[發明專利]一種電磁式電壓互感器靜態磁滯曲線的準確測量方法

在審

• 申請號: 202310033006.8
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116027239A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 沈澤亮;汪金剛;趙鵬程;夏海廷;張慰
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R33/14
• 分類號: G01R33/14;G01R35/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 方鐘苑

本發明涉及一種電磁式電壓互感器靜態磁滯曲線的準確測量方法，屬于變壓器類設備參數測量與精確建模領域。該方法通過簡單的端口試驗與基于智能仿生算法的數據處理，對PT的靜態磁滯曲線進行了精確的測量。與傳統方法相比，該方法所測得的靜態磁滯曲線更加精確，能夠排除PT內部復雜導體結構對測量結果帶來的影響。同時，本發明可以直接用于結構完整的PT設備，無需對PT進行拆分或破壞。所測得的靜態磁滯曲線表現為“磁鏈?電流”曲線。

技術領域

本發明屬于變壓器類設備參數測量與精確建模領域，涉及一種電磁式電壓互感器靜態磁滯曲線的準確測量方法。

背景技術

電磁式電壓互感器(PT)的精確建模對于電力系統運維與鐵磁諧振仿真意義重大。PT的靜態磁滯曲線的測量對于描述PT的飽和、損耗與動態響應特性十分重要。然而，對于一臺結構完整的PT設備，其靜態磁滯曲線的測量十分困難。在不破壞PT完整結構的前提下，僅能通過簡單的端口試驗對PT的建模參數進行測量，即給定輸入電壓-測量輸出電流-進行數據分析的模式。此時PT端口電流成分復雜、具有多種有功或無功的電流分量，無法直接用于測量PT的靜態磁滯。

現有的PT靜態磁滯測量技術均忽略了繞組雜散電容與鐵心渦流損耗與額外損耗帶來的影響。這些影響將會影響磁滯曲線的精確測量，帶來較大的誤差。因此，亟需一種同時考慮雜散電容與動態損耗影響的PT靜態磁滯測量方法來提高測得結果的精確性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電磁式電壓互感器靜態磁滯曲線的準確測量方法，通過簡單的端口試驗與基于智能仿生算法的數據處理，對PT的靜態磁滯曲線進行了精確的測量。與傳統方法相比，該方法所測得的靜態磁滯曲線更加精確，能夠排除PT內部復雜導體結構對測量結果帶來的影響。同時，該方法可以直接用于結構完整的PT設備，無需對PT進行拆分或破壞。所測得的靜態磁滯曲線表現為“磁鏈-電流”曲線。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種電磁式電壓互感器靜態磁滯曲線的準確測量方法，具體包括以下步驟：

S1：將電源連接至PT設備的二次側端口，進行多組空載試驗，保證電源電壓有效值與頻率的比值是一個定值；

S2：編寫適應度函數，此時將互感器中雜散電容的分布C₁、C₂、C₁₂，以及r₁、r₂(r₁、r₂為與變量，對于一臺已經制造完成的PT，其為常數，但是對于不同PT，其數值不同)的數值假設為某一定值；針對每組試驗，計算出靜態磁滯支路的電流i₅的波形；

S3：通過智能仿生算法(如粒子群，遺傳算法或其他衍生算法)，基于步驟S2編寫的適應度函數，對C₁、C₂、C₁₂、r₁、r₂的取值進行求解；

S4：當上述五個未知量C₁、C₂、C₁₂、r₁、r₂的數值被確定后，即能得到i₅的準確波形；通過對測量的PT設備二次側端口的電壓u_in進行積分，即能得到磁鏈φ；此時，以i₅為橫坐標，以φ為縱坐標，即能繪制PT的靜態磁滯曲線。

進一步，步驟S1中，進行的多組空載試驗均在低頻下進行。

進一步，步驟S1中，在低頻下進行空載試驗時，PT的寬頻等效電路中忽略PT的漏阻抗Z₁與Z₂。

進一步，步驟S1中，R_L1為表征渦流損耗的線性電阻，R_L2為表征無規律損耗的非線性電阻；則有：