[發(fā)明專利]采用任意波形電源測量互感器伏安特性的試驗與計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210044404.1
• 申請日: 2012-02-26
• 公開（公告）號: CN102621410A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 梁仕斌;劉濤;王磊;鐘堯;王任;陳勇
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發(fā)明涉及電力用互感器、電抗器、變壓器進行伏安特性(或勵磁特性)試驗，特別適用于互感器的伏安特性試驗。

技術背景

互感器的性能對電力系統(tǒng)的計量、監(jiān)控、繼電保護、錄波、測距均有影響，伏安特性試驗是對互感器進行檢測的重要手段，一般采用工頻正弦波電源在互感器二次繞組施加電壓的方法進行試驗。隨著超高壓、特高壓輸電技術的發(fā)展以及大容量發(fā)電機組的廣泛應用，發(fā)電廠和變電站的計量系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)對互感器的性能提出了更高的要求，國際標準、國家標準中增加了一些新規(guī)格的互感器，以往的工頻電源試驗方法已不能滿足試驗需要，并且采用工頻正弦波電源的試驗方法的勞動強度、安全風險、設備容量都比較高。為此，IEC60044-6?Requirements?for?protective?current?transformers?for?transient?performance推薦采用低頻電源或直流電源對互感器進行伏安特性試驗，但是由于沒有對鐵芯的磁滯損耗、渦流損耗進行必要地分析，這兩部分帶來的影響也不能被忽略，因而按照IEC60044-6推薦的方法往往不能得到正確的試驗結果。

目前，已有研究人員提出了采用低頻變頻電源測量鐵磁元件伏安特性的試驗方法和補償計算方法，該方法的基本理論仍然基于IEC60044-6的低頻電源試驗法，此外還對鐵芯的磁滯損耗和渦流損耗的影響進行了分析和計算，使得低頻下的試驗結果更加接近于工頻試驗結果。但是這種方法存在兩個方面的問題：①頻率變化范圍較大、輸出容量大的正弦波電源的研發(fā)難度大，成本高，②對互感器的模型進行了一些簡化，鐵芯固有的非線性特征沒有被充分考慮，導致試驗結果具有差異。

發(fā)明內(nèi)容

在這樣的背景條件下，本發(fā)明的目的是提出了一種采用小功率和低電壓電源測量互感器的伏安特性的試驗方法和分析計算方法，這種方法也適用于變壓器、電抗器具有鐵芯和線圈結構的電力設備。這種試驗方法的結果與工頻(50Hz或60Hz)實測結果具有一致性。

本發(fā)明提出了采用任意波形電源測量互感器伏安特性的試驗與計算方法，其技術方案為：

1)將互感器的電磁關系用一個等效電路表達，該電路由主電感L_m、渦流損耗電阻R_e、磁滯損耗電阻R_h三者的并聯(lián)阻抗與二次繞組直流電阻R_ct串聯(lián)而成，u(t)是試驗時施加于二次繞組上的端電壓，e(t)是二次繞組感應電勢，i_e(t)是渦流損耗的等效電流，i_h(t)是磁滯損耗的等效電流，i_m(t)是流過R_h和L_m組成的并聯(lián)支路的電流，i_ex(t)是勵磁電流，P是有功功率，P_T是鐵芯損耗；忽略繞組漏抗，上述參數(shù)滿足式(1)、式(2)；

u(t)＝i_ex(t)·R_ct+e(t)????????????????(1)

i_ex(t)＝i_m(t)+i_e(t)???????????????????(2)

2)首先測量二次繞組直流電阻R_ct，然后在二次繞組上施加電壓，測量有功功率P、電壓u、勵磁電流i_ex；

用式(1)計算二次繞組感應電勢：

e(t)＝u(t)-i_ex(t)·R_ct

3)鐵芯損耗由磁滯損耗和渦流損耗兩部分組成，磁滯損耗P_H與頻率成正比，渦流損耗P_E與頻率的平方成正比，即式(3)、(4)、(5)成立；

P_T＝P_H+P_E???????????????(3)

P_H＝α·f???????????????(4)

P_E＝β·f²??????????????(5)