空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的适应性分析

为了系统地分析空心线圈电流互感器传变特性及其对继电保护的影响,针对具体的互感器物理结构,采用理论、实验和仿真分析的手段,研究空心线圈电流互感器传感头和整体的频率特性和暂态特性。揭示了互感器较宽的频带特性有利于提高继电保护性能,频带宽度主要由Rogowski传感头和信号处理电路特性参数决定;暂态电流的测量误差关键取决于互感器对衰减非周期分量的刻画能力,即主要由非周期分量衰减时间常数和积分单元特性参数决定。最后,进一步从结构设计和测试标准方面提出空心线圈电流互感器应用于继电保护系统的适应性措施。     

空心线圈电流互感器性能分析

空心线圈电流互感器的原理、结构及输出信号等与传统的电磁式电流互感器有很大不同，其性能易受外界磁场及环境温度等因素的影响。该文对影响空心线圈电流互感器性能的磁场及温度等干扰因素进行详细分析，在理论分析的基础上提出相应的改进措施，并研制了一台220kVGIS用空心线圈电流互感器，给出了实验结果。实验表明，改进后的空心线圈电流互感器受环境温度及外界磁场的影响很小，且具有较好的频率特性和暂态特性，互感器满足0．2级精度要求。     

适应继电保护暂态传变的空心线圈电流互感器积分技术研究

为了系统研究积分技术对空心线圈电流互感器暂态特性的影响及对继电保护的适应性,对Rogowski传感头分别配合模拟积分器和数字积分器的空心线圈电流互感器传变特性进行了理论和仿真分析,揭示了不同积分技术对电流互感器暂态特性的影响因素和特点。理论研究和仿真结果表明,Rogowski传感头配合模拟有损积分器时,与采用一阶RC积分电路相比,电流互感器在低频段的特性有所改善,通过配置合适的积分参数,理论上有可以满足继电保护对电流互感器暂态特性要求。当Rogowski传感头配合数字积分器时,合适的积分算法能使互感器有非常优异的低频特性和暂态特性,非常契合继电保护对电流互感器测量故障暂态电流的应用需求。     

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。     

特大电流下电流互感器传变特性探讨

由于系统容量增大或因系统结构等原因,电力系统中某些回路在近处短路时会出现100倍额定电流以上的特大电流,大大超过了保护用电流互感器(TA)的10%误差曲线所容许的电流倍数,可能影响相关的继电保护设备的性能.文中以n次曲线模拟TA铁心饱和时的非线性磁化曲线,由此导出TA回路的非线性微分方程,并采用数值方法计算出在典型暂态短路电流作用下的TA二次电流波形.分析表明,当出现特大电流时,相关的继电保护装置很可能会拒动,从而导致失去选择性的越级跳闸,扩大停电范围.     

电子式电流互感器的传变特性研究

随着数字化变电站应用技术的日益成熟,电子式电流互感器（electronic current transducer,ECT）因其优越的性能在智能电网建设中得到广泛的应用。本文主要介绍了电子式电流互感器的原理及关键应用技术,最后借助动模实验研究了电子式电流互感器的传变特性。     

基于数字积分算法的电子式电流互感器传变特性

电子式电流互感器是电力系统中用于电能计量、测量和继电保护的重要设备之一,文章以Rogowski线圈电子式电流互感器为例,对常用的矩形、梯形、Simpson和双线性变换积分算法进行比较分析,全面评估不同积分算法可能对其传变特性的影响。首先,基于电子式电流互感器等效电路和积分算法分别获取其传递函数;其次,通过各个环节幅频和相频特性分析,获取并比较了含不同积分算法的电子式互感器整体的频带特性;最后,以某实际110 k V变电站用电子式电流互感器参数为例,针对稳态和动态信号不同输入情况下,对含不同积分算法的电子式互感器传变特性进行仿真。结果表明:不同积分算法的互感器均有良好的频带特性和稳态传变特性,但在动态特性跟踪以及抗干扰能力方面则具有较为明显差别。     

空心线圈作为保护用电流互感器的理论分析和试验

开发新型电子式互感器是电力系统自动化和数字化的一个发展方向，文中论述了空心线圈用做电流互感器的工作原理及与传统互感器的不同之处，根据保护的要求，重点分析了频响工作特性，并针对具体对象研制了样机。样机试验结果为：对保护，在2 kHz频宽、20倍额定电流范围内，误差小于1%；对测量，可达0.2级。理论分析和试验结果证明空心线圈电流互感器以其线性好、频带宽、无饱和、体积小等优点能完全满足电力系统保护和测量的需要，而且特别适用于微机化保护装置和电子式测量仪器。     

剩余电流互感器传变特性研究与优化设计

通过分析剩余电流互感器的工作原理可知,比值差与相位差是产生误差的主要因素.通过公式解析,得出误差对灵敏度和平衡性的传变特性产生影响.考虑产品设计中器件参数值的影响,进一步通过实验对剩余电流互感器的物理特性进行优化,验证原理分析的结论,确定在不同条件下剩余电流互感器灵敏度和平衡性的传变特性.实验结果表明优化设计的合理性并...     

外部恒定磁场对电流互感器传变特性影响分析

通过分析电流互感器（TA）与永磁铁的相对位置,推导了外部恒定磁场对TA传变特性影响的定量关系式,并得出了以下结论：外部恒定磁场对TA的影响在有恒定交链磁通绕组处与直流偏磁相似,随着外部磁感应强度增加,TA传变误差增大,同时在输出中产生大量谐波,严重影响电能计量的结果。     

新型PCB空心线圈电流互感器的设计与研究

为了进一步提高传统空心线圈的互感系数及其稳定性,以获得高精度的测量结果,提出一种新型PCB板空心线圈电流互感器。它具有全新的物理结构,通过其自身采取的抗干扰措施能够有效的抵抗外界的电磁干扰;并且,经过简单的组合即能有效地提高其互感系数。分析了新型PCB板空心线圈电流互感器的传感原理及抗干扰机理,给出了在不同电流级别下PCB空心线圈的结构以及一次导线的摆放特点,并针对其中一种设计结构制作了实际模型,进行了线性度与抗干扰能力测试,结果表明:额定电流为100A时,其测量准确度达到了0.2级,且具有较强的抵抗外界电磁场干扰的能力。     

基于独立线圈组合的空心电流互感器

提出了一种由多个独立空心线圈组合而成的的电流互感器及其组合方法。该方法既能保证各空心线圈精确的安装位置,又能保证各空心线圈之间的电气连接关系,分析了该空心电流互感器的测量精度。通过仿真和原型测试,对测量性能加以验证。     

新型螺旋管空心线圈电流互感器

空心线圈电流互感器无磁饱和,但感应信号小,易受外界电磁干扰。为解决此问题,提出一种新型螺旋绕线串接结构的空心线圈传感头,其互感系数大并能有效抗外界电磁干扰。文中介绍了其基本结构和工作原理,建立相应的数学模型,详细论述其电磁参数的计算方法,对自制的实验模型进行了线性度与抗干扰测试实验,对其频率特性进行了仿真分析。实验和仿真结果表明,其线性度好、抗干扰能力强、响应速度快、测量频率范围宽、动态范围大,理论上可以满足用于电力系统的电流互感器的要求。     

3种电子式电流互感器的传变特性分析与比较

结合数字化变电站的发展趋势和二次设备检测需求,给出了一种含电子式互感器校验仪的传变特性测试研究方案,并根据3种不同类型的电子式电流互感器各自的特点进行了实验研究,通过实验数据的误差分析了其性能差异。结果表明,不同类型的电子式电流互感器可以充分发挥各自的优势运用于智能化变电站中,解决了传统互感器存在的磁饱和、暂态精度低以及谐波测量的欠缺等方面的问题,为开展数字化变电站继电保护测试与建模提供了基础数据支持。     

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。     

PCB空心线圈电流传感器的暂态特性

在电流测量中,PCB空心线圈具有很好的测量准确度和参数一致性。在模拟积分器中,T形积分器具有很好的低频噪声抑制能力。为此,提出了一种基于PCB空心线圈和T形积分器的电子式电流传感器,建立了该传感器的传递函数模型和短路电流全偏移时的暂态特性模型。重点分析了其对电力系统暂态电流的测量性能,对影响暂态特性的参数进行了数学分析,这为传感器的动态性能优化设计提供了一种分析方法。对传感器样机进行了动模试验,和分流器的输出信号相比,两者波形吻合较好,峰值瞬时误差在±1%左右。该试验结果表明,PCB空心线圈电流传感器具备准确反应电力系统故障电流暂态过程的能力,满足电力系统对电流测量和保护的需求。     

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。     

小电流下空心线圈电流互感器的输出波形质量测试

为了给生产厂家产品设计和改善提供依据,对小电流下互感器输出波形质量进行测试.介绍了空心线圈的结构和工作原理,对互感器输出波形进行采集.将一台220 kV GIS用互感器作为实验仪器,在小电流下对互感器输出波形精度、暂态饱和性和稳态性进行测试.发现小电流下,空心线圈传感头输出受干扰的影响较大,而积分放大单元和相位补偿单元输出信号受干扰程度不大;在小电流下,一定程度上会导致电流互感器出现局部暂态饱和,但不会长期保持;小电流下容易受到外界环境的干扰,导致不同时刻输出电压相差较大,互感器输出波形不稳定.