高压电气设备一体化试验装置研究.docxVIP

? ? 高压电气设备一体化试验装置研究 ? ? 国网吉林省电力有限公司长春供电公司 翟永杰 高 晗 电磁干扰问题是影响高压电气设备的一体化试验装置检测误差的重要影响因素，随着电气设备设计复杂度不断增加，使得一些电气设备出现电磁干扰的强度与频率逐渐增加，这使得一体化试验装置的检测效果会受到极大的影响。为此，本文将针对该问题进行深入研究，明确造成该现象的主要机理问题，以期为相关单位或人员提供帮助。 1 装置干扰状况分析 电磁兼容问题是现阶段高于电气设备便携式一体化试验装置设计面临的一大难题。国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）对其定义为：电气设备或系统在所处的电磁环境下可以正常工作，同时并不能够对其它设备或系统造成干扰[1]。对此，研究电磁干扰对一体化试验装置的抑制作用需要深入了解其出现的前提，即明确电磁干扰的来源并分析出高压电气装置电磁干扰的状况。另外，若电磁干扰存在一定的归类性则还需要对其装置的工作电磁干扰频率进行分析，从而确定检定电气设备本身的频率与变化特征，以此完成对电磁干扰的滤波设计，获得真实有效的电磁干扰抑制效果数据[2]。 1.1 电磁干扰的来源 高压电气设备的电磁干扰途径如图1所示。根据电磁干扰的类型对其进行划分，可将高压电气设备的电磁干扰分为电压回路干扰、电流回路干扰、工作电源线路干扰、接地线干扰以及脉冲接收回路干扰等[3]。 图1 体化检测装置的干扰途径 对高压电气设备的线路干扰进行分析时，需要分别使用定量和定性两种针对性较强的分析模式，同时对上述五种位置下不同的电磁干扰信息进行检测时，需要积极利用示波器设备做好数据记录[4]。在仿真模拟获取电磁干扰数据实验中，可通过干扰信号发生器的方式实现对瞬变脉冲群发出的电信号进行捕捉，此时需要实验人员注意电流和电压的提供大小，并以此为步长逐步增加功率的输入。上述提到干扰信号发生器所发出干扰信号的电压幅度与频率分别为4.5kV 和6kHz，所有测量电流均需要采用示波器作为接收信号源，并在示波器下形成电压与脉冲接收的回路波形。例如，由示波器收集并记录的检测设备电压回路上的干扰信号（纸质版）如图2所示。该检测数据是对输出回路检测而获取的干扰脉冲信号，其信号的宽度与幅度分别为80ns 和6V。为能够更加准确的探究出高压电气设备电磁干扰信号的特征数据，需要在模拟电磁干扰信号发生器中安装去耦装置，同时在其结构的角度对线路上的干扰信号进行分析时，应当分别使用上述所提的定量和定性两种分析模式，并在融合检测上述所提五种位置下的电磁干扰信息时，仍需要将示波器设备所记录的数据进行整理分析，以期为之后的一体化试验装置干扰问题及数据分析提供帮助[5]。 图2 —体化试验装置检测电压输出回路的干扰信号 1.2 电流回路上的干扰信号 在检测设备的电路回路上设计互感器设备作为中间环节完成连接，其检测数据结果如图3所示。 图3 一体化试验装置在电流输出回路下检测时的干扰信号 由上图数据能够得出，干扰信号被流经至监测器件的线路上时会出现电容和寄生电感等不稳定电气产生，虽然已经将互感器作为中间环节装置进行中和，但进行连接的电流输出回路上仍存在较强的电磁干扰信号。由此可证明，在高压电气设备出现某些故障后在产生寄生电感与杂散电容，在两者的相互作用下会使电磁干扰信号掺杂于电流的回路当中，进而会使加装互感器装置的线路仍会受到较大电磁信号的干扰。 1.3 脉冲接收回路上的干扰信号 高压电气设备一体化试验装置的脉冲接收回路属于信号接口的一种，以上述研究能够确立在同等计量单元作用下高压电气设备的输入电压与电流信号会出现一定程度的发生变化，并会以一种脉冲信号的形式向试验装置传递。在上述抗电磁干扰的实验中发现，高压电气设备故障时产生的电磁干扰信号其影响力能够迫使脉冲单元发生变化，经过分析后发现影响方式主要可分为两种：第一种即在设备传输线路的辅助下电磁干扰信号会以一种被动耦合的情况融入到脉冲线路中，进而会对脉冲接收所接收的信号产生影响；第二种方式为电磁干扰信号本就存在于线路内部在脉冲输出的回路上不断形成新的耦合[6]。一体化试验装置的脉冲接收回路接收到的干扰信号如图4所示，其电磁干扰信号的宽度与幅值分别为80ns、2V。 图4 —体化试验装置脉冲回路接受到的电磁干扰信号 2 一体化试验装置的受干扰情况研究 2.1 对瞬变脉冲群干扰实验真实情况的分析 以相关电磁干扰指标和国标《GB/T 17626.4》和《GB/T 17215.211》为基准对上述干扰数据进行分析。在国际标准中对一体化试验装置的瞬变脉冲群抗扰度实验参数进行过约束，并在上述标准中明确针对高压交流电电气设备故障测量的通用要求，详细约束条件如表1所示。 表1 针对一体化试验装置干扰脉冲群的特