一种改善磁光式电流互感器性能的新方法

为改善磁光式电流互感器的性能,将原有磁光式电流互感器的信号处理功能单元进行了虚拟化改造。实验结果表明,虚拟仪器技术的引入,不仅可提高磁光式电流互感器信号处理单元的工作可靠性,且还能使磁光式电流互感器对电流的测量更为简便、更为精确。     

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。     

开口式电流互感器耐直流性能研究

传统闭合磁路电流互感器易受直流分量影响引起磁饱和,导致测量误差非常大。定义了电流互感器耐直流性能的含义,从开口式电流互感器在考虑二次侧负载条件下的等效模型出发,分析了气隙长度对电流互感器有效磁导率和误差的影响,通过基于J-A模型从B-H磁滞回线分析了开口式电流互感器具有良好的耐直流性能。提出了基于比例直流叠加法的电流互感器耐直流性能检测方法,实验了气隙长度和直流分量对开口式电流互感器性能的影响。文中通过误差补偿使得开口式电流互感器兼顾耐直流性能和计量特性,为电流互感器在含直流分量负荷下准确计量提供理论基础。     

光源波长与透光轴交角对磁光式电流互感器测量精度的影响分析

通过理论分析和系统仿真研究了光源波长和透光轴交角误差对磁光式电流互感器的测量精度的影响。根据电子式电流互感器国家标准精度要求,推导出光源工作波长和透光轴交角允许变化的范围。     

利用光纤技术测量电流

介绍了光纤电流互感器的特点,与传统的互感器相比它的测量准确度高、暂态性能好、绝缘 结构简单、尺寸小、造价低、升级性好。光纤电流互感器可分为两大类,一类是光电式电流 互感器;另一类则为磁光式电流互感器。分别介绍了这两种光纤电流互感器的原理及结构特 点,认为将光纤技术与微机技术有机地结合起来,应用于电力系统,尤其是变电站综合自动 化系统,前景广阔。     

35kV电子式电流互感器的研究

基于小铁心电流传感器LPCT和空心线圈原理的35 kV电子式电流互感器具有测量精度高、动态范围宽等优点,与传统的电磁式电流互感器相比有着明显的优势。文中分析了35 kV电子式电流互感器的测量用LPCT传感器和保护用PCB空心线圈电流传感器的工作原理及影响电子式电流互感器测量准确度的主要因素;采用有限元法对电子式电流互感器的电场进行仿真计算,优化了互感器的电场结构。在理论分析基础上,研制了一台35 kV电子式电流互感器,给出了准确度测试。测试结果表明,设计的35 kV电子式电流互感器符合GB/T 20840.8—2007要求,满足电力系统测量准确度0.2级和保护准确度5P要求。     

磁光式电流互感器性能分析与比较

通过对基于单光路、双光路以及改进型双光路检测法的磁光式电流互感器(MOCT)工作原理的研究和详细介绍,指出工作波长波动、起偏器与检偏器透光轴交角误差等因素都会对MOCT的输出信号产生影响,分析了当输出信号满足国标中0.2级和0.5级准确度要求时,不同工作中心波长情况下3种光路磁光式电流互感器可承受的工作波长和透光轴交角误差的变化范围及变化趋势,并对3种互感器的性能进行比较。该研究可为磁光式电流互感器设计人员提供有用的参考。     

利用法拉第磁光效应测量大电流

本文介绍苏联应用磁光互感器测量大电流的情况。文章分析了影响磁光互感器测量精度诸因素,并提出了提高测量精度的一些方法。     

磁调制式直流漏电流互感器

针对现有磁调制式电流互感器结构和电路复杂的不足,提出一种单磁芯结构的磁调制式直流漏电流互感器。该互感器基于Atmega16单片机,通过检测二次绕组输出信号的直流分量来测量直流漏电流的大小和方向。其电路简单、测量精度高,并具有RS485通讯接口,可与上位机构成直流系统接地故障巡回监测系统。经试验验证,本文设计的磁调制式直流漏电流互感器的测量误差小于3%,能够满足直流系统接地故障巡回监测的要求。     

光纤电流互感器对变压器差动保护影响的探讨

光纤电流互感器的应用显著改善了继电保护动作的准确性。光纤电流互感器在变压器差动保护的应用,从根本上解决了电磁感应式电流互感器磁饱和造成的差动保护误动作,并使得励磁涌流的暂态保护可以得到实际应用;最后讨论了光纤电流互感器对变压器差动保护的其他影响。     

基于电流相位估计的三相不平衡条件下配变损耗计算

在配电网节能改造中因地制宜地更换高损耗配电变压器尤为重要,计算实际负荷条件下的配变损耗是变压器选型技术经济的关键之一。在低压三相四线制系统中,负荷不平衡往往造成了配变三相电流不对称。文中首先讨论了三相不平衡条件下变压器损耗计算模型,然后面向现有配变低压侧用采系统数据缺失电流相位的情况,提出了变压器低压侧电流相位估算方法,从而建立了三相不平衡条件下基于配变电流相位估算的损耗计算模型,解决了实际工程中因缺失相位数据而无法计算的难题。最后,通过仿真和试验分别对Yyn0和Dyn11这2种常用配变的电流相位估算和损耗计算模型进行了验证。     

电力系统中光学互感器的研究与评述

高可靠性和测量精确性是电力系统光学互感器实用化的前提和基础。应用电力传感光学理论,从结构模型出发,对磁光玻璃型和全光纤型光学电流互感器、电光晶体型和全光纤型光学电压互感器的实现方案进行了分类和技术比较,指出了各种方案在检测算法和制造工艺的优缺点。最后,对光学传感技术实用化需要关注的问题和研究方向进行了探讨。     

磁光式光学电流互感器运行稳定性评价

运行稳定性是评价光学电流互感器性能的重要指标之一。推导了线性双折射影响下磁光式光学电流互感器输出光强的数学模型,定义了静态工作光强。对现场运行数据进行了挖掘,得到静态工作光强的时间序列。引入相关性分析的理论,通过对静态工作光强与环境温度的互相关系数的计算,分析了环境温度对光学电流互感器运行稳定性的影响程度,分析结果表明:静态工作光强与环境温度的大小及变化率强相关;环境温度对静态工作光强的作用具有延时性。提出了光强长期温度特性的概念,并在此基础上,提出了光学电流互感器运行稳定性的评判原则。     

输电线路光差动保护初探

全光纤电流互感器是通过Faraday磁光效应测量载流导体中电流,不存在磁饱和、测量范围广、线性度好。由于载流导体中电流磁场效应可以叠加,可将输电线路差动电流测量转换为利用光学器件在光路层面直接进行Faraday磁光效应偏转角的运算,不需要繁复的对时就可直接获得线路两端电流差值,在此基础上构成光差动保护。在PSCAD中搭建光差动保护模型,仿真结果表明光差动保护测量差流能够反映实际差流变化情况,采用固定门槛值的光差动保护对区内故障具有较高的灵敏度,在区外故障时具有一定的可靠性。     

光学电流互感器的研究方向与现状

简述了光学电流互感器采用的Faraday磁光效应原理,介绍了影响光学电流互感器发展的主要难题,并指出光学电流互感器未来的两个研究方向,即寻找理想的磁光材料和简化光路结构,以及在这两方面的进展情况。     

由暂态操作引起的电子式互感器采集单元信号线骚扰电流分析及测量

电子式互感器采集单元受隔离开关分合空载母线过程中产生的特快速瞬态过电压VFTO（very fast transient overvoltage）影响较为严重。为提升电子式互感器的抗电磁干扰能力,基于110 kV AIS隔离开关分合容性小电流试验平台,对电子式电压互感器采集单元信号线骚扰电流进行分析,并通过实测验证了分析的正确性。采集单元信号线L线骚扰电流主要由电容分压器低压臂电容输出瞬态过电压引起,采集单元信号线N线骚扰电流主要由电容分压器接地点瞬态地电位升引起,二者频率及幅值具有较大差异。为了研究共模骚扰电流的主要影响因素,基于分析、实测建立仿真模型,并通过不同工况下仿真及实测结果对比,验证仿真模型的正确性,仿真结果表明共模骚扰电流和地线电感、对地分布电容呈正相关。     

多层土壤结构下直流偏磁电流分布计算研究

针对地表电压预测不准确而造成直流偏磁电流评估偏差较大的问题,文中基于场源关系下的拉普拉斯方程和泊松方程,通过数学解析法结合土壤边界条件求解出多层土壤的地表电位表达式。通过分析3种土壤模型下的地表电位分布曲线,确定了合理的土壤模型。在此基础上通过场路直接耦合的方法建立了变压器中性点直流量评估模型。基于.NET平台对上海市某地区电网数据实现了地表电压分布预测和接地极附近变压器中性点直流偏磁电流的计算,并将计算结果与CDEGS软件的仿真结果进行对比,验证了所提方法的有效性与准确性。     

一种基于J-A磁滞模型的变压器在线运行监测方法

变压器由于其特殊的电磁特性,在运行中可能会出现各种隐性且未能触发相关保护的故障,危及设备以及电网的安全稳定运行,文中提出一种基于J-A磁滞模型的变压器在线运行状态监测的方法,目的在于辅助运维人员判断变压器在实际运行中可能会出现的各种故障。首先建立基于J-A磁滞理论的变压器模型,然后采集对实际运行中变压器的相关波形,利用小波变换分析实时工况下变压器时波形与所建立的变压器模型预测波形进行误差校验,通过校验结果来判断变压器是否正常工作,最后,通过仿真实验,验证了所提监测方法的可靠性。     

Analysis of Ferroresonance Modes in Power Transformers Using Preisach-Type Hysteretic Magnetizing Inductance

The magnetic hysteresis phenomenon plays an important role in the ferroresonance behavior of a transformer. However, most existing transformer models for the analysis of the ferroresonance phenomenon either ignore the hysteresis effects or represent it based on the hysteresis major loop and scale it for lower current levels. Such a modeling approach does not reflect the actual physical behavior of the magnetic core with respect to the ferroresonance phenomenon. This paper, based on Preisach theory, introduces an accurate model of hysteretic inductor to represent a single-phase transformer for the investigation of the ferroresonance phenomenon. Based on the developed model, time-domain simulation studies show that even in the case of a single-phase transformer where no magnetic coupling exists between the three-phases, all known types of ferroresonance, including fundamental, sub-harmonic, quasi-periodic and chaotic modes, may occur. The effects of hysteresis and its initial conditions, grading capacitors and transformer winding capacitance on occurrence of ferroresonance and its change of mode are also discussed     

光学电子式电压互感器暂态特性及其测试技术研究

光学电子式电压互感器的暂态特性需要深入研究以保证继电保护等自动化设备的正确运行,并促进新的保护原理的应用。在理论分析光学电压互感器数学传感模型的基础上建立了一套暂态仿真系统,探究了在一次侧不同相角下的短路和带滞留电荷重合闸暂态过程中,影响光学电压互感器暂态特性的相关因素及影响度。建立了一套光学电压互感器暂态特性测试系统,研制了测试系统硬件平台和功能软件,对实际的光学电压互感器产品进行了暂态测试,为光学电压互感器的工程应用提供了一套实用的检测手段。