检测电容电流型电子式电压互感器及其相关技术研究

论文摘要

电子式电压互感器(EVT)是数字化变电站与智能电网建设所需的关键设备之一，是当前国内外研究的热点和前沿方向。本文阐述了一种新型电子式电压互感器的结构与原理，并对其相关技术进行深入研究。本文首先对传统电压互感器所面临的问题以及国内外电子式电压互感器的发展状况进行了综述；全面深入研究了检测电容电流型EVT的结构与原理，提出了构成无源电子式电压互感器的新方法，论述了所具有的优越性，提出了影响互感器性能的三个关键技术；考虑微型电流互感器等值电感和高压电容器等值电阻建立了EVT一次侧等值电路，推导出以频率为自变量的误差计算公式，分析了EVT的频率特性；根据电极构成不同将杂散电容分类并计算出单个电极的杂散电容值，指出杂散电容通过改变电容器容值影响互感器的稳态性能，在装置的调试过程中可以将杂散电容的影响消除；从高压全膜油浸电容器的结构入手研究了温度影响输出电压的机理，温度变化时，电容器容值改变引起电容电流变化，二次输出电压随之变化从而产生温度误差，提出了模拟电路补偿与数字电路补偿两种温度补偿方法，模拟电路补偿结构简单，存在微小的补偿误差，数字电路补偿补偿精度高，结构较前者复杂；设计了实验室模拟实验平台，依照国家标准对EVT做稳态精度实验、温度实验与暂态实验，对实验中遇到的问题进行分析并提出了相应的解决方法。检测电容电流型EVT结构简单，传感原理正确，工作可靠，在开关站与控制室之间采用电缆传输电流信号，抗干扰能力强，无引线压降；处理电路置于控制室内，开关站无需供电电源，构成了一种新型的无源电子式电压互感器，具有很高的实用价值和应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景、目的与意义
• 1.2 电子式电压互感器的研究现状
• 1.2.1 电容分压型电子式电压互感器
• 1.2.2 基于电光效应的电子式电压互感器
• 1.2.3 基于逆压电效应的电子式电压互感器
• 1.3 电子式电压互感器的优点
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 检测电容电流型电子式电压互感器
• 2.1 可数字信号输出 EVT
• 2.1.1 可数字信号输出 EVT 的结构与原理
• 2.1.2 可数字信号输出 EVT 的稳态分析
• 2.1.3 小信号输出 EVT 的暂态分析
• 2.2 替代常规型 EVT
• 2.2.1 替代常规型 EVT 的结构与原理
• 2.2.2 功率放大电路的设计
• 2.3 检测电容电流型 EVT 较电容分压型 EVT 的区别与优势
• 2.3.1 较电容分压型 EVT 的区别
• 2.3.2 较电容分压型 EVT 的优势
• 2.4 小结
• 第3章 检测电容电流型 EVT 的相关技术研究
• 3.1 频率特性分析与研究
• 3.2 杂散电容探讨与研究
• 3.2.1 电容器杂散电容的分布
• 3.2.2 杂散电容的计算
• 3.2.3 杂散电容对检测电容电流型 EVT 的影响
• 3.2.4 抑制杂散电容影响的方法
• 3.3 温度特性研究与温度补偿
• 3.3.1 全膜电容器
• 3.3.2 全膜电容器温度特性分析
• 3.3.3 电容器温度检测方案
• 3.3.4 温度补偿
• 3.4 小结
• 第4章 检测电容电流型 EVT 的实验研究
• 4.1 电子式电压互感器标准对实验的要求
• 4.2 可数字信号输出 EVT 的实验研究
• 4.2.1 实验室模拟实验模型设计与稳态实验数据分析
• 4.2.2 高压稳态试验与数据
• 4.2.3 实验室暂态实验与波形
• 4.3 替代常规型 EVT 的实验研究
• 4.3.1 实验室模拟实验模型设计与稳态实验数据分析
• 4.3.2 高压稳态试验与数据
• 4.3.3 实验室暂态实验与波形
• 4.4 实验中的遇到问题与解决方法
• 4.4.1 处理电路与一次回路的可靠性
• 4.4.2 共模干扰信号的抑制
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B 攻读学位期间所参与的科研项目目录