【摘要】：電流互感器在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用,是用于連接電力網(wǎng)絡(luò)一次設(shè)備和二次設(shè)備的關(guān)鍵紐帶,對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行有著直接且重要的影響。電流互感器的飽和問(wèn)題是繼電保護(hù)安全性的一大考驗(yàn)。當(dāng)鐵芯飽和時(shí)電流產(chǎn)生畸變,二次側(cè)保護(hù)設(shè)備不能正確獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行信息。電流互感器暫態(tài)過(guò)程復(fù)雜,受多種因素影響。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),飽和現(xiàn)象很有可能造成繼電保護(hù)的誤動(dòng)或拒動(dòng),因此研究抗飽和措施和通過(guò)飽和前的故障信息及飽和后電流波形對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能識(shí)別,保證繼電保護(hù)裝置能夠正常運(yùn)行具有十分重要的意義。本文首先從電流互感器鐵芯的構(gòu)成和原理入手,通過(guò)數(shù)學(xué)模型分析了電流互感器的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性,著重對(duì)鐵芯的暫態(tài)飽和特性進(jìn)行了分析。為了解決J-A理論中,磁滯回線存在非物理解的問(wèn)題,在動(dòng)態(tài)損耗和靜態(tài)損耗兩方面進(jìn)行了改進(jìn)。相比于改進(jìn)前的J-A模型,可以更好的反應(yīng)鐵芯的飽和特性和暫態(tài)特性。通過(guò)龍格-庫(kù)塔法提高了求解速度,并通過(guò)仿真驗(yàn)證了改進(jìn)后模型的優(yōu)越性。搭建UMEC變壓器模型驗(yàn)證了飽和特性研究的必要性,在此基礎(chǔ)上搭建了基于J-A理論的仿真模型,以此來(lái)分析各個(gè)因素對(duì)二次側(cè)電流波形的影響。通過(guò)建立電流互感器的仿真模型,對(duì)其穩(wěn)態(tài)飽和特性和暫態(tài)飽和特性進(jìn)行了分析,并針對(duì)具體情況分析了電流畸形的波形和對(duì)繼電保護(hù)的不利影響。而后建立電力系統(tǒng)的仿真模型,分析了不同情況下的二次側(cè)的電流波形。分析了畸變波形對(duì)電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響,提出了抗飽和措施。通過(guò)不同參數(shù)下的電流互感器的二次側(cè)電流波形數(shù)據(jù),建立了隨機(jī)森林模型,對(duì)不同類型的故障進(jìn)行識(shí)別,取得了良好的效果。通過(guò)本文研究,使差動(dòng)保護(hù)模型和隨機(jī)森林模型相結(jié)合。隨機(jī)森林模型可在一定范圍內(nèi)識(shí)別不同參數(shù)電流互感器飽和后的二次電流波形,判斷出故障類型。通過(guò)仿真驗(yàn)證,隨機(jī)森林模型在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中可以提取出電流波形中的有效信息,可以100%的識(shí)別不同類型的故障,可以對(duì)電流互感器飽和前后的波形進(jìn)行智能識(shí)別,從而確認(rèn)故障類型,對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的實(shí)用價(jià)值。圖[39];表[3];參[67]
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM452;TM773
【圖文】：

Z 表示負(fù)荷阻抗。 圖2-1 電流互感器基本電路 Fig.2-1Current transformer basic circuit 由圖可以看出一次側(cè)和二次側(cè)之間只存在磁路的聯(lián)系。若一次側(cè)額定情況下工作，二次側(cè)空載運(yùn)行時(shí)，可以等效看為一個(gè)電抗器。一次側(cè)電壓降與鐵芯的變化率成正比。二次側(cè)產(chǎn)生的磁通會(huì)與一次側(cè)磁通相互抵消。若忽略剩磁、漏磁、鐵芯飽和等情況，一次側(cè)和二次側(cè)電流之比滿足（2-1）。 1 22 1I NkI N （2-1）

性[38]，通過(guò)圖3-1進(jìn)行分析。 圖3-1 偶極子磁化曲線 Fig.3-1 Dipole magnetization curve Preisach函數(shù)是偶極子的分布密度函數(shù)，通過(guò)μ（ α ，β ）表示，該函數(shù)為二元函數(shù)。偶極子正向翻轉(zhuǎn)閾值使用α來(lái)表示，反向閾值使用β 來(lái)表示。該函數(shù)具有如下性質(zhì)： （1）若α β，則μ（ α ，β ）為0。 （2）若αsat H或αsat H,則μ（ α ，β ）為0。 （3）μ（ α

圖3-2 Preisach函數(shù)圖 Fig.3-2 Preisach function diagram 以得到磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系如（3-1）所示。 B H , ,s sS SB d d B d d 3-2 中，S 區(qū)域表示處在sB 狀態(tài)的偶極子，S 區(qū)域表示處在s B狀態(tài)的偶表示S 區(qū)域和S 區(qū)域的分界線,B和H皆為標(biāo)量[39]。 鐵芯內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度增加時(shí)，偶極子若滿足處于s B狀態(tài)且α H，則會(huì)發(fā)行于 AB 線的直線將向右進(jìn)行平移，在過(guò)程中方向?yàn)橛蒘 區(qū)域變?yōu)镾 區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度減小時(shí)，若滿足處于s B狀態(tài)且α H，圖中平行于 BC 的直線移，在過(guò)程中方向?yàn)橛蒘 區(qū)域變?yōu)镾 區(qū)域。 據(jù)模型中磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響，即S 區(qū)域與S 區(qū)域面積的大小對(duì)的關(guān)系，才是該理論仿真磁化過(guò)程的核心。一般鐵芯的磁化建模包括以下幾1）鐵芯的磁化建模

【參考文獻(xiàn)】

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