复杂电磁环境下变电站电子式互感器抗扰度特性研究

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由于电子式互感器安装在一次设备之间,采集器、合并单元等二次设备处于变电站复杂的电磁环境中,导致挂网运行的电子式互感器因电磁干扰而故障频发。其中隔离开关分合空载母线产生的特快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage,VFTO)对电子式互感器的电磁干扰最为强烈,是电子式互感器故障的主要因素。因此,研究电子式互感器对由VFTO引起的电磁干扰的抗扰度特性,具有重要的理论意义及工程应用价值。本文基于骚扰源—耦合路径—受扰设备的分析思路,研究了VFTO的产生机理以及干扰的主要耦合方式,并进行了电子式互感器对VFTO引起的电磁干扰的抗扰度特性实验室研究,具体研究工作如下:首先,基于110k V AIS隔离开关分合容性小电流试验平台,建立了试验平台宽频域等效模型,通过Simulink仿真及试验平台实测验证了理论模型的适用性。进一步分析得知电子式互感器受到的主要干扰为电容分压器低压臂电容端口处的暂态过电压及由于地线电感存在而引起的暂态地电位升,二者均为阻尼振荡波形式,但振荡主频差异较大。其次,分析了电子式互感器采集器信号端口处差模及共模干扰来源,得出了信号线干扰电流的主要耦合路径为L-N(差模)及N-PE(共模),且L线及N线上的干扰电流具有较大差异性。并进一步通过试验平台实测及Simulink仿真模型验证了耦合路径分析的正确性。最后,在上述对干扰来源及耦合路径研究的基础上,为研究电子式互感器对干扰的抗扰度特性,同时为促进电子式互感器电磁兼容检测标准的完善,本文提出以高频阻尼振荡波作为骚扰源,以L-N及N-PE为注入方式的干扰模拟方案,研究不同频率、不同电压等级下采集器的抗扰度特性。结果表明,采集器对不同频率的干扰抗扰度呈现较大差别,且受扰程度和干扰电压正相关,同时高低温会一定程度上影响采集器的抗扰度。
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