高壓直流電壓計量標準和現(xiàn)場量值傳遞方法的研究.pdf

1、直流高電壓廣泛應用于人民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究和國防建設(shè)等領(lǐng)域,為了有效的控制和利用直流高電壓,需要對其進行測量并保證量值統(tǒng)一,隨著我國超高壓、特高壓直流輸電工程的發(fā)展,電壓等級的不斷提升迫切要求與之相適應的直流高電壓測量手段以及量值溯源和量值傳遞方法。
　　本文針對國內(nèi)缺乏500kV及以上電壓等級直流電壓計量標準的現(xiàn)狀,研究高電壓等級直流高電壓國家計量標準系統(tǒng)的建立和現(xiàn)場量值傳遞方法,旨在解決我國直流高電壓量值溯源和量值傳遞

2、的問題,為各行業(yè)進行直流高電壓的精確測量、電能貿(mào)易結(jié)算和節(jié)能減排提供技術(shù)保障。
　　直流高電壓計量標準系統(tǒng)包括精密測量方法和量值溯源方法的研究。
　　在直流高電壓精密測量方法方面,本文以精密高壓直流電阻分壓器為對象,重點研究電阻元件的特性分析、分壓器的熱分析和電場設(shè)計等精密高壓直流電阻分壓器設(shè)計中的核心問題。首先分析了精密高壓電阻元件的特性,提出一種在實際工況下測量電阻溫度系數(shù)和電壓系數(shù)的方法,并通過實驗驗證,為精密高壓直流

3、分壓器電阻元件的使用提供了依據(jù);其次,為控制溫升對分壓器測量性能的影響,提出了一種計算電阻分壓器溫度分布和散熱情況的迭代算法,研究了標準電阻分壓器的溫度分布和散熱情況以及環(huán)境溫度、分壓器功率對分壓器內(nèi)絕緣油溫度的影響,得出了分壓器散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計的指導性原則;再次,本文建立了高壓直流電阻分壓器的有限元模型并進行了電場仿真,分析了均壓環(huán)的尺寸和安裝位置對分壓器最大電場強度的影響,計算了多種情況下電阻層的電壓分布和電場分布情況,得出了控制分壓器

4、內(nèi)、外電場分布,減小電暈和泄漏對分壓器準確度影響的設(shè)計方法。
　　在直流高電壓的量值溯源方面,本文提出了一種在實際工作電壓下測量直流電阻分壓器分壓比電壓系數(shù)的方法,與已有其他方法相比,其可對由電阻參數(shù)變化引起的分壓比電壓系數(shù)進行更加完善的測量,實驗證明其在100kV下測量分壓比電壓系數(shù)的準確度可達到1mV/kV。
　　利用以上研究成果,本文建立了一套500kV直流電壓比例標準自校系統(tǒng),對系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、電阻元件的篩選方法、分