5 us 难度很大，对于B型冲击波10ns波就更难实现了[7]。

2009年，  电力工业设备质量检验中心进行电压互感器和电流互感器传递过电压试验，并发表文章 《电容式电压互感器传递过电压试验研究》 [8] 。

      王秋荣、王彦金编制《GIS电压互感器用传递过电压数字测量系统》。

2010年，  基于Lab VIEW的互感器传递过电压检测平台开始工作，进行电压互感器、电流互感器、电容式电压互感器和GIS电压互感器的传递过电压试验并出具千余份报告。

2013年，  基于Lab VIEW的互感器传递过电压检测平台，对电力互感器的传递过电压试验进行完善规范；并且，在《仪器仪表学报》杂志发表 <传递过电压测量装置的测控软件>论文。[3]

2014年， 基于Lab VIEW的互感器传递过电压检测平台开发工作，其平台落户于WAYAJ智能制造工作室；开始进行毫微秒冲击波(VFTO)的产生、测量、建模、仿真和应用的研究，依托中国工控网，发表论文和资料 [8-10] 。

由十年的回顾可以看出：

1) 电力互感器的传递过电压试验，缺乏合格的A类冲击波和B类冲击波的发生器，以及二次电压的测量器具。

2) 电力互感器传递过电压测量是绝缘特性，有别于雷电冲击试验(绝缘强度) ；其采用标准为<<极快速冲击高压试验技术>>[4] 。

3) 电力互感器的传递过电压标准中波形参数过冲和振荡要给出限值，它直接影响二次电压[5-6]。

    本文介绍标准对电力互感器传递过电压测量的要求, 提出基于示波器的电力互感器传递过电压测量方法，归纳了电力互感器传递过电压测量规范；最后，进行电力互感器传递过电压测量的现场验证。十年回顾中其他问题，WAYAJ智能制造工作室将继续工作，并发布研究成果[9-11]。 

1、标准对互感电力器的传递过电压测量的要求

GIS用互感器传递过电压试验线路如图1所示。

            图1 GIS用互感器传递过电压试验线路

传递过电压U2应在开路的二次端子上测量，通过50Ω同轴电缆连接输入阻抗为50Ω且带宽不低于100MHz的示波器读取峰值。当被测互感器有多个二次绕组时，应一次对每一个二次绕组进行测量，在二次绕组具有中间抽头时，只需在绕组满匝数对应的出头上进行测量。

2 利用示波器测量电力互感器传递过电压的问题

TDS3012B的示波器如图2所示。

            图2  TDS3012B的示波器

利用示波器测量电力互感器传递过电压的问题：

1） 对应的冲击波发生器产生的波形过低，且使用不方便；

2） 高压试验室的干扰和噪声复杂，其水平有時超过5伏；

3） 输入阻抗为50Ω且带宽不低于100MHz的示波器的测量难。

利用示波器的输入阻抗1MΩ测量电力互感器传递过电压的可能性

TDS3012B示波器的输入阻抗为1MΩ和示波器的输入阻抗为50Ω测量关系。

1）TDS3012B示波器的输入阻抗1MΩ時，测量5伏校正信号如图3.1。

    图3.1   输入阻抗1MΩ時，测量5伏校正信号

TDS3012B示波器的输入阻抗1MΩ時，测量5伏校正信号为500mV。

2）TDS3012B示波器的输入阻抗50Ω時，测量5伏校正信号如图3.2

图3.2 输入阻抗50Ω時，测量5伏校正信号

    TDS3012B示波器的输入阻抗50Ω時，测量5伏校正信号为50mV。示波器的输入阻抗1MΩ测量5伏校正信号的值约为输入阻抗5Ω测量5伏校正信号的值10倍。

4、电力互感器传递过电压测量的现场验证

测量电力互感器传递过电压的现场照片如图4.1所示。

    图4.1  测量电力互感器传递过电压的现场照片

输入阻抗50Ω時，测量电力互感器传递过电压的结果如图4.2所示。

图4.2    输入阻抗50Ω時，测量电力互感器传递过电压的结果

输入阻抗1MΩ時，测量电力互感器传递过电压的结果如图4.3所示。

图4.3  输入阻抗1MΩ時，测量电力互感器传递过电压的结果

输入阻抗1MΩ時，测量电力互感器传递过电压的值约为输入阻抗50Ω時，测量电力互感器传递过电压的值10倍。 

5  结　论

1) 本文提出基于示波器的电力互感器传递过电压测量方法，符合GB 20840.1-2010互感器标准，有效可行。

2) 该测量方法能扩展，应用于电力互感器传递过电压数字测量系统。 

3) 该测量方法能扩展，应用于变电站的VFTO传递电压的监测。

4) 使用该测量方法，电力互感器传递过电压测量次数大于十次，才能保证测不确定度的要求。

参 考 文 献    

[1]   王彦金等. 电力互感器传递过电压测量国内情况[内部资料]. WAYAJ智能制造工作室

[2]  张重远 等.基于黑合子方法的GIS电压互感器高频电路模型的建立[J].高压电器. 2007,29（1）23—30.

[3]   王彦金，熊俊軍，等.传递过电压测量装置的测控软件[J].仪器仪表学报2013

[4] 极快速冲击高电压试验技术  第一部分 ： 气体绝缘变电站中陡波前过电压测量系统[Z]. GB/T 18134-2000.

[5]岳功昌，刘卫东，等.特高压气体绝缘组合开关设备中特快速瞬态过电压测量系统的标定[J] .  高电压技术 第2008,29（1）23—30.

[6] 谷定燮，修木洪，戴敏等.1000VGIS变电所V统的标定[J] . 高电压技术 第2008,29（1）23—30.

[7] 郭天兴，徐  杰，等.电容式电压互感器的传递过电压的试验研究[J] .  电力电容器与无补偿.2008,29（1）23—30.

[8]  郭克勤 ， 等.电容式电压互感器传递过电压试验研究[J]. 电力电容器与无功补偿.2009年第30卷第4期 25-28页,共4页.

[9]  王彦金.GIS电压互感器传递过电压试验研究 .中国工控网[论文].2014- 06- 09.

[10] 王彦金，王巍。电力互感器传递过电压的研究现状[W] 中国工控网—技术中心论文栏 

[11]  王彦金，王巍. 电容式电压互感器传递过电压测量试验研究 .中国工控网[论文].2014- 08- 02.