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绝缘油介损及电阻率全自动测试仪研究

绝缘油介损及电阻率全自动测试仪研究
 
  0 引言
  电流互感器是电力系统中进行电能计量和继电保护的重要设备,其精度及可靠性与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关。然而随着电力工业的发展,电力传输系统容量不断增加,运行电压等级也越来越高,目前我国电网的*高电压等级已达500 kV,下一个电压等级也许是750 kV或1  000 kV。此时,传统的电磁式电流互感器暴露出一系列严重的缺点:电流互感器的绝缘结构将非常复杂,造价也会急剧增加;由于电磁感应式电流互感器所固有的磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频带窄以及有油易燃易爆等缺点,已难以满足新一代电力系统在线检测、高精度故障诊断、电力数字网等的发展需要。寻求更理想的新型电流互感器已势在必行,目前注意力已集中到光学传感技术,即用光电子学的方法来发展所谓的光电式电流互感器(optical current transformer,简称OCT)[1]。与传统的电磁式电流互感器相比,光电式电流互感器具有抗电磁干扰、不饱和、测量范围大、频带宽、数字信号传输、体积小 、重量轻等优点。光电式电流互感器从传感头有无电源供电的角度可分为有源OCT和无源OCT两大类。有源OCT又分为频率调制式、脉冲调制式、数字调制式及强度调制式;无源OCT可分为全光纤式、光电混合式、块状玻璃式。尽管OCT已研究了20多年,经过了大量的理论分析、实验研究及挂网运行,但到目前为止还没有一种大批量的商品化产品投放市场[2]。其根本原因在于:虽然原理、技术可行,但要在高电压、高电磁干扰、高温差变化等环境影响下长期、稳定、可靠地运行还需付出更多的努力。
  绝缘油介损及电阻率全自动测试仪研究
  1 有源OCT
  有源OCT就是基于传统的电流互感器(TA),利用有源器件调制技术,以光纤作为信号通道,把高压侧转换的光信号传到地面进行信号处理,得到被测信号的装置。这种互感器的特点是,既利用了光纤系统提供的高绝缘性的优点,显著地降低了电流互感器的制造成本、体积和重量,又充分发挥了被电力工业界广泛接受的常规TA测量装置的优势,同时还避免了传感头光路的复杂性及全光纤传感头线性双折射、块状玻璃全反射相位差等技术难点。
  早在70年代清华大学电机系就从事过有源OCT的研究,它在传统TA基础上,使用光辐射内调制的方法实现OCT,光纤只用来传递被电流调制的光强信号,起电位隔离作用。在高压母线上,串有2个TA,分别为供电TA和取样TA,供电TA给处于高电位的传感部分提供电源。由于这种方案在高压母线上取供电电源,而母线电流变化很大,电源系统的可靠性较低;另外由于当时光电子器件可靠性低、体积大,所以试制的样品体积也较大,并且不适合长期的户外运行。目前,我们在原来研究、实验的基础上,对几种有源OCT 的调制方式进行比较,采用了一种先进、实用的方案,它利用光功率推动原理给高压供电,并在高压侧采用数字调制方式。利用地面的强激光源,将光能通过光纤传至高电位处,再由光电池将光能转换为电能,并用此电能给有关的功能电路部分供电。近年来由于光电子学的迅速发展,高功率的半导体激光器以及光电转换的光电池都达到了很高的指标,给这种方案的实现带来了很大的可能性。
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