电流互感器误差仿真的应用及其限制

通过电流互感器误差的数学模型改进了传统电流互感器励磁误差的仿真方法 ,提出了更实用更准确的负荷误差仿真方法。通过计算电流互感器在运行状态下的磁场分布及对误差的影响 ,表明在冷轧硅钢片互感器铁心不平衡磁密<0 .0 4 T、最大磁密 <1.8T及铁镍合金互感器铁心不平衡磁密 <0 .0 3T、最大磁密 <0 .8T时 ,仿真结果是可靠的。只要在小电流状态下测量电流互感器在不同电流负荷下的误差参数并进行计算 ,就能得到实际误差和测量的不确定度。该方法不需使用大电流装置 ,提高了工作效率     

直流分量和谐波分量对电流互感器传输特性影响

电流互感器二次侧电流能否真实反映一次侧电流会受到直流分量以及谐波分量的干扰，影响电能计量公平性以及继电保护装置能否准确动作。首先从理论上阐明了电流互感器的误差影响因素，然后通过仿真与实验分别探究了谐波分量和直流分量对电流互感器比值误差和相角误差影响的程度，为电流互感器在不同工况干扰下的误差提供了参考数据。仿真和实验结果一致表明，由于直流分量可能更多地转化成励磁电流，使得铁心励磁特性变差，从而对误差造成更大的影响，比值误差差影响最高在1%左右；而谐波分量产生的交变磁通可以通过铁心耦合到二次侧，所以谐波分量对误差的影响较小，比值误差影响不超过0.1%。     

基于混合铁心的新型电流互感器研究

传统电流互感器铁心饱和会导致其二次电流波形发生畸变,进而可能影响电能计量的精度或引起继电保护设备错误动作,威胁电网的安全稳定运行。针对此类问题,提出了基于混合铁心的新型电流互感器(CCCT)。CCCT主要由混合铁心、二次绕组、二次电阻、磁场传感器与信号处理电路组成,其中混合铁心包含完整的内铁心与带气隙的外铁心,磁场传感器放置在外铁心的气隙中,其输出信号用于补偿发生畸变的二次电流。为验证该结构的有效性,进行了有限元仿真,制作了CCCT样机并进行了正弦交流电流、正弦半波电流、短路电流和直流电流的测量实验。有限元仿真与实验结果表明,CCCT在额定电流下的复合误差小于0.2%,稳态对称短路电流下的复合误差为2.04%,暂态短路电流下的峰值瞬时误差为4.25%,直流条件下输出与输入的拟合优度为0.999 9,既基本保留了传统电流互感器的测量精度,也具有良好的暂态响应特性与抗直流特性,可同时满足相关标准对测量、保护用电流互感器的精度要求,具备在实际工程中应用的潜力。     

互感器铁心准确度测量方法的改进

互感器用于电流,电压测量和电能计量及继电保护之用。电流互感器的正常电流误差特性和过电流误差特性的准确度非常重要,除了绕组匝数而外,互感器铁心准确度测量决定互感器是否能达到标准相应准确级的要求是非常重要的,一方面铁心质量不好,当铁心绕好线后经试验其误差不合格势必造成大量反修工时的浪费:另一方面对互感器过电流误差特性是属于型式试验项目,出厂试验时对产品不能逐台进进试验,只能靠铁心伏安物性试验来间接控制电流互感器仪表保安系数,复合误差、暂态误差等性能。因此,铁心伏安特性准确度测量方法是确保互感器正常工作的关键。对于电压互感器,铁     

以LabVIEW为开发平台的电子式互感器校验仪设计

鉴于传统的电流互感器测试方法已经不适于校验新型的电流互感器,依据IEC标准和误差分析理论,研制出了一种以LabVIEW为开发平台的新型电子式电流互感器校验仪。该校验仪能准确测定出电子式电流互感器的比值误差、相角误差、频率、谐波等性能指标,具有方便、灵活、易于拓展功能等优点。采用离散傅里叶变换加窗插值算法可快速准确地测量波动频率,采用频率跟踪的方法减小了电网信号频率波动对校验结果的影响,大大提高了互感器校验的精度。     

表征开口式电流互感器工作原理的解析模型

传统电流互感器一般采用闭磁路铁心设计,但受铁心材料存在磁饱和的限制,其在一次电流回路发生短路故障时,出现的直流电流分量会严重影响电流互感器的性能,导致其测量电流值的误差可能非常大。开口式电流互感器通过在磁路中引入空气隙,大大增加了磁路阻抗,可有效避免铁心饱和对电流互感器性能的影响。从开口式电流互感器的基本磁路和电路时域方程出发,建立了考虑二次侧负载效应时表征开口式电流互感器工作性能的解析模型。讨论了开口式电流互感器的不同参数对其工作性能的影响。所建立的解析模型,对实现测量用电流互感器与保护用电流互感器的兼容,以及提高用于电能表在线检测的钳形电流互感器测量准确度,均具有理论指导价值。     

低电流外推法检定大电流互感器技术的应用

介绍了一种简便易行的现场检定大电流互感器的新方法--低电流外推法.该法采用低电流比例标准,用比较法测出无非线性补偿的被检互感器在低电流下的空载误差,通过测量互感器内部参数,计算外推出无非线性补偿的互感器在大电流下的误差,其检定结果与传统比较法相符.     

影响中压电子式互感器准确度问题的研究

中压电子式电压互感器和电流互感器在试验和运行中暴露出了一系列的问题,笔者主要针对电子式电流互感器的饱和特性以及电子式电压互感器的温度特性进行讨论。非线性励磁特性的电流互感器通常都是由闭合铁心制成的,在大多数情况下,由于在过渡状态中铁心饱和,而使这种电流互感器变换一次电流的周期性分量产生的误差大大超过容许值。同时分析铁心带气隙的电流互感器,总结了铁心有非磁性气隙的特点。介绍了基于电阻分压原理的电子式电压互感器的原理及结构,分析了影响其温度特性的因素,提出采用热敏电阻的温度补偿办法提高中压电子式电压互感器温度稳定性。     

互感器常用电气参数简介

<正>电流互感器和电压互感器是电力系统中常用的设备,它们是将大电流和高电压变换为可以测量的小电流、低电压。介绍了互感器的一些常用电气参数的意义和经常选用的值。互感器分为电压互感器和电流互感器,它们是在电网中将高电压和大电流变换为可以测量的低电压、小电流,供给仪表和继电保护装置实现测量、计量、保护等作用。互感器的变比误差、角度误差、铁心饱和特性等性能的好坏将直接影响保护装置动作特性和测量系统的测量精度等二次设备的性能。     

一种新型宽量程电流互感器的设计与性能分析

针对传统电磁式电流互感器中铁心饱和对大电流测量的限制问题,提出一种新型的宽量程电流互感器结构,该结构通过在铁心中设置一定长度的气隙,减小大电流时铁心中的磁通密度,使电流互感器在较大电流测量范围内均能保持较好线性特性。基于对该结构的电磁特性分析,进一步提出了气隙长度和测量误差的计算方法,并利用有限元方法对不同气隙长度电流互感器的测量性能进行仿真对比,计算结果显示新互感器结构可以有效拓宽电流互感器的测量范围。     

Remote sensing system for spatial electric field strength using free space light transmission

Most of the breakdowns in an electric power system are caused by lightning to the tower used for high‐voltage transmission wires. To avoid accidents due to lightning, it would be desirable to develop a measurement system for the spatial electric field distribution around the tower. We have developed a new system that can measure the electric field around the steel tower for electric power transmission by using an optical electric sensor. In conventional methods, the sensor is generally illuminated by light transmitted by optical fibers. On the other hand, the new measurement system illuminates the Pockels sensor directly by using a laser to measure the far electric field. Furthermore, our newly proposed feedback system makes it possible to measure the spatial electric field without concern for the change of Pockels sensor's operation point influenced by temperature change. This system is applicable as a remote sensing system to monitor the spatial electric field around a high‐voltage transmission line. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 162(2): 10–19, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20552     

应用镜像法研究电缆绕组变压器的漏磁场

电缆绕组变压器是一种基于交联聚乙稀电缆的新型电力变压器,具有广阔的应用前景.应用镜像电流法对其铁心窗中的漏磁场进行了分析和计算,描述了场点处向量磁位、磁感应强度与镜像电流次数奇偶性的关系,利用这种对偶关系近似得到了场点处向量磁位和磁场感应强度的较准确值.     

高速响应无功补偿控制器

无功控制器是节能节电、保障电能质量的关键部件,其响应速度越高效果越好,文中研制的无功控制器是测量电压、电流间的相角差,通过余弦函数表查出功率因数,用CPLD/FPGA作载体,是一款响应速度快、可靠性高、低价位的控制器。     

磁阀式饱和电流互感器的理论研究

普通高压在线取能电流互感器(CT)在一次大电流状态下铁心饱和,二次绕组感应电势畸变为尖峰脉冲电压,饱和程度越深,脉冲宽度越窄,导致难以稳定获取较大功率的能量。笔者通过对饱和机理深入分析,揭示出普通CT饱和过程中铁心磁导率变化和一次电流变化失配是内在原因,并由此提出了铁心饱和控制方法———区间配合法。基于该方法,通过对磁阀式饱和CT的工作原理、数学模型、工作特性及实验分析,表明磁阀式饱和CT可以实现铁心饱和过程中CT有效磁导率变化与一次电流变化的配合特性,能够满足一次电流大于200A时1W功率电源的在线取能要求。     

变压器环形铁芯建模和剩磁测量

大型电力变压器进行空载合闸操作时,铁芯中的剩磁可能会引起励磁涌流,导致变压器无法正常投入运行。文章介绍了一种新的分析和测量剩磁的方法,该方法是在外加正反向直流电压激励的基础上实现的。通过分析剩磁产生的原理,建立了基于Jiles-Atherton磁滞理论模型的变压器环形铁芯仿真模型。在环形铁芯绕组上先后施加大小相等方向相反的直流电压,可以得到两个不同的响应电流,结合场路暂态分析,可以判断剩磁的方向,并且找到响应电流和剩磁之间的关系。该方法可以在对变压器铁芯中原有剩磁影响不大的情况下准确测量剩磁的大小和方向。通过自主搭建的实验平台对环形铁芯中的剩磁进行了测量,验证了仿真结果的合理性。     

基于80C196KC的高频直流控制器的设计

介绍基于Intel 80C196KC单片机为控制核心的电力用高频直流控制器。在充分发挥16位单片机的性能前提下，控制器采用12位A／D通道对电力直流系统的电流、电压、温度等模拟量进行采集处理，利用PID调节算法产生调节量，由高速输出口（HSO）产生可变频的脉冲，由F／V转换电路控制高频整流模块的输出电压、电流，实现闭环控制。设计的实现为电力系统用直流电源提供了一种可靠、稳定、先进的控制器。     

Brushless self-excited three-phase synchronous generator without exciter

This paper describes principles together with analytic and experimental studies of an exciterless, brushless, and self-excited three-phase synchronous generator which was devised by authors. Since traditional brushless and dc self-excited three-phase synchronous generators without exciter did not have the self-exciting function by series characteristic component proportional to the load current inside the generator, they need auto-voltage regulating equipment or a transformer with three windings and condensers to obtain constant voltage characteristics. It also has the following problem in the case of two-pole traditional generator: oscillatory tension is generated at the shaft of the rotor caused by the magnetic force between magnetic poles of stator and rotor windings, and it causes mechanical vibration and noise. This paper proposes a new brushless and self-excited three-phase generator solving the aforementioned problems: the ratio of poles of the windings for providing power to load (armature and field windings) to the windings for supplying exciting power (stator and rotor exciting windings) is 1 to 5. Then oscillatory tension does not generate theoretically. Furthermore, a self-exciting three-phase generator using the 5th-harmonic component of armature reaction which makes series characteristic component proportional to the load current, currently is available. In this paper, the winding construction, the electric circuit, and the principle of the aforementioned generator are described, and the experimental results of the trial-produced generator show that the three-phase terminal voltage waveforms are almost sinusoidal and also balanced, and the voltage can be kept almost constant for the change of load. This generator has high reliability because of its simple construction.     

充电桩直流计量模块现场检测装置及其溯源

为顺应电动汽车充电桩直流计量模块的现场检测要求,研制了一种表源一体化现场检测装置.该装置的源输出反馈调节模块和标准功率计量模块共用一套传感器.电压环节采用精密电阻分压测量方案;电流环节采用零磁通测量方案,零磁通电流互感器的反馈调节部分以二次谐波分量为敏感值,通过二阶滤波和两级放大实现提取.设计了分部式同步溯源方案校准该装置,对误差校准结果进行了不确定度评定.结果表明该装置在典型充电工况下准确度最佳,其他工况下的计量性能也满足溯源要求.     

输电走廊工频电磁场的测量和解决方案

随着超高压电网的迅速发展,输电线路走廊的电磁辐射问题引起越来越多的关注.结合工程实例—某500 kV交流线路靠近小学校园引起师生身体不适,运用模拟电荷法和模拟电流法,分别分析了该线路走廊的工频电场和工频磁场的空间分布特性.同时,现场测量数据表明:在晴朗天气条件下,教学楼顶部分区域的电场强度接近国标限值;在阴雨(湿度较大...     

基于暂态信息的小电流接地故障区段定位

提出一种适用于配电系统架空线路的小电流接地故障区段定位新方法。该方法利用故障暂态电压、电流特征频段内分量计算无功功率,根据故障点前后暂态无功功率方向的不同确定故障区段。在故障信息不易获取的检测节点处,提出利用电磁场感应获取故障暂态信息的方法,通过测量架空线路下方垂直地面方向电场获取小电流接地故障暂态电压信息,测量水平方向磁场获取故障暂态电流信息,详细阐述了最佳检测点的计算思路,并以一典型10kV架空线路为例验证了该方法的可行性。最后阐述了利用该方法实现故障区段定位需要解决的若干关键问题。