电流互感器传变的数字仿真

基于基本励磁曲线的静态模型,推导出描述电流互感器的电路方程,然后将该方程离散化进一步得到对电流互感器进行数字仿真的迭代表达式.根据迭代表达式,对电流互感器传变大电流、小电流、暂态电流、励磁涌流及二次侧为不同阻抗状态下的电磁过程进行了仿真.仿真结果表明,该数字仿真方法正确、简单、实用.     

电流互感器暂态仿真研究

在分析继电保护和综合自动化系统用的电流互感器铁心电磁特性的基础上，利用一个微小时间段上电流互感器励磁电流的变化量，建立了计及铁心非线性、局部磁滞及原始利用影响的电流互感器暂态仿真模型。开发了仿真计算程序，并利用该程序计算了电流互感器在电力系统三相短路故障时某相短路电流包含最大非周期分量情况下的暂态响应过程。仿真结果说明所作的电流互感器的暂态仿真能够准确地模拟电流互感器在暂态过程中的真实状况。     

电流互感器暂态时域仿真

在分析电流互感器暂态特性及其动态磁化过程的基础上，利用不同函数分 段拟合磁化曲线和曲线压缩的方法，建立了计及铁心饱和、磁滞、局部磁滞及 原始剩磁影响的电流互感器暂态时域仿真模型，并开发了仿真计算程序。利用 该程序计算了电流互感器在电力系统故障暂态电流作用下的暂态过程。计算和 实验所得波形相一致。仿真结果说明，该模型方便地克服了铁心饱和后的磁化 曲线易于拟合成负斜率的问题，能够全面准确地描述、模拟电流互感器暂态过 程中的真实状况。     

基于瞬时对称分量法的中性点不接地电网电压互感器暂态过电流分析

引入计及损耗的电压互感器非线性模型,采用瞬时对称分量法推导了中性点不接地电网发生单相接地故障期间和故障消失后电压互感器的暂态过电流表达式,发现该电流由正常运行状态下的正序励磁电流和衰减的零序过电流组成。通过MATLAB/Simulink仿真分析了系统在单相接地故障期间及故障消失后、不同消弧线圈补偿方式下的电压互感器暂态过电流。仿真结果表明,系统发生单相接地故障时,电压互感器中的暂态过电流主要与其励磁特性的非线性有关;单相接地故障消失后,在电压互感器中产生较大的励磁过电流,包含受系统零序网络影响较大的稳态分量和衰减暂态分量。由此提出可通过改变系统的零序参数来抑制电压互感器的损坏。     

基于PSCAD／EMTDC的带气隙电流互感器建模及仿真

在分析TPY级电流互感器铁芯特点、电流基本方程和铁芯磁化特性的基础上,借助PSCAD仿真程序自定义元件的方法建立了TPY级电流互感器仿真模型。详细说明了模型建立的过程及步骤,并对模型的外观及参数设置进行了阐述。从仿真计算实例可以看出,新建的TPY级电流互感器模型由于气隙的存在不易发生铁芯饱和现象,由此证明了该模型的合理性,为PSCAD/EMTDC中的超高压系统电磁暂态仿真计算提供具有良好暂态特性的电流互感器模型。     

基于PSCAD/EMTDC的带气隙电流互感器建模及仿真

在分析TPY级电流互感器铁芯特点、电流基本方程和铁芯磁化特性的基础上,借助PSCAD仿真程序自定义元件的方法建立了TPY级电流互感器仿真模型.详细说明了模型建立的过程及步骤,并对模型的外观及参数设置进行了阐述.从仿真计算实例可以看出,新建的TPY级电流互感器模型由于气隙的存在不易发生铁芯饱和现象,由此证明了该模型的合理性,为PSCAD/EMTDC中的超高压系统电磁暂态仿真计算提供具有良好暂态特性的电流互感器模型.     

多种电流互感器暂态饱和特性及其复杂工况下动模试验研究

电流互感器暂态饱和易引发差动保护误动。现场大量投用的P级、PR级和TPY级电流互感器因结构和材料等差异表现出不同的暂态特性。针对这3种类型,选用工业实用电流互感器,通过实验测试和数学拟合的方法获取相关参数,得到铁芯磁通解析表达式,与实测饱和磁通对比判断饱和状态,获取进入饱和的时间。针对这3种实用电流互感器进行动模试验,考虑了系统单次短路、重合闸于永久故障、转换型故障以及励磁涌流等复杂暂态工况,分析了各自暂态饱和特性和特点。在理论分析和动模试验的基础上,简要讨论了电流互感器暂态饱和的应对方法及互感器选型问题。     

保护用电流互感器励磁特性的直流法测量

介绍了用直流法确定保护用电流互感器励磁特性的一种试验方案,该方案对电流互感器绕组进行正反充电,再用示波器分别采样充电后的电压和电流,并用小波分析对采样得到的信号去噪后再进行数值积分,提高了测试精度,可对一般的电流互感器暂态特性测试仪进行校准。国标推荐了交流和直流2种方法确定具有暂态保护特性的电流互感器铁心的励磁特性。直流法克服了交流法测量中铁心易饱和,工频试验过电压可能会破坏绕组绝缘的缺点,保证了测量准确度。但在对三相角接互感器的励磁曲线进行测量时,由于绝大多数三角形接口都是封闭在器身内,无法测量励磁电流,使直流法受到了限制。     

非周期分量对电流互感器饱和特性的影响的仿真

电流互感器是将系统一次侧的电流信号传变到二次回路的重要测量设备,绝大部分继电保护依赖于电流互感器传变过来的电流信号而动作。电流互感器是否能够将一次电流准确的传变到二次侧是继电保护能否正确动作的关键。因此,电流互感器模型在电力系统仿真中有着重要的作用。着重介绍了电力系统暂态仿真中常用的Jiles-Atherton电流互感器的数学模型。并利用该电流互感器模型,仿真了变压器空载合闸产生的励磁涌流的过程,并分析了非周期分量对电流互感器饱和特性的影响。     

非周期分量对电流互感器暂态饱和的影响

电流互感器一次侧电流中含有非周期直流分量时,会发生暂态饱和,致使二次侧电流波形失真,从而引起继电保护装置的误动或拒动。通过对非周期直流分量电流引起的电流互感器暂态饱和励磁电流进行计算,对电流互感器的暂态饱和特性进行了分析。利用Matlab仿真软件搭建了仿真实验模型,通过改变一次侧电流中非周期直流分量的方向,研究了非周期直流分量对电流互感器的饱和方向、入饱和时间的影响。最后,通过仿真比较说明了在含有不同方向非周期分量时电流互感器的暂态饱和特性。     

基于对偶性原理的三相多芯柱变压器暂态模型

提出了一种基于对偶性原理的三相多芯柱变压器暂态模型；通过分析三相多芯柱变压器磁路模型并应用对偶性原理，建立了考虑电路与磁路耦合的变压器暂态计算模型，采用Jiles-Atherton铁磁磁滞模型来描述铁心模块的饱和以及磁滞效应，而涡流和杂散损耗用一个等值电阻替代，零序磁通用一个线性电感以及反映其涡流损耗的电阻代替；该模型可以计算分析直流偏磁和空载合闸等情况下变压器励磁电流以及铁心磁通等电气参数；算例分析结果与实验结果的对比证明了该模型的准确性。     

基于规化求解法的电流互感器仿真

电流互感器饱和问题一直是影响保护正确动作的关键问题,所以需要对电流互感器饱和情况进行深入的研究,分析二次电流波形。选用一种拟合直流磁化曲线的数学函数,运用规化求解的方法建立电流互感器的仿真模型,并据此比较不同性质的二次负荷、剩磁和磁滞效应对电流互感器传变的影响,分析这些传变对继电保护的危害。所提出的规化求解法方便地解决了铁磁非线性仿真问题。     

单相变压器直流偏磁的仿真与试验分析

本文测量直流偏磁前后单相变压器的励磁电流波形及其谐波,分析其在直流偏磁前后的变化情况.然后基于Jiles-Antherton变压器模型求出直流偏磁后变压器的磁化曲线.利用求得的变压器磁化曲线数据,对变压器进行三维有限元仿真,计算得到变压器的瞬时磁通密度分布、磁通密度谐波、励磁电流波形直流偏磁前后变化情况.其中,变压器励...     

考虑变压器励磁非线性的电磁暂态仿真算法

建立了一种含有非线性励磁支路的变压器电磁暂态仿真模型。通过简单的仿真线路,仿真了变压器空载合闸时发生励磁涌流的现象。应用分段线性化的方法处理变压器励磁支路的非线性问题,并通过不同仿真步长下励磁电流的仿真结果,说明了分段线性化在大步长下出现的过冲现象。减小仿真步长可有效抑制过冲,但是仿真时间明显增加。在分段线性化方法的基础上提出了预测校正法改善过冲问题。在变压器电磁暂态仿真的程序设计中加入了预测校正模块,在不改变步长的情况下,解决了过冲问题,加快了仿真的计算速度。最后通过仿真结果验证了变压器模型及预测校正方法的正确性和有效性。     

Analysis of short circuit and inrush transients in a current transformer using a field-circuit coupled FE formulation

The existing models based on the lumped-circuit approach consider the constant leakage inductance during transient simulations. However, leakage inductance of the current transformer (CT) may not remain constant. In fact, it may vary with the degree of saturation of the core. During severe saturation conditions, leakage inductance variation in fact may result in significant difference between the calculated and the measured secondary currents. In this work, a nonlinear, field-circuit coupled finite element model of a current transformer (CT) is presented. The model considers the variation in leakage inductance during the simulation of transient conditions. Moreover, since geometry of the transformer was taken into account, it was possible to estimate forces associated with the short-circuit current. Hysteresis characteristic of the core was taken into account by using Jiles-Atherton model in conjunction with fixed-point iteration method. The formulation was realized using a code developed in MATLAB and implemented for a 69 kV, 200/5 A current transformer. The normal operation and other cases such as short-circuit, and transformer sympathetic inrush current through the primary of the CT are presented. These cases demonstrate modeling flexibility of the field-circuit coupled formulation.     

保护用电流互感器传变特性分析

电流互感器(CT)是继电保护的数据源头。随着电网建设的发展,各种不同类型CT混联接入继电保护装置的情况越来越多,对继电保护适应性提出了新的课题。针对这一问题,从单个CT的传变特性分析着手,首先分析了P级和TPY级电磁型CT的传变特性,指出了影响电磁型CT传变特性的主要因素。推导并建立了TPY型CT等值电路模型,从理论上解释了TPY级CT剩磁较低的原因。同时,采用Jiles-Atherton磁滞回线理论,对TPY级CT进行了仿真,并分析了TPY级和P级CT暂态传变特性的差异。研究并得出了电磁型CT暂态饱和的特征和规律。推导了罗氏线圈型电子式CT完整的传变公式,从数学上指出了其与电磁型CT传变特性的一致性。最后,在此基础上,综合分析了三种CT传变特性差异及对继电保护的影响。     

特高压变压器励磁涌流鉴别原理的研究

变压器差动保护一直存在区分励磁涌流与内部故障电流的难题,1000kV特高压变压器保护也不例外。对特高压变压器进行的电磁暂态仿真及分析表明,最为传统的二次谐波制动方式在特高压变压器差动保护中的应用存在一定阻碍,而基于波形对称性的制动原理则可以在特高压变压器保护中较好的发挥作用。     

Improved simulation models for current and voltage transformers inrelay studies

Improved models for current transformers (CT), potential transformers, and capacitive voltage transformers (CVT) for a relay software library are presented. The magnetizing characteristic in each of these transformers is based on the nonlinear power curve formulation of J.R. Lucas (1988). The flux-current loops of the transformer core are self-generated rather than predetermined or based on look-up tables. The results presented show that the models developed for the transformers behave as expected, and agree with reported field investigations. Models for the CT and CVT give acceptable results, including those under remanent conditions and ferroresonant conditions. These models are thus necessary components for relay studies carried out with electromagnetic transient programs whether offline or in real time     

基于CT的交流电源及其控制策略研究

针对目前高压线路在线监测装置供电难的问题,文中基于电流互感器的电流-电压变换原理建立了一种可为变负载供电的交流电源模型。采用一个三绕组电流互感器,通过电力电子设备来控制第三辅助绕组的状态。当辅助绕组短路时,铁芯饱和使得负载绕组输出电压为零;当辅助绕组开路时,负载绕组输出电压恢复,从而对负载绕组输出电压起到幅值调制的作用。设计了稳压反馈控制电路与基于多项式最小二乘曲线拟合函数法的稳压控制器算法,解决了在一次侧电流和所带负荷发生变化时,输出电压不稳定的问题,使负载及电流在一定范围内变化时输出电压能保持稳定。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了在可变负载情况下,所提出的基于CT交流电源有着良好的稳态和暂态输出特性,并对一次侧线路产生的影响可忽略不计。     

变压器间及其与电流互感器暂态交互作用分析和保护对策

交直流混联复杂电网发生扰动和故障期间,变压器之间及其与电流互感器之间将发生暂态交互作用,这一复杂暂态过程,增加了故障判断的难度,影响到继电保护正确动作。近年来,电网发生不少由于变压器空投导致相邻变压器、发电机和输电线路保护误动的事故,威胁电网安全运行。从原理分析、数字仿真以及动模试验等多个层面围绕变压器励磁涌流、和应涌流以及互感器暂态饱和开展研究,论述变压器之间及其与电流互感器暂态交互作用机理,分析电磁暂态对保护的影响,提出保护的应对措施。并讨论了一种多场景仿真平台,可用于电流互感器选型和事故分析。