帶等電位梯度屏蔽的小電容量EVT的研究與設計.pdf

1、電子式互感器是實現變電站智能化的關鍵技術之一，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經濟運行具有重要影響。近年來，在電子式互感器的工程實用過程中，電子式互感器出現了故障率高、可靠性差的問題，嚴重制約了電網的智能化水平。針對這一現狀，論文對如何提高電子式電壓互感器（EVT）可靠性問題開展了研究。
　　首先，論文對EVT的應用現狀和典型故障進行了歸納總結，以電容分壓型EVT為研究對象，通過分析其工作原理和結構特征，提出減小EVT分壓器主電容量以提高

2、其可靠性的技術思路。
　　論文進一步分析指出電網暫態(tài)現象引起的過電壓、過電流與強電磁干擾是影響EVT可靠性的主要因素，這種暫態(tài)沖擊對電容分壓型EVT尤為突出。為此仿真計算了暫態(tài)電壓沖擊下電容分壓型EVT的特性，計算表明減小EVT主電容可以大大降低暫態(tài)沖擊的風險。
　　EVT運行過程中，雜散電容是影響其精度和穩(wěn)定性的主要因素，當主電容量降低時，雜散電容對EVT的影響更加突出，為確保主電容降低的同時EVT的精度和輸出穩(wěn)定性不受影

3、響，論文提出了采用等電位梯度屏蔽來實現小電容量的EVT的技術方案。為此對實現等電位梯度屏蔽的三種具體結構進行了詳細分析，綜合考量工藝水平、屏蔽效果、成本等因素，確定了等電位梯度屏蔽結構的具體方案。系統(tǒng)的闡述了等電位梯度屏蔽筒參數設計的要點和設計規(guī)則。
　　在上述研究基礎上，對小電容量EVT的可行性進行分析。為真實模擬小電容量電容分壓器的運行情況，需建立分壓器的3D電場模型。針對電容分壓器尺寸差異大（5-6個數量級）、網格剖分難、網

4、格數量多（千萬級）的特點，對3D電場模型進行了等效處理，并利用高性能計算服務器對模型進行了求解計算。從絕緣和抗干擾性的角度分析了等電位梯度屏蔽筒對電容分壓器的影響，驗證了基于等電位梯度屏蔽的小電容量EVT的可行性。最后完成了小電容量EVT樣機的研制，并進行了準確度試驗，試驗結果表明：采用雙屏蔽筒、主電容量為300pF的110kV EVT滿足0.2級的誤差要求。
　　研究還發(fā)現，等電位梯度屏蔽結構對電容分壓器外絕緣性能有很好的改善作