基于高温超导的高精度电压互感器研究

TM45; 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77 K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1 kV/10 V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...

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Published in电测与仪表 Vol. 61; no. 4; pp. 48 - 55
Main Authors 刘浩, 刁赢龙, 何莹辉, 陈立学, 李小飞, 杨洪
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 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 15.04.2024
Subjects
电压互感器
高温超导
high temperature superconductivity
voltage transformer
precision measurement
精密测量
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ISSN1001-1390
DOI10.19753/j.issn1001-1390.2024.04.008

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Summary:TM45; 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77 K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1 kV/10 V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5 μrad,比常温电压互感器的误差减小一个数量级.77 K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.
ISSN:1001-1390
DOI:10.19753/j.issn1001-1390.2024.04.008