[發明專利]一種基于物理實驗確定電流互感器J-A仿真模型的方法

有效

• 申請號: 201710384368.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107103163B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 尹項根;曹文斌;張哲;郭乾;文明浩;陳衛;陳德樹;潘遠林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發明公開一種基于物理實驗確定電流互感器J?A仿真模型的方法，包括：通過在電流互感器的鐵芯上繞制N₁匝線圈來構建電流互感器的物理實驗模型；通過在物理實驗模型的一次側加載電壓，確定待擬合的磁滯回線，所述磁滯回線為鐵芯上的磁通密度與磁場強度的變化關系對應的曲線；預設電流互感器J?A仿真模型的9個初始參數，根據9個初始參數和待擬合的磁滯回線迭代擬合確定電流互感器J?A仿真模型的9個參數的最終值；根據電流互感器J?A仿真模型的9個參數的最終值確定電流互感器J?A仿真模型，J?A仿真模型用于模擬電網測量使用的電流互感器的測量過程。本發明可利用數量級較低的物理實驗電流構建不同類型的工業實用電流互感器物理實驗模型，具有很大的推廣價值。

技術領域

本發明涉及電力系統繼電保護技術領域，更具體地，涉及一種基于物理實驗確定電流互感器J-A仿真模型的方法。

背景技術

在電力系統中，流過設備的準確一次電流是無法測得的，需要電流互感器依據電磁感應原理把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流，而后測量歸算得到一次電流。實際上，因為該種測量方法以及電流互感器測量性能差異，通過電流互感器的傳變歸算得到的一次電流和實際一次電流是存在一定誤差的。同時，近年來，在電力系統暫態過程中，電網發生了多起由于電流互感器飽和導致輸電線路、變壓器、發電機差動保護誤動的事故，嚴重影響了供電可靠性和電網安全穩定運行。研究電力系統暫態過程對電流互感器飽和，從而對保護產生影響的有效手段是數字仿真。

針對電網測量使用的電流互感器設計對應的電流互感器的仿真模型，可以模擬電流互感器中一次電流至二次電流的實際的傳變過程，通過仿真模擬接近實際電流互感器傳變的暫態及穩態性能，以更加準確地測得流過設備的一次電流。基于學者Jiles和Atherton提出的關于鐵磁材料現象學理論基礎上，利用非線性方程組來近似各種情況下鐵心勵磁特性，提出一種電流互感器J-A仿真模型，該模型因能夠更好的反映電流互感器的暫態特性被廣泛認可。

但是，電網測量所用的電流互感器對應的待測試電流的數量級較高，如2500A，現場測試實用電流互感器的B-H曲線時，其一次側加載電流時很難達如此高的數量級，而電流互感器J-A仿真模型需要基于現場測試B-H曲線數據建立，因此由于實際待測量的電流數量級較大導致現有建立電流互感器J-A仿真模型的方法缺乏推廣價值。且現有電流互感器J-A仿真模型中的J-A模型參數為典型默認值，只能代表某單一種電流互感器的情況，不具通用性。而由于存在鐵磁材料特性差異和電流互感器類型(TPY、P、PR型等)差異，仿真軟件中該模型的典型默認參數并不完全適用于我國生產并用于電網測量使用的電流互感器，需要依據實際電流互感器重新確定對應的電流互感器J-A仿真模型。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于解決現有技術由于實際待測量的電流數量級較大導致現有建立電流互感器J-A仿真模型的方法缺乏推廣價值，且現有電流互感器J-A仿真模型中的J-A模型參數為典型默認值，只能代表某單一種電流互感器的情況，不具通用性的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于物理實驗確定電流互感器J-A仿真模型的方法，包括：通過在電流互感器的鐵芯上繞制N₁匝線圈來構建電流互感器的物理實驗模型，N₁根據電網測量使用的電流互感器的額定一次電流和所述物理實驗模型的額定一次電流確定；通過在所述物理實驗模型的一次側加載電壓，確定待擬合的磁滯回線，所述磁滯回線為所述鐵芯上的磁通密度與磁場強度的變化關系對應的曲線；預設電流互感器J-A仿真模型的9個參數及其初始值，根據所述9個參數的初始值和所述待擬合的磁滯回線迭代擬合確定所述電流互感器J-A仿真模型的9個參數的最終值，所述9個參數為描述所述鐵芯磁滯回線的參數；根據所述電流互感器J-A仿真模型的9個參數的最終值確定所述電流互感器J-A仿真模型，所述電流互感器J-A仿真模型用于模擬所述電網測量使用的電流互感器的測量過程。