本文關(guān)鍵詞：計量用電流互感器的傳變特性及對電能計量的影響研究

  更多相關(guān)文章： 電流互感器 傳變特性 電能計量 J-A磁滯理論 動態(tài)負(fù)荷

【摘要】：功率器件與電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,造成了大量的諧波、間諧波以及沖擊性、非周期和高動態(tài)信號,這對電能計量形成新的挑戰(zhàn)。電流互感器是計量裝置的重要一環(huán),復(fù)雜信號下的傳變特性將直接影響到電能計量的準(zhǔn)確性。然而,目前對于對電流互感器的傳變特性及其對電能計量的影響還缺乏系統(tǒng)性的研究。論文圍繞該問題,開展了以下研究。論文研究了幾種常見電流互感器建模方法,發(fā)現(xiàn)J-A磁滯模型能夠反映復(fù)雜信號下電流互感器傳變特性,并因此作為電流互感器的模型。針對J-A模型的不足之處進行了改進,采用微分進化算法對J-A模型的參數(shù)進行識別,建立了改進的JA靜態(tài)磁滯模型。推導(dǎo)了電流互感器一次側(cè)和二次側(cè)之間的傳變特性方程,結(jié)合JA磁化理論下磁芯的靜態(tài)磁滯模型,建立了電流互感器的數(shù)值模型。論文采用ds PACE仿真平臺搭建了半實物仿真實驗平臺。通過該平臺研究了含直流分量下電流互感器的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)過程。同時仿真分析了改進J-A模型在直流分量存在的情況下的磁滯回線曲線及傳變特性,發(fā)現(xiàn)與實際測量的結(jié)果相吻合,驗證了模型的正確性。此外,論文還分析了含直流情況下電流互感器對電能計量的影響,研究發(fā)現(xiàn),在含有直流的情況下,電流互感器的非線性特性將導(dǎo)致基波電能的減小及諧波電能增大。論文運用單一頻率法與疊加單次諧波法研究了電流互感器的頻率特性。研究發(fā)現(xiàn),兩種測試方法結(jié)果相似,說明了頻率的改變不足以使電流互感器由線性區(qū)進入非線性區(qū),由此提出了疊加多次諧波法,實現(xiàn)了電流互感器的頻率特性高效測量。根據(jù)電流互感器的等效電路模型,推導(dǎo)出電流互感器的傳遞函數(shù)。另外,論文還從理論和實際數(shù)據(jù)兩個方面,分析了諧波負(fù)荷下電流互感器對電能計量的影響,表明在實際諧波負(fù)載下,由于諧波比差及功率因數(shù)角的影響,導(dǎo)致諧波功率誤差比諧波比差增大了10倍左右。論文對工程信號進行了分析,歸納了幾種常見的動態(tài)負(fù)荷模型,研究了不同動態(tài)負(fù)荷下電流互感器的傳變特性,采用復(fù)合誤差量化了傳變誤差。此外,用實際數(shù)據(jù)分析了動態(tài)負(fù)荷下電流互感器對電能計量的影響,證實了在動態(tài)負(fù)荷下由電流互感器引起的誤差已不可忽略。
【關(guān)鍵詞】：電流互感器 傳變特性 電能計量 J-A磁滯理論 動態(tài)負(fù)荷
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM452;TM933.4
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 電流互感器的建模研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 不考慮磁滯的電流互感器模型8-9
• 1.2.2 考慮磁滯的電流互感器模型9-10
• 1.3 電流互感器的傳變特性研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 含直流分量下電流互感器的傳變特性研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 諧波負(fù)荷下電流互感器的傳變特性研究現(xiàn)狀11
• 1.3.3 動態(tài)負(fù)荷下電流互感器的傳變特性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 電流互感器對電能計量的影響研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 2 基于改進J-A磁滯理論的電流互感器建模16-28
• 2.1 J-A磁滯理論16-20
• 2.1.1 非磁滯磁化模型16-17
• 2.1.2 經(jīng)典J-A靜態(tài)磁滯模型17-18
• 2.1.3 改進的J-A靜態(tài)磁滯模型18-20
• 2.2 J-A參數(shù)識別20-25
• 2.2.1 B-H曲線測量電路與原理20-22
• 2.2.2 基于微分進化算法的J-A參數(shù)優(yōu)化算法22-25
• 2.3 基于改進的J-A靜態(tài)磁滯理論的CT數(shù)值模型25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 含直流分量下電流互感器的傳變特性及對電能計量的影響28-46
• 3.1 理論分析及數(shù)值模型28-30
• 3.2 電流互感器傳變特性半實物仿真實驗平臺30-33
• 3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖30-31
• 3.2.2 測量電路圖31-32
• 3.2.3 誤差計算方法32-33
• 3.3 實驗測試信號的設(shè)計33-36
• 3.4 實際電流互感器的傳變特性36-40
• 3.4.1 含直流分量下電流互感器的暫態(tài)過程36-38
• 3.4.2 含直流分量下電流互感器的穩(wěn)態(tài)過程38-40
• 3.5 J-A仿真模型的傳變特性40-42
• 3.6 含直流分量下電流互感器對電能計量的影響42-45
• 3.7 本章小結(jié)45-46
• 4 諧波負(fù)荷下電流互感器的傳變特性及對電能計量的影響46-62
• 4.1 某電流互感器的頻率特性實測46-51
• 4.1.1 單一頻率法46-48
• 4.1.2 疊加單次諧波法48-51
• 4.1.3 疊加多次諧波法51
• 4.2 基于傳遞函數(shù)的電流互感器頻率特性分析51-55
• 4.2.1 傳遞函數(shù)的理論推導(dǎo)51-53
• 4.2.2 基于傳遞函數(shù)的頻率特性測量53-55
• 4.3 諧波負(fù)荷下電流互感器對電能計量的影響55-61
• 4.3.1 電流互感器引起的諧波誤差理論分析55-56
• 4.3.2 諧波負(fù)荷下電流互感器對電能計量的影響實例分析56-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 5 動態(tài)負(fù)荷下電流互感器的傳變特性及對電能計量的影響62-72
• 5.1 動態(tài)負(fù)荷電流信號建模62-63
• 5.2 動態(tài)負(fù)荷下電流互感器傳變特性的仿真分析63-65
• 5.3 動態(tài)負(fù)荷下電流互感器對電能計量的影響實例分析65-71
• 5.3.1 綦江電鐵信號65-68
• 5.3.2 電動汽車脈沖充電信號68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 主要研究成果與結(jié)論72-73
• 6.2 后續(xù)工作展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-82
• 附錄82
• A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄82
• B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目82

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