電纜在線監(jiān)測補(bǔ)償負(fù)載電流用電壓控制電流源的研究.pdf

1、交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜因其固有的運(yùn)輸敷設(shè)方便、重量輕、不受落差限制等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。電纜泡水運(yùn)行和護(hù)套破損等引發(fā)的絕緣水樹老化問題影響著交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的長期可靠運(yùn)行，因此研究絕緣水樹老化的在線監(jiān)測技術(shù)很有必要。
　　首先本文在課題組之前提出的自平衡式差動電流比較器電橋電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)思基礎(chǔ)上，結(jié)合超高壓電纜的應(yīng)用背景，提出了一套負(fù)載電流補(bǔ)償用電壓控制電流源的設(shè)計(jì)方案。該方案基于接地型HOWLA

2、ND電壓控制電流源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)合大電流輸出的特點(diǎn)進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提出了用采樣CT+轉(zhuǎn)換電阻的采樣反饋方式替代電阻采樣反饋的方式，通過仿真計(jì)算論證了該反饋方式提高電壓控制電流源的效率的優(yōu)點(diǎn)，并通過計(jì)算和仿真對關(guān)鍵器件進(jìn)行了選型。
　　通過建立仿真模型，對提出的電壓控制電流源電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)仿真暫態(tài)仿真。穩(wěn)態(tài)仿真研究了電阻采樣反饋下不同負(fù)載、不同輸入電壓頻率時的輸出響應(yīng)特性規(guī)律和功率消耗規(guī)律；而后研究了采樣CT+轉(zhuǎn)換電阻下不同負(fù)載

3、、不同輸入電壓頻率等多種情況下的輸出響應(yīng)特性規(guī)律和功率消耗規(guī)律。暫態(tài)仿真研究了有電纜負(fù)載電流和沒有電纜負(fù)載電流時輸入電壓躍變時的暫態(tài)過程。仿真結(jié)果表明：電阻采樣反饋時放大器并聯(lián)方式一與放大器并聯(lián)方式二效果接近，而在采樣CT+轉(zhuǎn)換電阻反饋時放大器并聯(lián)方式一更具優(yōu)勢，與電阻采樣反饋相比可將電壓控制電流源的效率提高一倍，輸入電壓頻率越高，效率越高；在有負(fù)載剩余磁通時，電流比較器檢測繞組兩端所連電阻越大，電壓控制電流源輸出端感應(yīng)電壓越高，為使鐵

4、芯磁通不飽和，所連電阻不能超過1.8kΩ。在暫態(tài)情況無論電流比較器中有負(fù)載電流或沒有負(fù)載電流，由輸入電壓躍變引起的暫態(tài)過程不明顯。
　　最后制作了電流比較器和電壓控制電流源，在不同的負(fù)載情況下，對這種電壓控制電流源進(jìn)行模擬測試。模擬測試驗(yàn)證了電壓控制電流源的設(shè)計(jì)原理是可行的，但是測試中輸出電壓波形出現(xiàn)半周期振蕩失真，嘗試采用仿真驗(yàn)證的方法尋找原因及解決途徑。仿真結(jié)果表明：負(fù)載性質(zhì)是阻感負(fù)載情況下輸出電壓會因高頻反饋而失真，在正極性