Page 27 - 电力与能源2021年第五期

陈超杰, 等: 基于高压直流恒流源的线路故障定位方案研究 5 9
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于副边电压值, 副边漏抗很小; 当稳定工作后, 负
载压降下降, 漏抗压降上升, 趋于允许的限定值。
改变原边电压, 副边的电流在负载变化时也能基
本保持不变。变压器升压后电压为
()
()
u 2 t =nu 0 t ( 4 )
式中 n ———变压器变 比, 漏 磁 变 压 器 空 载 电 压
可达 10kV 以上。
( 4 ) 高压整流桥。通过将 4 只相同的整流二
极管接成电桥形式, 利用二极管的引导作用, 在输
出端实现全波整流电压, 整流桥输出的电压值为
( 5 )
UL =0.9U 2
一般还需要滤波电路对整流后的电压进行滤
波, 使输出电压接近理想的直流。
本文设计的高压直流恒流源整机样机基本参
数如表 1 所示。
表 1 高压直流恒流源样机基本参数 图 3 直流信号注入法原理
参数 数值 直流信号注入法等效电路如图 4 所示。选取
最高输出电压 / kV 10
一个检测点, 对已隔离故障线路的故障相与地之
最大输出电流 / mA 60
间施加信号电源注入直流信号, 通过故障点的接
短路电流 / mA 80
电池容量 /( A · H ) 10 ( 13.8V ) 地与装置形成电流回路, 测量电流的流向即可判
整机质量 / k g 4
断故障点的方位。
连续工作时间 / h 不小于 2
3 直流恒流源信号注入法分析及设计

3.1 直流恒流源信号注入法
10kV 电力系统发生单相接地故障的等效电
路如图 2 所 示。在 图 2 中, L 为 消 弧 线 圈 电 感;
, ,
C m R m L m 为故障点上游所有并联线路的等值线
, ,
路参数; C n R n L n 为故障点下游等值线路参数。

图 4 直流信号注入法等效电路图
假设故障点在左侧, 则故障接地与直流源形
成回路, 左侧回路电流: i 1≈UL R 1 右侧无接地,
/ ,
则电流为i 2≈UL R 2 由于右侧开路, R 2 理论上
/ ,
近似为 0 , 故i 2≈0 。
与传统交流信号源相比, 直流信号无电容效
图 2 单相接地故障其等效电路
应, 具备先天的电缆电容电流屏蔽能力和抗干扰
直流信号注入法的原理与传统的交流信号注
能力; 其次, 直流信号不产生电容电流, 对于电容
入法类似, 设线路n 发生单相接地故障, 其原理示
较大的线路元件, 可直接用较小的功率产生较高
意图如图 3 所示。在图 3 中, U dc 为直流电源, 与
的电压, 进而利用兆欧表等对线路直接进行绝缘
逆变器相连, 将直流信号转变为交流信号。与斩
检测, 使故障点难以藏匿。
控式交流调压电路结合, 通过漏磁变压器升压后
3.2 安全防误操作保护设计
高压整流, 构成高电压小电流的直流发生器。
为了保证现场检测的安全性, 尤其是信号注