第13讲 大电流的测量和电力系统的在线监测

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1、高电压技术高电压工程系李黎leeli@mail.hust.edu.cn2习题1.设一被试品的电容量为4000pF，所加的试验电压有效值为400kV，试求进行这一工频耐压试验时流过试品的电流和该试验变压器的输出功率。3某冲击电压发生器的等效电路如图所示。已知C1为20nF，C2为2nF，阻尼电阻Rd为100Ω,若要获得标准雷电冲击波形，设暂不计L的影响，请用近似公式计算R1,R2。4对某一试品在现场用QS1型电桥测量其tgδ，为了减小干扰所引起的测量误差，采用了倒相法。第一次测量时，R3＝302Ω，C4＝0.01μF；倒相后第二次测量时，R3＝27

2、8Ω，C4＝0.0025μF。问试品的“真实”电容及tgδ各为多少？已知535kV电力变压器的试验电压为72kV，在大气条件为，℃时做工频耐压试验，应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？66.5冲击电流的产生和测量电力设备的冲击电流试验：几kA－几十kA6.5.1冲击电流波形非振荡冲击电流波振荡冲击电流波tf－视在波头时间，tt－视在半峰值时间，IM－电流峰值，I΄M－反极性电流峰值7冲击电流波的波形参数电力系统对避雷器进行冲击电流实验时，用以下参数的波形：雷电冲击电流波形：8/20s；波形为4/10s的冲击电流波形；波形为18/20

3、s的冲击电流波；视在波头时间为30－100s的冲击电流波，其视在半峰时间为视在波头时间的2倍以上；陡波：视在波头时间为1s；方波冲击电流：持续时间2000s；86.5.1冲击电流波形－方波T0.9－波长持续时间，T0.1－波的总持续时间，IM－电流峰值IM΄－反极性电流峰值，I΄΄－峰值附近叠加的高频叠加峰值方波冲击电流波形96.5.2冲击电流波的产生冲击电流发生器的工作原理回路方程为：10冲击电流波形的类型分三种情况：1）欠阻尼2）临界阻尼3）过阻尼增加电流的方法：1增加电容量2减小回路电感，减小回路电阻116.5.3冲击电流的测量特点：

4、持续时间短、变化快。用相应时间来表示其特性。目前常用两类测量系统：分流器测量系统；电流互感器（CT）测量系统12一分流器测量系统Rs＋R1≈Z，Rs＋RK远小于R1＋R2，R1≈R2被测冲击电流测量系统的响应时间主要取决于分流器，分流器的响应时间为电阻R2上的电流为电阻R2上的电压为因此分流比为13分流器分流器是将被测电流转换为适当幅值电压的一种装置，它具有很大的电流容量，能够耐受大电流产生的电动力，分流器的电阻应该很小，其电阻温度系数也要非常小，电阻材料采用锰铜、镍铜等非磁性材料。分流器的电感值要远小于电阻值.绞线式折带式同轴园管式卓园管式14

5、电流互感器对于特大幅值冲击电流，分流器制造困难。需采用电流互感器一般用空心互感器，而不用铁心。因为冲击电流中包含丰富的高频成分，铁心在高频下产生的损耗带来测量误差；同时，因为di/dt足够大了，即使不用铁心，也能感应出足够高的电压线圈输出端的感应电势为：互感系数M可以实测，但一般需要事先计算。(1)自积分法如果很小，且则(2)外积分法如果R很大，且有则即且上下限频率15冲击电流测量系统的校正方法（1）方波电流试验法给测量系统注入方波电流，测量输出端的方波响应。（2）电流试验法给测量系统注入高频电流，测量输出端电流的大小，可求得该频率下的系统阻抗。

6、改变注入电流的频率，可得到阻抗与频率的关系曲线。（3）波头相位法可测量具有电感效应的分流器的响应时间，并可在高压下进行。将分流器接入冲击电流发生器回路，使回路产生衰减振荡波。由于电感的作用，示波器图形的起始部分有一个突然跃变。根据跃变的参数，即可求出响应时间。（4）比对法是和“标准”测量系统的测量结果进行比对校正。16第七章电气设备绝缘的在线监测电气设备检修方式的发展：20世纪40年代，事故后维修；20世纪60年代，预防性检修；目前，状态检修是发展趋势。事故后维修：电网电压等级低，容量小，故障的危害小；预防性检修：110kV-220kV电压等级，

7、故障影响扩大；问题：预试是在停电状态下进行，没有考虑设备的运行条件、气象条件等；试验电压较低（一般在工频10kV以下）；17绝缘在线监测系统的基本框架关键问题：选择传感器和传感性能如何处理信号数据如何判断绝缘缺陷18温度监测可用于电力系统的在线监测的传感器主要有两类：接触式传感器，即热敏式电阻传感器；主要用热电偶式温度传感器。由于热电偶由金属构成，因此只能安放在绝缘层外。2非接触式传感器，即红外感温式传感器解决绝缘问题。19绝缘油的气相色谱分析主要用于变压器的绝缘油分析。理论依据：变压器油与油中的固体有机绝缘材料在运行电压下因电、热、氧化或者局部

8、放电等多种因素作用下，会逐渐变质，裂解成低分子气体。变压器潜在过热或者局部放电会加快产气速度。同一性质的故障，其产生的气体成分和含量在一