文档名：基于高温超导的高精度电压互感器研究
摘要：电压互感器的励磁误差由励磁电流在电压互感器绕组上的压降产生,是电压互感器误差的主要来源.双级励磁技术可以有效降低电压互感器的励磁电流,但绕组阻抗始终无法消除,励磁误差仍然存在.文中将77K高温超导技术应用于电压互感器,绕组和互感器铁心均工作在高温超导环境,达到超导态时绕组的阻抗为零,励磁电流经过绕组引起的压降也为零,可以从根本上消除励磁误差.分析了高温超导下的铜损和铁心磁性能,重点针对铁心的磁滞和涡流损耗进行了理论分析并提出抑制措施,设计了一台变比为1kV/10V的电压互感器的铁心和绕组结构,研制了高温超导电压互感器样机,设计了低温杜瓦容器及其外部冷屏设计,减小热量损失温度场,开展温度场仿真分析温度分布梯度.最后开展了误差校准,校准结果表明,该样机在20％～120％额定电压范围内,比值误差优于4×10-6,相位误差优于5μrad,比常温电压互感器的误差减小一个数量级.77K高温超导电压互感器对于提升电压互感器的精度具有重要意义,同时也可为更高电压等级的超导互感器研制提供理论支撑.
Abstract：Theexcitationerrorofvoltagetransformeriscausedbythevoltagedropoftheexcitationcurrentinthewindingofvoltagetransformer,whichisthemainsourceoftheerrorofvoltagetransformer.Thetwo-stageexcitationtechnologycanef-fectivelyreducetheexcitationcurrentofthevoltagetransformer,butthewindingimpedancecannotbeeliminated,andtheexcitationerrorstillexists.Inthispaper,77Khightemperaturesuperconductivitytechnologyisappliedtovoltagetrans-former(HTS-VT),thewindingandtransformercoreareworkinginhightemperaturesuperconductingenvironment,whenthesuperconductingstateisreached,theimpedanceofthewindingiszero,andthevoltagedropcausedbytheexcitationcurrentthroughthewindingisalsozero,whichcanfundamentallyeliminatetheexcitationerror.ThecopperlossandcoremagneticpropertiesofHTS-VTareanalyzed.Thehysteresisandeddycurrentlossofthecoreareanalyzedtheoreticallyandthesuppressionmeasuresareputforward.Thecoreandwindingstructureofavoltagetransformerwitharatioof1kV/10Varedesigned.AprototypeofHTS-VTvoltagetransformerisdeveloped.ThelowtemperatureDewarcontaineranditsex-ternalcoldscreenaredesignedtoreducetheheatlosstemperaturefield,andthetemperaturefieldsimulationiscarriedouttoanalyzethetemperaturedistributiongradient.Finally,itserrorsarecalibrated,andthecalibrationresultsshowthattheratioerroroftheprototypeisbetterthan4x10-6andthephaseerrorisbetterthan5μradintheratedvoltagerangeof20％～120％,whichisanorderofmagnitudesmallerthanthatofthenormaltemperaturevoltagetransformer.77Khightemperaturesuperconductingvoltagetransformerisofgreatsignificanceforimprovingtheprecisionofvoltagetransformer,andcanalsoprovidetheoreticalsupportforthedevelopmentofhighervoltagegradesuperconductingtransformer.
作者：刘浩 刁赢龙 何莹辉 陈立学 李小飞 杨洪 Author：LIUHao DIAOYinglong HEYinghui CHENLixue LIXiaofei YANGHong
作者单位：中国电力科学研究院有限公司,武汉430074华中科技大学电气与电子工程学院,武汉430074
刊名：电测与仪表
Journal：ElectricalMeasurement&Instrumentation
年，卷(期)：2024, 61(4)
分类号：TM45
关键词：电压互感器 高温超导 精密测量
Keywords：voltagetransformer hightemperaturesuperconductivity precisionmeasurement
机标分类号：TN710.3TP216TM933.4
在线出版日期：2024年4月23日
基金项目：国家电网有限公司总部科技项目基于高温超导的高精度电压互感器研究[
期刊论文] 电测与仪表--2024, 61(4)刘浩 刁赢龙 何莹辉 陈立学 李小飞 杨洪电压互感器的励磁误差由励磁电流在电压互感器绕组上的压降产生,是电压互感器误差的主要来源.双级励磁技术可以有效降低电压互感器的励磁电流,但绕组阻抗始终无法消除,励磁误差仍然存在.文中将77K高温超导技术应用于电...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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