考虑中间变压器饱和特性的电容式电压互感器宽频非线性模型

电容式电压互感器(capacitive voltage transformer,CVT)为电力系统计量、保护和控制装置提供可靠的电压信号。然而其暂态响应误差大,可能引发距离保护超越和误动作等问题,需建立精确的CVT模型为电力系统分析与保护研究提供基础模型。然而现有具备宽频表征能力的CVT模型多为线性模型,难以兼顾中间变压器铁芯组件对其电压传输特性的影响,且建模过程存在无源修正和降阶等问题,导致模型在特定频段或中间变压器铁芯饱和时的响应误差激增,基于此的电力系统保护策略可能失效。该文提出将CVT端口散射参数在状态方程中进行离散化表征的方法,进而通过诺顿等价建立CVT宽频导纳子模型,表征整体CVT的宽频电压传输特性;基于电磁对偶原理建立CVT工频非线性子模型,表征中间变压器铁芯励磁特性的饱和差异性;对2个子模型进行导纳互差后再进行并联耦合,建立考虑中间变压器铁芯饱和特性的CVT宽频非线性模型。对典型35kV CVT进行参数辨识和模型构建,针对其非线性和频率特性表征能力,分别设计低频涌流、电压传递特性测试和雷电冲击电压试验。结果表明,与传统CVT模型相比,该文提出的CVT模型在中间变压器铁芯饱和时的低频涌流首峰幅值仿真误差从77.79%降低至1.71%,在5Hz～1MHz范围内电压传递特性仿真归一化均方误差为0.91%,雷电冲击电压首峰值仿真误差为3.11%。试验证明所提出的CVT模型能够表征CVT的频率特性和非线性特性,可为涉及CVT的电磁暂态仿真研究提供基础模型。     

绝缘在线监测中电容式电压互感器的误差校正

对引起电容式电压互感器（CVT）稳态误差的相关因素进行了分析。根据CVT结构及参数建立了用于校正CVT稳态误差的参数模型。将该模型输出电压的误差仿真结果与准确级试验结果进行对比,验证了该模型的有效性。基于该模型提出一种绝缘在线监测中实时校正CVT稳态误差的新方法:通过采集测量绕组的输出电压和各二次绕组的负载电流信号,利用基于Levenberg-Marquardt算法的非线性最小二乘拟合算法提取信号中的基波分量,结合CVT参数模型的数学方程确定CVT的一次电压。分析结果表明,该方法能够有效减小因系统频率、CVT二次负载大小及功率因数的变化对CVT比差及角差的影响,为二次监测设备提供高精度的电压信号。     

影响电容式电压互感器谐波传递特性的关键参数

电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)已广泛应用在电力系统中,但由于其结构中含有电容和非线性电感等,无法对谐波进行准确测量。综合考虑CVT制造参数和杂散电容等因素,建立CVT谐波阻抗模型并推导其完整的传递函数,并通过模型仿真结果与实测CVT谐波试验结果的对比,验证了模型的准确性;在此基础上仿真分析了CVT的关键参数对其谐波传递特性的影响。对CVT准确测量谐波和CVT设计、生产制造以及工艺优化提供一定的参考借鉴。     

川-黄-贺750kV切空线过电压保护动作分析

针对川-黄-贺750 kV线路切空线后过电压保护动作,通过理论分析,得出电容式电压互感器(CVT)在测量低频振荡过电压发生放大效应是本次事故的主要原因.根据CVT的工作原理,建立CVT的数学模型,并且理论推导出CVT的低频传变特性及产生放大效应的机理,同时在PSCAD软件中建立750 kV CVT访真模型及整个事故系统,仿真结果验证了前面的分析.最后根据实际情况提出了相应的解决措施.     

CVT一次隔离开关操作对变压器过励磁保护影响的研究

电容式电压互感器(CVT Capacitor Voltage Transformer)含有电容和非线性电感元件,当一次隔离开关操作时可能引起二次电压异常,影响变电站继电保护装置的正常运行,甚至引起主变过励磁保护误动作。运用ATP建立CVT及其所运行的变电站的等值电路模型,仿真计算一次侧隔离开关操作过程中CVT二次电压情况。比较影响二次侧电压的主要因素,分析在CVT一次侧隔离开关操作过程中主变过励磁保护误动作的原因。正常操作不会引起主变过励磁保护误动作。     

计及电压测量特性的MMC中高频阻抗建模及稳定性分析

在建立MMC阻抗模型时,现有研究未计及电容式电压互感器(CVT)测量特性对MMC阻抗中、高频段的影响,可能会降低柔性直流输电系统稳定性分析的准确度.以渝鄂柔直工程南通道单元为研究对象,在分析杂散电容对500 kV速饱和型CVT测量特性影响的基础上,基于多谐波线性化原理提出了一种计及CVT宽频测量特性的MMC阻抗模型建立...     

CVT谐波测量修正方法研究

针对110 kV及以上电网广泛应用的电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)谐波测量失真问题,首先根据CVT的谐波传递模型分析,明确了CVT关键分布参数对其谐波传递特性影响规律,然后利用密勒定理简化模型,从串并联谐振角度深入分析了造成CVT谐波传递特性非线性的根本原因;最后...     

水电站内部铁磁谐振及抑制措施仿真研究

电力系统中铁磁谐振时有发生,严重影响着电网的安全运行。由于导致铁磁谐振的主要原因为铁心设备的非线性磁饱和,仿真分析难度较大。文中利用非线性电抗器加理想变压器的模型等效电磁式电压互感器,准确模拟了某水电站铁磁谐振现象及发生的条件,并在此基础上提出了基于CVT的铁磁谐振抑制措施。仿真结果表明,采用CVT可以有效抑制一次系统中铁磁谐振的发生,但是在CVT二次侧短路且在短时间内消除的极端情况下,CVT内部会发生铁磁谐振。在分析此铁磁谐振产生原因的基础上,提出了在CVT二次侧保护段投入消谐电阻的抑制措施,并进行了仿真验证。     

一种CVT等效电路参数的识别方法

为了实现对电容式电压互感器(CVT)谐波传递模型的定量分析,文章提出了一种CVT等效电路参数的识别方法.该方法通过测量CVT频率响应,建立起了关于CVT等效电路参数的非线性方程,并利用高斯-牛顿法实现了非线性方程的求解.根据CVT的实际参数,利用Matlab-Simulink平台搭建了CVT等效电路,并设计了验证该方法性能的实验方案.仿真实验结果表明,该方法能够克服测量误差的影响,具有可行性和较高的应用价值.     

隔离开关操作CVT引起二次电压异常的分析研究

利用电磁暂态仿真软件(EMTP)建立CVT及其所运行的变电站的等值电路模型,仿真计算一次隔离开关操作过程中CVT二次电压情况,并分析铜川330kV变电站CVT一次隔离开关操作过程中主变过励磁保护误动作的原因。     

电容式电压互感器谐波测量误差试验技术

电容式电压互感器(CVT)被广泛应用于高压系统中的电压测量、继电保护及载波通信等场合。文中研究谐波条件下CVT测量误差的试验分析方法。设计了采用试验用小容量升压变压器提供高压谐波源的试验平台,分析了高压侧谐波电压放大和衰减的原因,通过仿真验证了所得结论的正确性。在此基础上提出了将试验升压变压器更换为大容量普通升压变压器的方案,完成了CVT谐波测量误差的试验。建立了CVT的谐波等效电路并分析了谐波条件下其内部电路的谐振模式,通过理论分析和仿真计算对试验平台的有效性和试验结果的正确性进行了验证。     

谐波条件下电容式电压互感器测量误差影响因素分析

电容式电压互感器(CVT)测量的准确度影响着电能计量的准确性和继电保护动作的可靠性。为了研究在谐波条件下CVT测量的准确性,为提高CVT的测量精度提供参考依据,文章基于CVT的等效电路模型,推导出了谐波条件下CVT变比的表达式,研究了谐波条件下CVT的励磁阻抗和电容分压比对测量精度的影响规律,并通过仿真分析对其进行了验证。     

Dynamic compensation of capacitive voltage transformers

This paper presents the digital algorithm for on-line dynamic compensation of the secondary voltage of a capacitive voltage transformer (CVT). The adopted CVT model together with the assumed simplifications is given first. Next, the compensating algorithm based on digital inversion of the CVT transfer function is derived. Frequency domain analysis and quantitative evaluation of the compensation follow. The ATP-EMTP simulations are included that show the improvement of the measurement of protective criteria quantities as a result of dynamic compensation of a CVT     

电容式电压互感器低校高误差测试方法的研究

目前检测电容式电压互感器误差需要谐振升压装置、电压互感器标准、电压负载箱、互感器校验仪等设备,存在设备笨重、工作效率低等问题。本研究在分析电容式电压互感器(CVT)的数学模型和目前CVT现场误差检测存在不足的基础上,研究了电容式电压互感器低校高误差测试方法,并介绍了低压情况下空载误差、负载误差、分压比测量的原理;目前基于该方法研制的设备已在山西、江苏、福建等变电站现场做过试验,测量数据准确、可靠,准确度满足互感器检定规程的要求,具有实用性。     

电容式电压互感器谐波测量方法研究

针对电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)谐波测量数据准确度无法满足电能质量监测系统要求的问题,文中提出了一种具有谐波测量功能的CVT的实现方案,通过在常规CVT的分压器低压端串入电容C3,利用电容分压原理获得电网谐波测量信号。建立了该CVT的宽频等效电路模型,分析电容C3两端输出电压在谐波频段内的变化情况,明确了影响其频率特性的关键参数。并基于此方案研制了1台110 kV具有谐波测量功能的CVT样机,通过了型式试验并开展了谐波准确度试验,试验结果表明,在2~50次谐波信号测量范围内,该样机满足电能质量监测设备谐波要求,进一步验证了所提方案的有效性。     

电容式电压互感器的暂态特性及其对微机继电保护装置影响的研究

电容式电压互感器(CVT)中包含有电容、电感等储能元件,其二次输出电压不能立即响应一次电压的变化。影响CVT暂态过程的因素众多,笔者重点分析了短路相角对其暂态过程的影响。运用MATLAB中的电气系统模块库PSB建立了CVT电磁暂态过程的仿真模型。仿真结果表明不同的短路相角对CVT的暂态过程影响有很大的差别,并给出了在不同短路角情况下其暂态响应的变化规律。同时针对不同的保护算法,分析了暂态过程对其算法准确度的影响,提出了相应的解决办法。     

电容式电压互感器谐波测量特性研究

针对电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformers,CVT)的频率特性影响导致传统的高压谐波测量方法结果不准确的问题,对CVT的谐波特性进行了分析,提出了采用电容电流法对CVT的谐波进行检测,通过与传统谐波测试方法的结果以及电网实际谐波的对比,验证了电容电流法的正确性和准确性,并在电网中对电压谐波进行测试比对和验证,实验结果表明,文中电容电流法进行谐波测试准确度高,满足测试的标准要求,可解决目前CVT不能用于谐波测量的问题。     

某智能变电站220kV CVT分频谐振分析

电容式电压互感器(CVT)在电力系统得到广泛应用,但当电力系统发生冲击或故障时,由于CVT中含有电容及电感类的储能元件,可能会发生铁磁谐振现象。某智能变电站220 kV新设备在送电过程中CVT二次电压出现长时间波动,经分析认为CVT出现了能长时间自保持的分频谐振。通过对其产生原因的分析,提出了改进措施,并经现场证明有效,这为防范此类CVT的分频铁磁谐振提供了新的方法。     

一起500kV CVT故障导致故障录波失真问题仿真分析

通过对CVT事故类别进行分析发现,包括电容器部分损坏、电磁单元短路、铁磁谐振等的CVT主要故障均可以一定程度通过二次电压变化得以体现,因此有必要结合日常生产工作中发现的各类互感器故障,深入研究CVT暂态故障发展过程中波形变化规律,将暂态电压波形特征量作为CVT运行状态监测和缺陷辨识依据,及时发现CVT缺陷保证系统安全稳定运行。本文结合一起500 kV CVT缺陷导致故障录波电压多次发生2倍以上异常升高,最终引起CVT二次电压消失案例,通过解体对故障原因进行了深入分析,运用仿真计算对录波波形进行了复现,从而明确了暂态波形特征量及其对应的缺陷类型,得出结论可为互感器运行状态监测及缺陷原因的判断提供依据。     

环境因素对 CVT 谐波传变特性的影响研究

为获取运行环境因素对电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)谐波传变特性的影响,本文建立35 kV电容式电压互感器的高频等效模型,采用等效变换法进行传递函数的简化求解;在不同环境因素变化下,理论分析环境因素变化对CVT内部结构产生的影响。并基于Matlab仿真平台,仿真分析环境变化下CVT传变特性变化规律。发现环境温度和频率对CVT谐波传变特性都会产生影响,且对CVT的谐波传变比影响较大,温度主要影响CVT补偿电抗器电感值、主电容值、杂散电容值;频率偏移主要导致CVT输出偏移,从而影响CVT谐波传变特性。