变压器空投时电子式电流互感器输出励磁涌流波形异常分析

针对某110kV变电站变压器空投时电子式电流互感器(ECT)输出的采样波形,分析了波形的异常特征,从基于Rogowski线圈的ECT保护电流采样系统中有损积分器的传递特性入手,推导了时间常数与传变误差关系的解析表达式,得出ECT达到5TPE级精度对积分时间常数选择的要求。基于理论分析建立仿真模型,并通过波形拟合手段,可得出励磁涌流波形异常的主要原因是现场ECT积分器时间常数的选择不当,同时仿真也证明选择适当积分器时间常数的ECT具有良好的暂态传变特性。     

直流分量对变压器差动保护影响的仿真分析

介绍了几种电力系统中产生直流分量的因素,设计了励磁涌流产生模型与叠加直流分量的仿真模型,分析了直流分量对电流互感器(TA)暂态传变特性的影响,并通过空载合闸投入变压器同时流入直流分量的仿真,研究TA传变异常对励磁涌流判据的影响。研究结果表明,直流分量将改变TA传变特性,二次侧电流波形发生畸变,对励磁涌流闭锁二次谐波制动、间断角等判据产生影响,易引起变压器差动保护误动。     

电子式电流互感器传变特性测试与分析

目前,由于缺乏有效而实用的综合测试平台,开展不同原理电子式电流互感器(ECT)在实际工况下的计量准确度和保护传变特性试验还很少。文中分析了影响ECT准确度和传变特性的关键因素和环节,研制出能够模拟不同运行负荷、环境条件、功率因数、通信异常、一次侧故障等工况下电子式互感器性能测试研究平台,开展了ECT稳态准确度测试、ECT谐波特性与频率混叠测试以及故障下的ECT暂态特性测试。对不同厂家不同原理的ECT测试,发现在稳态误差方面低功率电流互感器测量准确度以及稳定性优于全光纤电流互感器。谐波特性方面随着频率增加,低功率电流互感器的比值误差相对稳定,而罗氏线圈会增大,相位误差两者总体呈现增大趋势;各厂家ECT均存在不同程度频率混叠;全光纤电流互感器能够可靠地传变故障引起的暂态量,而低功率电流互感器在含有直流分量下易饱和,罗氏线圈电流互感器受积分环节影响很大,容易出现超差。     

±500kV电子式直流电流互感器集肤效应分析

介绍了用于高压直流电流测量的电子式直流电流互感器,针对其中关键部分——分流器,深入分析了集肤效应的影响。正常情况下在高压直流线路中,流过分流器的电流为直流,但过渡过程及不可避免的干扰会产生一定的谐波电流,由此引起的集肤效应可能会对测量和保护产生影响。本文在理论分析的基础上,结合自行研制的样机和贵州—广州±500kV线路采用的西门子公司的直流电流互感器及其实际挂网试验证明:采用鼠笼结构的分流器,3kHz以下的谐波电流,其集肤效应不会对测量和保护产生影响;对3kHz以上的谐波电流,分流器的集肤效应影响大,必须严格控制谐波电流以保证分流器的性能,同时可在二次电路中进行滤波处理以保证测量和保护的准确性。     

计及直流偏磁的保护用电流互感器仿真与实验分析

保护用电流互感器(Current Transformer,CT)对电力系统继电保护的动作特性影响很大。直流偏磁会对CT的传变特性产生影响,利用其T型等值电路推导出了直流偏磁条件下的励磁电流和磁通的表达式。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对不同直流偏移系数条件下的CT传变特性进行仿真分析,结果表明,偏磁条件下CT的磁化曲线第三象限部分会减小,二次电流波形也会发生畸变,同时二次电流中谐波幅值也在增加,当偏磁电流增加到一定值时二次谐波将会大于三次谐波,随着直流偏移系数的增加各次谐波也呈线性增长,而基波幅值在减小。同时,设计了交流叠加直流的实验电路来模拟直流偏磁现象以对保护用CT的传变特性进行实验分析。实验结果表明,在偏磁条件下CT不能正确传变一次电流,在偏磁条件下CT二次电流有效值会减小,同时基波幅值也相应减小,而其余各次谐波的幅值呈线性增加,对角差的影响较电流误差而言更为严重。由此可见,直流偏磁改变了保护用CT的传变特性,对采用基波分量算法及谐波制动方案类型的保护构成严重威胁,降低继电保护的可靠性。     

应用CT和ECT的变压器差动保护仿真研究与对比分析

为了分析电磁式电流互感器(current transformer,CT)和电子式电流互感器(electronic current transformer,ECT)对继电保护的适应性,基于PSCAD和MATLAB软件搭建了采用CT和ECT的变压器差动保护仿真模型,针对变压器区内和区外故障分析了变压器差动保护的可靠性与灵敏性。仿真结果表明,电磁式电流互感器会因磁饱和问题导致可靠性降低,造成差动保护误动;电子式互感器传变特性好,可以在保证可靠性的前提下有效提高差动保护的灵敏性,提升保护系统的性能。     

直流偏磁对电流互感器影响分析

保护用电流互感器(TA)对电力系统继电保护的动作特性影响很大。直流偏磁会对TA的传变特性产生影响,利用其T型等效电路推导出了直流偏磁条件下的励磁电流和磁通的表达式。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对不同直流偏移系数条件下的TA传变特性进行仿真分析。结果表明偏磁条件下TA的二次电流波形也会发生畸变,同时二次电流中谐波幅值也在增加,当偏磁电流增加到一定值时2次谐波将会大于3次谐波,随着直流偏移系数的增加各次谐波也呈线性增长,而基波幅值在减小。由此可见,直流偏磁改变了保护用TA的传变特性,对采用基波分量算法及谐波制动方案类型的保护构成严重威胁,降低继电保护的可靠性。     

交流滤波器电抗器谐波热过负荷保护设计及其在直流工程中的应用

在直流输电工程中,交流滤波器电抗器在谐波电流的作用下会出现发热或过载现象,电抗器谐波热过负荷保护是避免电抗器因过热导致损坏的主保护,理解并掌握该保护的设计原理及实现过程才能在实际工程中正确配置保护相关参数,详细研究了交流滤波器电抗器热过负荷保护的设计及实现方法,对保护中的集肤效应滤波器参数确定方法、保护算法、定值计算均进行了详细分析,并根据交流滤波器电抗器耐受谐波电流设计能力通过PSCAD/EMTDC仿真计算校核了保护设计及相关参数的正确性,在实际工程中可以按照所述方法根据电抗器生产厂家提供的集肤效应系数进行集肤效应滤波器参数的计算,根据谐波热等效电流计算保护定值,该方法对于直流工程的交流滤波器电抗器热过负荷保护配置具有实际指导意义.     

直流偏磁对测量用CT影响及补偿方法的研究

直流偏磁会改变测量用电流互感器(CT)的传变特性,直接影响电能计量与测量的准确性。分析了直流偏磁的产生机理,根据测量用CT的等效电路建立起仿真电路,研究了直流偏磁对测量用CT比差、角差及励磁电流的影响。结果表明直流偏磁的存在会使比差、角差向着不同方向增大,并会引起励磁电流增大、波形正负半周不对称、偶次谐波增加,严重影响CT的传变精度。提出了一种减少测量用CT计量与测量误差的补偿方法,仿真验证了该方法的有效性。     

特高压直流分压器传变特性及其对电压突变量保护影响

直流分压器是特高压直流输电控制保护系统的数据源头,其传变特性对直流线路保护适应性提出了新的课题。针对这一问题,从直流分压器的传变特性分析着手,建立了直流分压器分压回路等值电路模型,推导了直流分压器的传递函数,分析了其阶跃响应动态性能。特别地,研究了二次分压板拓扑结构以及低通滤波器截止频率对传变特性的影响。利用PSCAD/EMTDC,构建了西南某特高压直流电磁暂态仿真模型,仿真研究了直流分压器传变特性对电压突变量保护的影响规律。研究表明,当二次分压板取消低压臂电容时,故障后分压器二次侧感受到的电压突变量较实际电压突变量更大,有利于提升电压突变量保护的灵敏性,提升保护抗过渡电阻的能力。研究结论可为特高压直流输电系统直流分压器选型提供指导。     

LB6-35电流互感器温升及涡流损耗研究

温升是考核电流互感器性能的重要指标之一,为此本文开展了LB6-35电流互感器温升计算的研究。论文分析了LB6-35电流互感器结构特征,建立了三维有限元温升计算模型。分析了集肤效应、涡流损耗以及储油柜材料等因素对LB6-35电流互感器温升的影响。研究结果表明∶1)集肤效应、涡流损耗和储油柜材料都会对电流互感器的温升产生影响,使其温度升高;2)上述三种影响因素中,集肤效应对温升影响最大,涡流损耗次之,材料影响最小。     

高压直流传变系统中一次电流传感器的实现

介绍了一种基于"分流器+光纤传输"技术的高压直流电流传变系统。与利用铁芯线圈电磁效应的传统直流测量系统原理不同,该系统利用分流器测量直流电流,在高压侧把测量信号转换为光信号,利用光纤将信号从高压侧传输到低压侧,既克服了传统测量暂态性、抗饱和能力较差的缺点,又很好地解决了高低压侧之间的信号隔离问题。由分流器、导电连接等元件组成的一次电流传感器是该系统的关键组件,由于分流器输出为极易受干扰的毫伏级电压信号,在分析了温升、集肤效应、膨胀应力和结构设计等因素对测量精度所造成的影响后,提出了一次电流传感器的实现方案。最后,通过建模仿真和试验验证了该方案设计合理,精度、温升等主要指标满足我国高压直流传变系统的需求。     

计及TA传变特性的输电线路行波故障定位研究

研究了电流互感器非理想传变特性引起的行波信号畸变和对行波故障定位的影响。建立了电流互感器的高频电路模型，并由实验确定了电路模型参数，然后根据该模型对二次侧的畸变电流进行校正以逼近一次侧电流，从而减小由电流互感器非理想传变特性引入的误差。数字仿真和实验结果表明，该方法可有效地校正电流互感器引起的行波信号畸变和误差，提高行波故障定位的精度。     

基于规化求解法的电流互感器仿真

电流互感器饱和问题一直是影响保护正确动作的关键问题,所以需要对电流互感器饱和情况进行深入的研究,分析二次电流波形。选用一种拟合直流磁化曲线的数学函数,运用规化求解的方法建立电流互感器的仿真模型,并据此比较不同性质的二次负荷、剩磁和磁滞效应对电流互感器传变的影响,分析这些传变对继电保护的危害。所提出的规化求解法方便地解决了铁磁非线性仿真问题。     

基于规化求解法的电流互感器仿真

电流互感器饱和问题一直是影响保护正确动作的关键问题,所以需要对电流互感器饱和情况进行深入的研究,分析二次电流波形.选用一种拟合直流磁化曲线的数学函数,运用规化求解的方法建立电流互感器的仿真模型,并据此比较不同性质的二次负荷、剩磁和磁滞效应对电流互感器传变的影响,分析这些传变对继电保护的危害.所提出的规化求解法方便地解决了铁磁非线性仿真问题.     

直流偏磁下电流互感器误差特性分析

直流偏磁会改变计量用电流互感器(TA)的传变特性,影响仪表测量、电能计量的准确性。通过建立等效电路模型,仿真直流偏磁前后励磁电流波形变化情况,定性分析出直流偏磁电流造成TA误差增大。基于TA电磁关系方程,利用全波傅里叶算法导出了TA传变误差的解析表达式。仿真算例验证了理论分析结果的正确性,定量给出了不同因素和直流偏磁共同作用下TA的三维误差曲线,表明比差、角差随直流偏磁电流的增大而增大,为计量用TA的设计和参数整定提供了科学依据。     

不同负载特性下的全工况电流互感器仿真研究

电磁式电流互感器磁滞建模是分析电磁式电流互感器传变特性的重要理论工具.本文详述了Jiles-Atherton模型磁滞建模的数学机理,依据电磁式电流互感器等效电路图推导出励磁电流时域微分方程,基于Jiles-Atherton模型与励磁电流时域微分方程建立电磁式电流互感器仿真模型,利用Simulink编程实现电磁式电流互感器磁滞建模,在磁心处于线性、饱和工况以及二次侧搭载不同负载的情况下进行仿真,电流传变仿真结果表明论文模型能够正确表征电磁式电流互感器在实际运行中一二次电流存在相位差的传变误差特性以及二次侧不同负载时的传变规律,为电流互感器应用设计及故障分析提供理论依据.     

直流单极-大地方式谐波特性及其对交流保护影响的分析

直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网继电保护产生影响的根源在于直流偏磁导致电力变压器谐波以及电流互感器传变特性的变化,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序对直流偏磁下的变压器谐波特性以及保护用电流互感器传变特性进行了全面的仿真分析,得出相应的变化规律与特点,并以此为基础分析和评估了直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网保护的影响。     

直流单极-大地方式谐波特性及其对交流保护影响的分析

直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网继电保护产生影响的根源在于直流偏磁导致电力变压器谐波以及电流互感器传变特性的变化,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序对直流偏磁下的变压器谐波特性以及保护用电流互感器传变特性进行了全面的仿真分析,得出相应的变化规律与特点,并以此为基础分析和评估了直流输电系统单极-大地运行方式对交流电网保护的影响.     

糯扎渡直流送端普洱换流站孤岛方式谐波阻抗计算研究

从直流换流站交流母线向系统看入的系统谐波阻抗是交流滤波器设计的基础条件,据此分析了直流换流站谐波阻抗计算时发电机及升压变电阻集肤效应的影响。结果显示,直流联网方式谐波阻抗计算时近区发电机及升压变电阻集肤效应可以忽略,而直流孤岛方式谐波阻抗计算时集肤效应显著,需要顾及。