[發(fā)明專(zhuān)利]特高壓電流互感器暫態(tài)特性試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810047720.8
• 申請(qǐng)日: 2008-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101281225A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樂(lè)仁;雷民;章述漢;王海燕;李前
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 李雙全;莫青

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電流互感器暫態(tài)特性的試驗(yàn)裝置，特別是特高壓電流互感器暫態(tài)特性試驗(yàn)裝置，其屬于特高壓電力設(shè)備的領(lǐng)域范疇。

背景技術(shù)

通常，特高壓電網(wǎng)的運(yùn)行電壓超過(guò)1000kV，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，會(huì)產(chǎn)生比超高壓電網(wǎng)更大的短路電流，例如達(dá)到100kA以上。這樣就要求安裝在特高壓電網(wǎng)用于保護(hù)的電流互感器能響應(yīng)比過(guò)去更大的故障電流。據(jù)申請(qǐng)人所知，現(xiàn)有的電流互感器暫態(tài)特性的試驗(yàn)裝置在沒(méi)有進(jìn)行技術(shù)改造或者采取輔助技術(shù)手段的條件下，就現(xiàn)有的試驗(yàn)裝置的技術(shù)水準(zhǔn)而言，對(duì)這樣的電流互感器進(jìn)行暫態(tài)特性試驗(yàn)是十分困難的。目前的動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置雖然可以提供這個(gè)級(jí)別的交流電流，但是不能滿(mǎn)足合-分以及合-分-合-分循環(huán)要求的時(shí)間常數(shù)。這是因?yàn)殡娋W(wǎng)相間或相對(duì)地短路時(shí)，回路電阻小，功率因數(shù)低，時(shí)間常數(shù)一般超過(guò)100ms，例如達(dá)到120ms；而由于動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)回路的電流通過(guò)變壓器變換產(chǎn)生的，而變壓器繞組的電阻串接在回路中，從而使回路電阻顯著增加，導(dǎo)至功率因數(shù)高，時(shí)間常數(shù)難以超過(guò)50ms。到目前為止，大電流互感器的暫態(tài)特性試驗(yàn)裝置只有使用沖擊發(fā)電機(jī)或者直接把電網(wǎng)短路。由于特高壓電流互感器要求有更大的暫態(tài)試驗(yàn)電流，現(xiàn)有的這兩種試驗(yàn)裝置只有進(jìn)行容量升級(jí)后才能使用，這是一項(xiàng)投資巨大的工程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)備難以進(jìn)行特高壓電流互感器暫態(tài)特性試驗(yàn)的問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，提出特高壓電流互感器暫態(tài)特性試驗(yàn)裝置，這樣一來(lái)，就能在較少投入情況下滿(mǎn)足特高壓電流互感器暫態(tài)特性試驗(yàn)的需要。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，由暫態(tài)電流發(fā)生裝置、暫態(tài)電流母線和測(cè)量控制裝置組成，其特征是：暫態(tài)電流發(fā)生裝置包括交流電流發(fā)生裝置和脈沖直流發(fā)生裝置，暫態(tài)電流母線包括交流等安匝母線和脈沖直流等安匝母線，它們繞在暫態(tài)電流互感器的環(huán)形線圈上，構(gòu)成交流等安匝母線繞組和脈沖直流等安匝母線繞組，交流等安匝母線繞組與交流電流發(fā)生裝置連接并組成交流等安匝回路，直流等安匝母線繞組經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)、電抗器和電阻器與一臺(tái)或兩臺(tái)脈沖直流發(fā)生裝置連接并組成直流等安匝回路，放電的時(shí)序由測(cè)量控制裝置操作。

其特征是：交流等安匝母線繞組和脈沖直流等安匝母線繞組的匝數(shù)相等，并使用共同的去耦阻抗。

本發(fā)明使用交流電流發(fā)生裝置和脈沖直流發(fā)生裝置以及由交流等安匝母線繞組與脈沖直流等安匝母線繞組組成暫態(tài)電流發(fā)生裝置，本發(fā)明采用暫態(tài)電流母線在暫態(tài)電流互感器的環(huán)形線圈上按圓周均勻分布方式分別繞制有交流等安匝母線繞組和脈沖直流等安匝母線繞組，兩個(gè)繞組的匝數(shù)相等，兩個(gè)繞組使用共同的去耦阻抗，交流等安匝母線繞組經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)與一臺(tái)大容量降壓變壓器輸出端連接并組成交流等安匝回路，直流等安匝母線繞組經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)、電抗器和電阻器與一臺(tái)或兩臺(tái)充有高電壓的電容器連接并組成直流等安匝回路。放電的時(shí)序由測(cè)量控制裝置操作，兩個(gè)回路聯(lián)合放電時(shí)在被試暫態(tài)電流互感器的環(huán)形鐵芯上可以得到需要的暫態(tài)試驗(yàn)電流。

本發(fā)明的工作原理是，特高壓暫態(tài)電流互感器是母線型電流互感器，可以使用等安匝母線進(jìn)行等效試驗(yàn)，其中交流等安匝母線和脈沖直流等安匝母線在暫態(tài)電流互感器的環(huán)形線圈圓周上用均勻分布方式繞有多匝，分別構(gòu)成交流等安匝母線繞組和脈沖直流等安匝母線繞組，按等安匝合成方式達(dá)到需要的暫態(tài)電流幅值以及面積擴(kuò)大倍數(shù)。交流等安匝回路的電流使用大容量降壓變壓器產(chǎn)生，直流等安匝回路的電流使用充有高電壓的電容器經(jīng)過(guò)電抗器和電阻器放電產(chǎn)生。試驗(yàn)時(shí)，暫態(tài)電流互感器的二次繞組接入規(guī)定的二次負(fù)荷，交流電流開(kāi)關(guān)合閘后即在交流等安匝母線上產(chǎn)生有直流偏移的交流電流，當(dāng)交流電流接近達(dá)到最大值時(shí)，充有高電壓的電容器組放電開(kāi)關(guān)合閘，在脈沖直流等安匝母線上產(chǎn)生脈沖電流，脈沖電流為波前時(shí)間20ms～30ms，半波時(shí)間100ms～150ms的雙指數(shù)波。合閘的相位用選相開(kāi)關(guān)控制，以便產(chǎn)生盡量大的直流偏移量。使用兩臺(tái)電容器交替放電即可對(duì)暫態(tài)電流互感器進(jìn)行合-分-合-分循環(huán)試驗(yàn)，兩臺(tái)電容器同時(shí)放電則可進(jìn)行單次合-分試驗(yàn)。不論是合-分循環(huán)還是合-分-合-分循環(huán)，整個(gè)試驗(yàn)時(shí)間都不超過(guò)1s，充分考慮了電流互感器動(dòng)熱穩(wěn)定時(shí)間限制。為了抵消交流電流回路和脈沖直流回路通過(guò)被試暫態(tài)電流互感器鐵芯產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)，令兩個(gè)等安匝回路具有相等的匝數(shù)，同時(shí)兩個(gè)電路通過(guò)去耦阻抗連接，去耦阻抗的大小等于被試暫態(tài)電流互感器二次回路總阻抗折算到等安匝回路的阻抗值，使兩個(gè)回路的耦合系數(shù)接近為零。