电子式电流互感器电磁抗干扰仿真与测试

为提高电子式电流互感器电磁防护性能,对其进行等效电路建模仿真与试验测试。在隔离开关分合容性小电流试验状态下,搭建隔离开关分合模型,得出操作过电压和过电流的电流仿真波形,以此暂态电流信号为激励源,对罗氏线圈建立等效电路模型,仿真隔离开关分合操作时的罗氏线圈输出为高频信号,输出电压峰值高达680 V,导致采集单元中A/D转换器无法正常工作。最后针对罗氏线圈输出信号的特点,提出TVS管与RC低通滤波器相结合的电磁抗干扰措施,并对抗干扰措施进行建模仿真,结果表明瞬态电压峰值可降到0.6 V以下。通过对电子式电流互感器进行隔离开关分合容性小电流试验测试,测试结果证明了上述的建模方法及抗干扰措施的有效可靠性。     

ECT采集单元积分回路的暂态特性改进及其检测系统研发

电子式电流互感器采集单元的暂态误差及拖尾现象影响继电保护设备在故障发生时正确动作。通过仿真验证了过零点暂态误差是拖尾现象产生的根本原因,且这种误差是由罗氏线圈的电路积分环节造成的,从原理上无法完全消除。因此,提出提高硬件积分回路的衰减时间常数以及动态启用软件积分的积分衰减算法分别改进对应类型采集单元的暂态传变特性。为了对改进后的采集单元的暂态特性进行测试,提出采用连续时域微分技术来模拟罗氏线圈信号的输出,通过故障相位补偿同步技术实现暂态误差的测试。所提方法为基于罗氏线圈原理的电子式电流互感器的工程应用及采集单元更换提供了一套完整的检测手段。     

VFTO作用下电子式电流互感器二次端口电磁特性仿真分析

电子式电流互感器凭借绝缘简单、体积小、重量轻、动态范围宽、无磁饱和等优良特性在变电站中得到了广泛应用。随着变电站电压等级的不断提高,开关操作过电压,尤其是隔离开关特快速暂态过电压(VFTO)对变电站电子式互感器的电磁干扰问题得到了越来越多的关注。分析了高压变电站VFTO产生和传播的物理过程,建立了电子式电流互感器罗氏线圈的高频暂态模型,得到了VFTO作用下罗氏线圈端口的信号波形。通过对比集中参数、分布参数以及实测的信号波形,证明分布参数模型可更好地反映罗氏线圈在VFTO作用下的高频特性。     

基于RTDS仿真的电子式电流互感器暂态特性测试研究

暂态特性是衡量电子式电流互感器性能的一个重要参数,理论分析及仿真电子式电流互感器采用模拟积分器和数字积分器时的暂态特性,仿真结果表明积分器参数或积分算法选取不当,其暂态特性可能受到影响。为此,有必要对其暂态特性进行测试。针对利用传统动模试验系统进行暂态测试的局限性,提出一种基于RTDS仿真技术的测试方法,给出了暂态特性实时仿真方案。利用该方法测试电子式电流互感器暂态特性,结果表明该方法能直观有效反映出电子式电流互感器对各种暂态过程的响应。     

电子式电流互感器传变特性测试与分析

目前,由于缺乏有效而实用的综合测试平台,开展不同原理电子式电流互感器(ECT)在实际工况下的计量准确度和保护传变特性试验还很少。文中分析了影响ECT准确度和传变特性的关键因素和环节,研制出能够模拟不同运行负荷、环境条件、功率因数、通信异常、一次侧故障等工况下电子式互感器性能测试研究平台,开展了ECT稳态准确度测试、ECT谐波特性与频率混叠测试以及故障下的ECT暂态特性测试。对不同厂家不同原理的ECT测试,发现在稳态误差方面低功率电流互感器测量准确度以及稳定性优于全光纤电流互感器。谐波特性方面随着频率增加,低功率电流互感器的比值误差相对稳定,而罗氏线圈会增大,相位误差两者总体呈现增大趋势;各厂家ECT均存在不同程度频率混叠;全光纤电流互感器能够可靠地传变故障引起的暂态量,而低功率电流互感器在含有直流分量下易饱和,罗氏线圈电流互感器受积分环节影响很大,容易出现超差。     

特高压直流电流互感器阶跃特性分析及测试方法

介绍了电子式直流电流互感器的原理架构、暂态阶跃响应特性及其影响环节,提出了一种基于闭环校验的直流电流互感器暂态阶跃响应测试方法,通过多项式拟合计算出阶跃响应延时时间等关键指标.并利用开发的暂态阶跃响应时间测试系统,对电子式互感器暂态延时进行了现场测试验证,证明该方案可行.     

罗氏线圈电流互感器谐波计量特性研究

电力系统中的非线性负荷会引起交流正弦波畸变产生各次谐波,对电能计量的准确性及继电保护的可靠性产生严重影响。针对新一代站对电子式电流互感器谐波计量及继电保护的更高要求,研究了罗氏线圈的传感原理和传变特性,并根据其数学模型,分析了影响罗氏线圈频率响应特性的两个主要因素为线圈内阻和分布电容,再结合外积分电路的结构参数模型,分析了积分时间常数对罗氏线圈电流互感器整体频率响应特性的影响。最后通过Multism12.0仿真电路模型,模拟了罗氏线圈电流互感器在2~13次谐波电流下的频率响应输出,并进行了试验验证。仿真与试验结果表明,罗氏线圈电流互感器能够满足电力系统关于谐波功率计量的0.2级准确度要求,能够可靠测量电网中的谐波分量。     

罗氏线圈电子式电流互感器谐波测试方法研究

介绍了国家标准对互感器谐波要求和罗氏线圈电子式电流互感器原理,总结了罗氏线圈电子式电流互感器谐波测量的简单实用方法,通过高精度谐波源配合标准电流互感器和互感器校验仪对电子式电流互感器进行了谐波测试。结果表明:该方法适用性强,操作简单,极大地丰富了谐波的测试方法。     

电子式电流互感器传变延时测试方法研究

电子式电流互感器的传变延时关系到继电保护的动作快速性,关系到跨间隔设备采样的同步性,该时间不能简单用稳态传变延时来代替,在工程应用中不能忽略对暂态延时时间的测试,以免留下安全隐患。通过对电子式电流互感器传变延时产生的原因进行研究,提出了电子式电流互感器传变延时测试方案,并对罗氏线圈电流互感器的稳态及暂态传变延时进行了准确测量。实际工程中,仅在暂态延时的测量结果与稳态延时测量结果大致相等时,才可考虑用稳态延时替代暂态延时。     

罗氏线圈电子式电流互感器的宽频域传变特性研究

智能变电站的大量投运,使得罗氏线圈电子式电流互感器的运用也愈发广泛。在阐述罗氏线圈传感单元原理基础上分析其传变特性影响因素,计算了传感单元以及外积分环节的传递函数,得到了其频率响应特性。在Matlab和PSCAD仿真平台上分别搭建了理想实验模型和实际电网模型,验证了理论推导正确性,为改进罗氏线圈电子式电流互感器传变性能提供了理论指导。     

基于罗氏线圈电流互感器的等传变距离保护

罗氏线圈电流互感器中的积分器会放大暂态传变误差,可能导致保护误动作。该文提出直接采用罗氏线圈微分信号输出进行保护计算的改进思路,并以距离保护为例,提出一种基于罗氏线圈电流互感器的等传变距离保护方法。该方法中,保护电流直接采用罗氏线圈输出的电流微分信号,消除积分器引入的暂态传变误差,并通过虚拟数字传变解决电压与电流微分信号传变不一致问题。仿真和试验结果表明,所提出的等传变距离保护方法动作速度快,受系统中高频暂态信号影响较小,性能优于现有距离保护方法。     

电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流比较

电子式电流互感器在数字化与智能变电站中大规模应用,其特性与传统的电磁型电流互感器差异较大,需研究电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流的特性。通过理论计算电磁型电流互感器暂态饱和后传变各次谐波的增益,证明和应涌流导致电磁型电流互感器饱和后,传变2次谐波的能力比传变基波的能力强,故2次谐波比反而升高;但分析表明经暂态饱和的电磁型电流互感器传变后和应涌流的间断角将减小。通过理论推导基于空心线圈的电子式电流互感器的传递函数,揭示了电子式电流互感器能否正确传变和应涌流主要取决于积分时间常数和衰减时间常数,和应涌流经电子式电流互感器传变后可能导致波形发生偏移,但其间断角特征和2次谐波含量不变,间断角和2次谐波制动判据不受影响。     

罗氏线圈电流互感器传递特性及对保护继电器的影响

罗氏线圈电流互感器具有线性系统的特性,阐述了罗氏线圈电流互感器的传递特性及其对保护继电器的影响,基于互感器的物理结构分析了罗氏线圈传感器和罗氏线圈电流互感器的频率特性和瞬态特性。分析结果表明,互感器的带宽可以提高保护中继的性能,带宽主要由罗氏线圈传感器和信号处理电路的参数决定。且瞬态电流的测量误差大小主要取决于电流互感器本身衰减直流分量精度的能力高低。针对空芯线圈电流互感器的性能提出了改进措施,以满足保护继电系统在结构设计和测试标准方面的要求。     

罗氏线圈电子式电流互感器积分特性研究

为降低电子式电流互感器(ECT)的暂态误差、提高稳态电流的测量准确度,提出了一种应用于罗氏线圈ECT信号采集系统的压频变换器模数混合积分器(VFC-ADI)方法。对罗氏线圈输出信号进行压频数值转换,由脉冲计数器完成数值计数,微处理器对计数值处理后得出被测电流的积分波形。选取VFC芯片AD7742进行仿真分析,仿真结果显示VFC-ADI方法能准确地反映一次侧暂态电流波形。对罗氏线圈ECT暂态故障电流及稳态电流进行试验测试,结果表明VFC-ADI方法能准确反映暂态故障电流特征;对于稳态电流测试,比差的变化范围为-0.15%~0.15%,角差的变化范围为-1′~1.5′,其输出值完全满足0.2 s级基本准确度测试要求。VFC-ADI方法在模数转换过程中实现了积分功能,数据处理结果表明其更接近于理想积分器。     

基于电子式互感器微分输出的改进R-L模型距离保护算法

以基于罗氏线圈的电子式电流互感器和基于电容分压原理的电子式电压互感器为例,推导电子式互感器的微分输出原理。通过对传统R-L模型算法进行改进,可直接利用电子式互感器输出的微分信号进行故障测距并实现距离保护功能,在保证可靠性的基础上缩短了保护动作时间。通过对过渡电阻的影响进行分析,证明改进R-L模型算法本身具有较好的抗过渡电阻能力。通过仿真实验、动模实验以及对算法动态特性的分析,验证了基于改进R-L模型算法的故障测距及距离保护方案的可行性和有效性。     

电子式互感器数据采集系统的研究与实现

以基于罗氏线圈原理电子式电流互感器为研究对象,分析了罗氏线圈的微分工作特性.针对罗氏线圈输出微分信号的特点,设计了基于AD7606的数据采集系统,给出了设计方案.试验结果表明基于AD7606数据采集系统所测电流误差完全满足0.2S级电子式电流互感器的要求.试验结果验证了数据采集系统的准确性和设计的有效性.     

稳态和暂态电流测量合一的电子式电流互感器量程切换设计

为满足电子式电流互感器对高压电网各阶段电流都具有较高测量精度的要求,本文提出了一种新型的量程切换电路。对于采用罗氏线圈的电流互感器,通过对罗氏线圈的感应电压进行幅值和绝对值双重监测达到跟踪电压峰值变化的目的,在稳态采用幅值监测加绝对值辅助监测的方式,在暂态采用绝对值监测并反馈锁定的方式。利用得到的监测信号控制仪表放大器INA110的电路连接对罗氏线圈各阶段的感应电压进行不同放大,从而实现量程的高速自动切换。实验表明这种设计能使电流互感器快速自动切换量程以充分利用其内部电子资源。本文对电子式电流互感器的设计有一定的参考价值。     

罗氏线圈电流互感器电屏蔽结构缺陷误差机理研究

文中针对牡丹江110 kV桦林变10 kV数字化计量试点中发现的电子式电流互感器运行状态下误差异常故障,开展罗氏线圈原理电子式电流互感器电屏蔽结构缺陷产生的误差机理研究;通过理论分析建立电子式互感器的屏蔽结构在电场中所形成的耦合电容网络,提出附加误差电压计算公式,并利用有限元仿真软件计算无屏蔽、屏蔽破损、屏蔽接地失效等状态下外部电磁场对电子式电流互感器比值误差的影响量;通过实验室搭建测试平台复现并消除现场故障。相关研究工作对完善电子式电流互感器现场检测方法、及时发现故障隐患和故障原因提供实践依据。     

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。     

基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护

罗氏线圈电子式电流互感器的积分环节会放大传变误差,可能造成电流传变严重失真,导致保护误动。针对此问题,提出了线路保护直接采用罗氏线圈微分电流信号输出的改进思路。并以差动保护为例,提出了一种基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护方法。该方法直接采用罗氏线圈输出的电流微分信号进行计算,将用于电容电流补偿计算的电压信号经虚拟罗氏线圈数字传变处理,保证电压电流信号经过相同的传变环节。仿真和试验结果表明,新方法在区内故障时可快速动作,且消除了积分环节引入的传变误差对差动保护的影响,降低了电压电流传变差异对保护精度的影响,性能优于现有差动保护方法。