[实用新型]一种用于特高压输变电系统的精密程控大电流注入装置

说明书

技术领域

本发明涉及特高压输变电系统中各种试验所需要的精密程控大电流注入装置。 

背景技术

特高压电网能够满足远距离大容量输电的需要，可以提高电能传输的经济性；采用特高压输变电技术以节约线路走廊，减少变电所的占地面积；随着电力系统的发展、装机容量的增大，系统的故障短路电流问题变得十分突出，适时采用更高一级电压是限制短路电流水平的有效措施。因此从各个方面考虑，都要求我国加快启动建设特高压电网。 

超高压特高压电网建设过程中必须要解决一系列技术问题，其中对直流换流站的电流和电压传感器进行全电流检测是工程实际应用中的重要问题。直流换流站的电流和电压传感器是进行整流与逆变工作状态控制的重要传感器，为特高压直流输电系统提供控制与保护信号，是直流输电系统正常运行不可缺少的电力设备。直流换流站直流电压电流测量准确度达到0.5级甚至0.2级是必要的，因此现场对直流电流电压传感器的误差检验应为0.5级，标准直流电流电压传感器的配置应为0.05级。 

在直流换流站电流电压传感器试验中，为了精确校准电流和电压传感器，需要在其一次侧注入高达4kA以上的精密大电流，模拟实际工况以考察其全面特性。现有的直流电源在电流互感器试验现场施加的电流值很难达到额定值。 

特高压交流试验示范工程电气设备交接试验表标准中规定，误差测量以直接(测差)法为准，如果施加电流达不到规定值，允许采用间 接法检测，但是使用间接法的前提是采用直接法测量20％额定电流的误差。间接法包括： 

1、外推法：在不低于额定电流20％的条件下，测量CT(电流互感器)误差，然后测量互感器的激磁阻抗和回路阻抗，根据励磁曲线推算出20％～120％额定工作电流的误差特性曲线。 

2、模拟负荷法：模拟负荷法同样需要在不低于额定电流20％的条件下测量电流互感器误差，区别在于需要人为加大二次负荷。例如，现场可以施加20％额定电流，如果不计电流互感器漏抗影响，将二次负荷加大5倍，在20％额定工作电流下的励磁磁势已经达到了100％工作电流下的励磁磁势。 

目前实现4KA以上大电流注入的技术手段通常为大电流升流组合装置。升流组合装置包括升流器组、电容补偿装置、整流装置、电源控制系统及辅助设施。该方案由多个采用环形铁心和导线换位绕制输出绕组的独立的升流器单元组成，各升流器单元的输入绕组端相互并联，输出绕组端通过串联、并联或串并联混合方式相联接；每个升流器单元都采用防锈铝板做箱体，并采用不锈钢板做面板；输出绕组经过整流滤波装置后提供直流大电流。 

以上技术方案都存在本身无法克服的技术原理缺陷。 

外推法的缺陷是缺少对附加误差的验证，在检测较大的电流比时测量误差较大。 

负荷法的缺陷。通过这种方式间接测量电流互感器在额定电流下的测量误差，这种试验需要配置较多的二次负荷箱。 

总之，虽然交接试验标准中允许使用间接法进行测量，但作为特高压工程的首次现场检测，对电流互感器进行全电流试验是必要的。其意义在于：虽然互感器本身在出厂时做过试验，但是在现场与GIS罐体进行组装后，互感器各线圈之间、互感器与罐体之间的电磁干扰程度还需要在全电流下进行检查和验证。 

3、大电流升流组合装置的缺陷。一方面，从技术原理上将其输出电流脉动大，无法满足精密直流大电流的特性要求；另一方面，现有的大电流升流设备均配置在专用实验室内，由于要求有足够的容量，必须专线电源供电和固定使用，如将其直接用于大负荷大电流现场试验检测，存在着体积庞大无法运输、设备抗外力冲击性差、散热性能差、安装摆放场地受限、难以解决现场安全接线(地)和电源容量配置以及设备涡流损耗和温升现象严重等问题。 

综上所述目前投入运行后的直流电流互感器，缺乏有效现场校准手段的瓶颈在于大电流注入的技术和装置。而且随着国内高压直流输电工程的增多，对大电流互感器校验用直流电源提出了新的要求。不仅要求此类电源的输出电流能够在几安至几千安的大范围内连续可调，而且还要保证输出电流的高精度、高稳定度，同时为了满足现场测试的需求，保证此类电源体积小、重量轻、可靠性高。然而目前还没有满足上述全部要求的直流电源。 

实用新型内容

本发明的目的是提供一种用于特高压输变电系统的精密程控大电流注入装置。