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随着特高压直流输电技术的发展,以光纤电流互感器、直流分压器、零磁通互感器为代表的直流测量设备得到大量应用.然而,因设备质量缺陷、安全工艺不良以及长期运行老化等原因,直流测量数据可能存在准确性和漂移问题.直流测量设备的自检逻辑不能从根本上避免不良数据的影响,现有电力系统不良数据辨识方法也无法满足直流控制保护可靠性和速动性的要求.为此,本文分析了直流测量设备不良数据的特征,提出了基于Spark改进的随机森林直流输电系统不良数据辨识方法,最后通过仿真算例验证了该方法的有效性.该方法引入Spark架构提高了直流测量设备异常数据辨识的速度,并采用生成式算法改进数据分布,提升了直流测量数据不良数据辨识的准确性.
直流测量设备不良数据辨识Spark随机森林生成式对抗网络
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阻容式直流分压器谐波分量监测依靠高、低压臂电容部分来实现,当低压臂阻容连接片断裂造成电容器开路,会导致交直流电压谐波分量异常.文章分析了±800 kV特高压直流换流站极母线阻容式直流分压器谐波分量异常增大的故障机理,通过解体检查、仿真分析、材料检测分析等技术手段验证了谐波分量与低压臂电容器开路间的关联关系,提出了针对性防范措施,对阻容式直流分压器设计制造、运行监控、检修维护特别是阻容连接片实时状态、监测等领域具有重要的参考、借鉴和指导意义.
阻容式直流分压器阻容单元低压臂阻容连接片交变应力
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受端分层接入特高压换流站中,直流分压器低压桥臂电压信号输出回路电缆作为连接直流分压器本体与二次电压测量回路的信号传输关键环节,一旦发生断裂或损坏,将会导致二次电压测量故障中断,引发保护动作闭锁阀组.以受端分层接入±800 kV广固换流站为例,对直流分压器结构原理、受端分层接入阀组电压平衡控制策略以及阀组过电压保护动作逻辑进行分析,结合阀组间直流分压器二次电压测量故障导致阀组闭锁事件,通过对阀组过电压保护动作情况的分析以及现场故障检查的验证,得出低压桥臂电压信号输出回路电缆断裂导致二次电压测量故障以及该电缆断裂由多重因素耦合所致的结论,并精准地完成了故障处理.针对导致该电缆断裂的多重因素,分别给出了对应改进措施,为在运以及后续直流输电工程中直流分压器的设计与配置提供了理论与实践参考.
特高压换流站直流分压器二次电压测量故障电缆断裂多重因素耦合改进措施
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特高压直流分压器低能量放电将造成电压突然跌落或者跳变,严重影响电网安全稳定运行.分析了±800 kV直流分压器低能量放电现象,利用RTDS仿真试验模拟内部对地短路,通过解体、试验、检测等工作,分析讨论故障原因、提出预防措施,为防范和杜绝特高压直流分压器故障和异常提供借鉴,为特高压直流设备和电网安全、稳定运行积累经验.
特高压电网直流输电直流设备直流分压器低能量放电
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目前国内直流电压比例标准最高电压等级为1 000 kV,无法满足电力系统±1 100 kV直流工程特高压直流分压器的溯源需求.针对特高压条件下直流分压器由于测量电阻层径向电压差导致的泄漏电流增加以及外部电场的影响,提出一种分压器对称屏蔽层的设计结构,通过等电位内层屏蔽电阻的设计大大减小测量电阻层的径向电位差,实现测量电阻层泄漏电流以及横向电场的抑制.基于该对称屏蔽层的设计结构,开展电阻温度、电压系数的测量以及温升试验,研制了1 300 kV精密直流电压比例标准,并应用改进电压加法对研制的计量标准进行试验验证.结果表明研制的1 300 kV精密直流电压比例标准扩展不确定度优化至3.8×10-5(k=2).
电学计量1300kV直流电压比例标准对称屏蔽层电压加法不确定度评定
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针对新型直流分压器线性度问题,本文深入分析了元器件制造误差、环境因素,以及输入电压范围等影响因素.研究提出了结构电阻网络补偿、运算放大器辅助补偿,以及数字校正补偿等技术方案.结合某500kV换流站实际案例,设计了基于数字电位器和精密基准源的主动补偿网络,采用三阶段补偿控制算法实现线性度优化.实验结果表明,该方案可将分压器线性度误差从0.2%降至0.02%以内,温度漂移控制在200×10-6以下,显著提升了直流电压测量精度.
直流分压器线性度补偿数字校正温度漂移
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学位论文]作者：
李民龙
电子信息 武汉纺织大学 2025(学位年度)
直流电压分压器绝缘材料非线性效应
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学位论文]作者：
杨东星
电气工程 合肥工业大学 2025(学位年度)
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低能量放电是一种间歇性火花放电.特高压直流分压器低能量放电将造成电压突然跌落或者跳变,严重影响电网安全稳定运行.本文分析了±800 kV直流分压器低能量放电现象,利用RTDS仿真试验模拟内部对地短路,通过解体、试验、检测等工作,分析了故障原因,并提出预防措施,为防范和杜绝特高压直流分压器故障和异常提供借鉴,为特高压直流设备和电网安全、稳定运行积累宝贵经验.
特高压电网直流输电直流设备直流分压器低能量放电
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直流分压器也称直流电压互感器,是直流输电系统测量直流电压的主要设备.目前高电压等级直流分压器主要基于阻容分压原理.本文介绍了直流分压器工作原理、高压臂电容器运行环境及产品特点,并研制了电容器样机,得出在电容心子尺寸相同情况下,采用三膜两纸介质结构比采用两膜一纸介质结构的平均场强更低,以及采用一体式端盖—膨胀器结构,可提高空间利用率的结论,分别通过电容器单元和直流分压器整机试验验证了设计制造的合理性.
直流分压器阻容分压结构设计电容温度系数试验验证
