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发明专利|一种GIS内部高频暂态电流的测量方法

2016-05-31 11:49来源:北极星输配电网关键词:变电站GIS发明专利收藏点赞

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导体D距线圈Q边缘距离为H,导体D与线圈Q之间的互感为M,当导体有电流流过,则有:

u=Mdi/dt(1)

对线圈Q输出电压积分,即可得到导线D中的电流。单匝线圈输出的电压幅值与线圈圆环的直径、线圈与导体的间距和线圈圆环与导体之间空间位置有关,当这些参数被固定不变,则互感M值被确定,则单匝线圈的输出电压与导体的电流是完全对应关系。采用Bdot测量电流,其优点是结构简单,测量频率响应范围宽,实施成本低;其缺点是需要在Bdot线圈安装好后进行现场标定。

研制B-dot线圈需从与一次导体间的绝缘、输出电压幅值、气密和同轴传输结构等方面设计研制。根据GIS结构尺寸,B-dot线圈可安装在GIS较大的法兰端盖中央,法兰端盖位置(图中TCT接口SX)和电流传感器探头1如图5所示。

本发明中,B-dot线圈采用刚性金属全屏蔽电缆弯制,按计算可加工多个10cm、15cm、20cm、25cm、30cm等不同直径的B-dot线圈,如图6所示,以便在现场标定时调整,其中铜导线2线径为2mm,环形铜导线不闭合,铜屏蔽外壳3与BNC接头4通过丝扣连接,环形铜导线与BNC接头4内电极连接。铜导线2与铜屏蔽外壳3之间填充聚四氟乙烯绝缘体。

B-dot线圈平面与盖板相对位置要固定牢靠,避免因振动使B-dot线圈位置发生变化改变转换系数。密封和同轴传输系统和GIS电压探头结构一样。B-dot线圈在安装到GIS过程中,应使B-dot线圈平面与GIS的一次导体平行。

本发明一种GIS内部高频暂态电流的测量方法,包括以下步骤:

1)采用刚性金属全屏蔽电缆弯制形成B-dot线圈,该B-dot线圈包括不闭合的环形部,以及从环形部延伸出的延伸部;B-dot线圈包括三层:外部的铜屏蔽外壳3、内部的铜导线2以及位于铜导线2与铜屏蔽外壳3之间的绝缘体;延伸部尾部连接有BNC接头4;

2)将B-dot线圈安装在GIS的一个法兰盖中央处;B-dot线圈与GIS的法兰盖连接处密封并固定;BNC接头4露于法兰盖外部,用于连接数据采集装置;B-dot线圈的环形部平面与GIS中的一次导体平行;

3)对安装好的B-dot线圈进行标定:B-dot线圈安装好后,其与一次导体的相对位置确定,但是一次导体的电流值与B-dot线圈输出的电压之间的比例关系需要进行现场标定;由于GIS内部空间以及罗氏线圈结构的限制,不能将罗氏线圈安装在GIS内部;现场标定时在B-dot线圈安装好后,在GIS外部套管上设置一个标准的罗氏线圈;在一次导体产生一个暂态电流时,测量罗氏线圈的感应电流幅值(A),以及B-dot线圈的感应电压幅值(mV),通过感应电流幅值除以感应电压幅值便可以获得B-dot线圈与一次导体之间的互感系数M(A/mV);

4)GIS内部的一次导体上流过暂态电流时,对B-dot线圈的输出电压进行积分,得到一次导体中的暂态电流。

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