電纜在線監(jiān)測補償負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輸敷設方便、重量輕、不受落差限制等優(yōu)點，已在電力系統(tǒng)輸配電網中得到廣泛應用。電纜泡水運行和護套破損等引發(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行，因此研究絕緣水樹老化的在線監(jiān)測技術很有必要。
　　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)的構思基礎上，結合超高壓電纜的應用背景，提出了一套負載電流補償用電壓控制電流源的設計方案。該方案基于接地型HOWLA

2、ND電壓控制電流源的拓撲結構，結合大電流輸出的特點進行電路結構改進，提出了用采樣CT+轉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，并通過計算和仿真對關鍵器件進行了選型。
　　通過建立仿真模型，對提出的電壓控制電流源電路結構進行穩(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載、不同輸入電壓頻率時的輸出響應特性規(guī)律和功率消耗規(guī)律；而后研究了采樣CT+轉換電阻下不同負載

3、、不同輸入電壓頻率等多種情況下的輸出響應特性規(guī)律和功率消耗規(guī)律。暫態(tài)仿真研究了有電纜負載電流和沒有電纜負載電流時輸入電壓躍變時的暫態(tài)過程。仿真結果表明：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載電流或沒有負載電流，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，在不同的負載情況下，對這種電壓控制電流源進行模擬測試。模擬測試驗證了電壓控制電流源的設計原理是可行的，但是測試中輸出電壓波形出現半周期振蕩失真，嘗試采用仿真驗證的方法尋找原因及解決途徑。仿真結果表明：負載性質是阻感負載情況下輸出電壓會因高頻反饋而失真，在正極性