传递过电压测量装置测控软件2014.doc

传递过电压测量装置的测控软件 （中国电力科学研究院 武汉 430074） 摘要：为了测量GIS用互感器的传递过电压，本文利用实验室虚拟仪器工作平台Lab VIEW 8.6（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench），开发一套适用于互感器传递过电圧试验的测量控制装置。通过该测控装置测量了110kV GIS电压互感器的传递过电压，试验结果表明该装置的B类冲击波产生、控制和测量均能满足国家标准和IEC标准的要求，且使用灵活方便，可靠性高，能很好运用于互感器型式试验中传递过电圧的测量及研究传递过电圧的传递特性。 关键词：GIS；；B；；Study on measurement device for transfer overvoltage of GIS transformer Abstract：In order to measure the transfer VFTO of GIS voltage transformer, this paper developed a measurement and control device which based on LabVIEW 8.6 Workbench. Using this device to test the transmitted overvoltage of 110kV GIS Voltage transformer, the result showed that the device not only can meet the requirements of IEC and national standards, but also be flexible and reliable to use, which can be well applied to the transformer type test and research of transmitted overvoltage characteristics. Key words：GIS; voltage transformer; B class shock; transfer overvoltage; measurement device 引 言 气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear, GIS）1-100MHz的特快速瞬态过电压（VFTO）[1-2][3-4]。GIS电压互感器本身就是电容分压和电磁感应原理进行电压测量的线路器件。由于GIS电压互感器接于线路对地之间，所以这种过电压要传递到二次测量回路，使二次测量设备承受来自一次回路的传递过电压，在GIS运行中也出现过互感器传递过电压造成二次设备危害的问题[5-6]。 为了降低传递过电压对二次设备的危害，互感器国家标准GB20840.1-2010规定从互感器一次侧传递到二次侧的传递过电压峰值不大于1.6kV，同时规范了施加到一次侧的过电压波形。标准中对气体绝缘金属外壳全封闭式组合电器（GIS）B类冲击电压波，其波前时间为10×（1±20%）ns100ns，传统的MARX回路冲击发生器很难满足试验要求。如：德国Archen大学、慕尼黑大学、西安交通大学、清华大学均采用小型冲击发生器与陡化间隙相结合的方法研制的VFTO模拟发生器产生的波形波前时间均为20-50ns，幅值为几十KV到1MV[7-9]。由于冲击电压发生器回路及高压引线电感会影响冲击源向陡化间隙提供能量的速度，导致陡化间隙击穿后输出电压的上升时间和主振荡频率难以10ns时间要求。因此本文基于LabVIEW 8.6平台，研制了一套满足标准要求的B类冲击波试验的便携式测控装置并对110kV GIS电压互感器的传递过电压进行了测量分析。 传递过电压的测量原理 1.1 B类冲击波的产生 如同雷电波一样必须将特快速瞬态电压波标准化。目前，电压互感器新标准GB 20840.1-2010已将VFTO定义为冲击波分为二类：A类冲击波和B类冲击波。A类冲击波，适用于空气绝缘变电站用的电压互感器；B类冲击波，适用于气体绝缘金属外壳全封闭用的电压互感器（GIS）。在实验室进行GIS电压互感器的传递过电压测量，标准中VFTO波形的定义，分类和要求见表1。 表1 GIS电压互感器的传递过电压标准 Tab 1 GIS standard on transient overvoltage of transfer 标准的B类冲击波如图1所示： 图1 B类波形 Fig.1 Standard wave of type B 由于B类冲击波的波前时间为10×（1±20%）ns100ns，与阶跃波类似，因此可以通过对直流电源进行开关合闸来产生。试验