直流偏磁对计量用电流互感器的性能影响分析

通过电流互感器(current transformer,CT)的T型等效模型推导出了计量用CT的误差与铁芯磁导率之间的关系,并通过铁磁性能实验得到了在直流偏磁下电感与铁芯磁导率之间的变化规律。设计交直流混合实验方法模拟真实的直流偏磁现象,通过实验数据分析直流偏磁对计量用CT误差的影响。结果表明,直流偏磁没有改变铁芯饱和特性,随着直流偏置量的增加,比差整体往负方向偏移,角差整体往正方向偏移,CT二次侧的谐波分量增加,偶数次谐波分量的增加尤为明显。     

直流CT电子测量单元的工作原理及校验方法

±500kV直流输电工程中的直流测量设备是直流控制保护系统的重要组织部分,其计量的准确性,是判别直流系统运行状况,调整直流系统运行参数和运行方式的主要依据;直流CT电子测量单元在技术上采用了先进的电子技术和零磁通原理,主要由高电压绝缘特性的铁芯和线圈组成,是测量直流量的宽频带测量装置;该测量单元的校验主要包括性能和准确度的校验,性能校验是利用数字仪表和示波器对其各具有的功能进行检查,确立其能否满足运行工况及技术指标的要求,准确度的校验是利用标准装置采用直接比较法对其校准绕组进行检测.本文通过对直流CT电子测量单元的原理分析,确定其准确度及技术性能的校验方法,为电网的安全经济运行提供可靠的保证.     

直流保护系统CT饱和引起直流工程桥差保护误动分析及改进措施

针对直流工程中逆变侧换流变网侧单相瞬时金属性接地故障引起直流保护系统桥差保护误动现象,分析了在此种故障情况下,换流变压器D绕组零序分量造成直流保护系统CT饱和,是造成直流桥差保护误动的原因。从两方面提出了解决误动问题的方法,一是对直流保护系统CT进行改进,旨在找到适合直流工程直流保护系统应用的CT。二是在桥差保护软件中,展宽交流低电压信号持续时间,以躲过CT饱和产生的差流存在时间。通过数字仿真试验,结果表明该方法切实、有效,保证了直流保护系统保护动作的正确性。     

直流偏磁对测量用CT影响及补偿方法的研究

直流偏磁会改变测量用电流互感器(CT)的传变特性,直接影响电能计量与测量的准确性。分析了直流偏磁的产生机理,根据测量用CT的等效电路建立起仿真电路,研究了直流偏磁对测量用CT比差、角差及励磁电流的影响。结果表明直流偏磁的存在会使比差、角差向着不同方向增大,并会引起励磁电流增大、波形正负半周不对称、偶次谐波增加,严重影响CT的传变精度。提出了一种减少测量用CT计量与测量误差的补偿方法,仿真验证了该方法的有效性。     

直流偏磁下电流互感器测量特性分析

电流互感器作为电力系统的基本测量单元,其性能对电能计量的准确性有重要影响.随着非线性负荷和绿色能源的大量接入,供电线路电流中出现的直流分量可能严重影响电流互感器的测量准确性,甚至会造成电流互感器铁芯饱和.因此,十分必要对直流偏磁下电流互感器的测量准确性进行评估.文章基于对电流互感器电磁物理特性的分析,建立了存在直流偏磁下表征电流互感器测量特性的解析模型,推导出了电流互感器测量准确性与安匝数、铁芯尺寸、铁芯材料、二次负荷等参数之间的关系式,并对所建模型进行仿真验证得到的结果,对直流偏磁下电流互感器的测量特性进行了讨论.     

抗直流影响的TMR电流传感器的原理及其应用

针对复杂电流环境下高精度电流采样的需求,文中设计了一种TMR（隧道磁电阻）抗直流电流传感器。理论分析了传统电流互感器在直流分量下超差的原因,给出了比差和角差与直流分量的关系。阐述了TMR抗直流电流传感器反馈工作原理,推导了输出电流Is和输入电流Ip的关系。测试表明：在半波整流负荷条件下,TMR电流传感器的最大比差为-0.23%、最大角差为+4.92′,TMR电流传感器用于直接接入式电能表,在(0.5~60)A测量范围内,最大误差为-1.77%,误差为采用传统抗直流电流互感器的三相直接接入式电能表计量误差的9.4%。该电流传感器在直流配网与电动汽车充电计量等方面具有良好应用前景。     

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。     

直流保护系统CT饱和引起直流工程桥差保护误动分析及改进措施

针对直流工程中逆变侧换流变网侧单相瞬时金属性接地故障引起直流保护系统桥差保护误动现象,分析了在此种故障情况下,换流变压器D绕组零序分量造成直流保护系统CT饱和,是造成直流桥差保护误动的原因.从两方面提出了解决误动问题的方法,一是对直流保护系统CT进行改进,旨在找到适合直流工程直流保护系统应用的CT.二是在桥差保护软件中,展宽交流低电压信号持续时间,以躲过CT饱和产生的差流存在时间.通过数字仿真试验,结果表明该方法切实、有效,保证了直流保护系统保护动作的正确性.     

高磁导率比双铁芯电流互感器原理和误差性能研究

不管是太阳风暴引起的地磁电流、直流输电运行产生的地中电流,还是新型非线性负载的接入都有使电网中产生直流分量,而直流会恶化电流互感器的误差特性,最终影响到仪表测量和电能计量的准确度。文章中开展了气隙电流互感器抗直流性能和误差性能的研究,在理论分析的基础上,提出一种结合气隙电流互感器和普通电流互感器的双铁芯电流互感器,建立双铁芯电流互感器的数学模型并阐述其误差性能,最后通过实验验证了双铁芯电流互感器的有效性。     

用于高压输电线路现场带电校验的开口式双气隙铁芯结构电子式电流互感器

为了评价将双气隙电流互感器用于现场移动式带电比对系统的可行性,从其稳态测量精度和多次安装后的测量稳定性两方面进行研究。稳态测量精度方面,通过对铁芯参数进行优化设计和对铁芯线圈采用误差补偿措施,降低了双气隙电流互感器的比差和角差。试验结果表明,双气隙电流互感器的比差和校正后的角差能够达到国标测量用电流互感器0.2级标准。测量稳定性方面,从研究气隙长度变化对测量精度的影响和降低一次导体偏心距误差两方面入手。首先通过试验测定比差和角差随气隙长度变化的关系曲线,结果表明,为了保持线圈的测量精度,需要严格控制安装的质量。其次针对单铁芯偏心距误差大的特点,采用双铁芯方案,理论计算和试验结果表明,该方案有效改善了单铁芯偏心距误差大的不足。根据稳态测量精度和测量稳定性两方面的研究结果,需要进一步采取措施提高该结构电流互感器的精度,才能将其用于电流互感器现场移动式带电比对系统。     

计量用TA在直流偏磁条件下传变特性的实验与分析

直流偏磁会改变计量用电流互感器(TA)的传变特性,直接影响仪表测量、电能计量的精度.地磁风暴、直流输电系统、线路故障、人为加入直流分量等都会使TA产生直流偏磁.理论分析表明,直流分量不产生变化磁通,其作为励磁电流改变铁心工况,产生各次谐波,影响TA的正确传变.以计量仪表常用的0.1级TA04-5A/5mA为例,通过实验...     

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。     

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。     

低压抗直流电流互感器及检测装置研究

针对传统低压电流互感器在直流分量负荷下存在传变误差大的技术缺陷,分析了直流分量导致传统电流互感器失准的机理,研发了低压抗直流分量电流互感器,并提出了电流互感器抗直流性能检测方法,在此基础上研制出电流互感器抗直流性能检定装置。实验证明该抗直流分量电流互感器具有较好的抗直流性能,能满足现场运行要求。     

交流电参数的卷积窗加权测量及其单片机实现

分析了交流电电压、电流以及功率等均值参数的采样法测量理论,给出了不引入测量误差的条件。分析了非同步采样导致交流电参数测量误差的原因以及采用窗函数加权抑制测量误差的机理。重点给出了非同步频偏很小时抑制误差最有效的矩形互卷积窗及误差公式。针对实际中模数转换(ADC)电路的输入信号中存在直流分量,导出了适用于单片机直接实现交流电参数测量的卷积窗加权算法的系列公式。通过仿真实验测试了单片机执行卷积窗加权算法的机器周期数与时长。结果表明采用STM32单片机仅需利用采样周期的很小一部分时间即可完成2阶卷积窗加权算法交流电参数测量中1个采样点的计算,算法具有很高的时效性。     

中压侧双极短路故障下改进型ISOP直流变压器的参数关系和直流电抗器电感计算

讨论了改进型输入串联输出并联(ISOP)直流变压器发生双极短路故障时的电气特性和各个参数之间的关系。根据直流故障穿越的特性，在小时间尺度内，将中压侧直流电抗器电感作为因变量，推导了其与其他参数变量的显式方程，并提出了一定约束条件下的简化计算方法，更加有利于工程应用。工程应用结果验证了所提计算方法的准确性。     

特高压直流换流站电流电压传感器的测量误差

目前500kV交流电流电压的计量准确度已达0.2%,为了能以相同准确度测量直流侧电流和电压,可以使用便携型直流电流和电压发生装置,及准确度高于0.02级的直流电流比较仪、直流标准分压器和误差试验器在现场测量电流电压传感器的误差。为此,借鉴已开展的500kV和750kV升压站和变电站电流电压互感器现场误差试验经验,分析了现场测量800kV直流电流电压传感器误差需研究解决的问题并介绍国网武汉高压研究院为测量直流电流电压传感器误差开展的研究工作。     

微电网与配电网间串联补偿变压器直流偏磁抑制策略研究

通过在交直流混合微电网(Hybrid Micro-Grid,HMG)与配电网间增加串联环节,实现交直流HMG并网运行时,配电网出现故障时较强的电能质量和穿越能力.在配电网故障的开始阶段,串联环节中的串联补偿变压器(Series Compensation Transformer,SCT)极易产生直流偏磁现象,影响电能质量...