[發明專利]基于暫態大電流測試技術的電流互感器工程模型建立方法

有效

• 申請號: 201610102800.3
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105740569B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 張小慶;張宜陽;薛建;左寶峰;張志華;劉正
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網陜西省電力公司電力科學研究院;國網陜西省電力公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.基于暫態大電流測試技術的電流互感器工程模型建立方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)首先確定所研究的一類電流互感器所處的區域電網環境：包括運行方式，并計算出位于各安裝位置上的所研究的電流互感器的極限剩磁水平和極限暫態電流水平；

(2)大電流穩態、暫態測試的試品準備，并搭建實驗回路；

(3)采用小電流變頻升壓法對作為試品的電流互感器的鐵芯線圈進行實驗，建立鐵芯線圈的Lucas模型，計算其勵磁曲線、拐點電壓和內阻；在大電流測試前，計算電流互感器在不同輸出負載下的臨界飽和電流，對電流互感器的穩態、暫態飽和特性進行預判，據此設置穩態、暫態大電流測試的通流值；按照設置的穩態、暫態大電流測試的通流值進行穩態和暫態大電流測試；

(4)對大電流穩態、暫態測試的波形進行處理及誤差分析；

波形處理包括以下步驟：

A、格式統一；將采集的數據轉換為MATLAB的MAT格式；

B、頻率轉換：找出不同采樣頻率間的倍數關系，將高采樣頻率波形轉換到低采樣頻率；

C、橫坐標對齊：對齊各波形的零時刻；

D、縱坐標對齊：對齊各波形的縱坐標；

誤差分析：

1)、穩態誤差

在穩態通流情況下，CT、保護和錄波裝置的誤差為

其中：

ε₁—CT二次電流或電流變送器二次電流相對于CT一次電流的誤差；

ε₂—電流變送器二次電流相對于其一次電流的誤差；

I₁—CT一次側電流有效值，單位A；

I₂—CT二次側電流的有效值，單位A；

I₃—保護裝置及故障錄波裝置經變送器后二次電流的有效值，單位A；

公式(2)中，對CT取I₂，對保護裝置和故障錄波裝置取I₃；

2)、暫態誤差

在暫態電流作用下，CT、保護和錄波裝置的誤差為

其中：

ε₃—CT二次電流或電流變送器二次電流相對于CT一次電流的誤差；

ε₄—電流變送器二次電流相對于其一次電流的誤差；

i₄—暫態試驗中,CT一次側電流的瞬時值，單位A；

i₅—暫態試驗中,CT二次側電流的瞬時值，單位A；

i₆—暫態試驗中,各保護裝置及故障錄波裝置經變送器后錄波電流的瞬時值，單位A；

I₄—暫態試驗中,CT一次側電流的周期分量有效值，單位A；

I₅—暫態試驗中,CT二次側電流的周期分量有效值，單位A；

公式(8)中，對CT取i₅，對保護裝置和故障錄波裝置取i₆；

(5)磁滯回化曲線的擬合；

步驟(5)具體包括：

設定H是磁場強度，B是磁感應強度，N是變比，L是等效磁鏈長度，A為鐵芯截面積，i₁是電流互感器一次側實測電流，i₂是電流互感器二次側實測電流；基于穩態、暫態實測電流的磁滯回線擬合具體包括：根據步驟(3)實測的CT一次和二次側電流，計算勵磁電流和勵磁磁動勢，然后進一步計算得到磁場強度H和磁感應強度B；實測電流的BH磁滯回線的擬合步驟具體為：

(a)將試驗數據結合公式(25)直接求得H值；

(b)用差分代替微分的處理方法得到

(c)通過公式(26)解得e′₂，即得

(d)再利用等效梯形面積法對值求積分如公式(27)；

(e)整理BH的數據長度，繪制BH曲線；

H＝K₁(i₁-i′₂)·l (25)

(6)通過擬合的磁滯回化曲線優化J-A模型的5個關鍵參數，獲得實際的J-A模型，即所要建立的電流互感器的工程模型。