電流傳感技術是影響智能電網(wǎng)發(fā)展的關鍵技術之一。傳統(tǒng)的P類電流互感器若在運行中飽和可能會引起繼電保護裝置的不正確動作,極大威脅電網(wǎng)的安全運行,而現(xiàn)有的新型電流傳感技術因成本和使用環(huán)境等原因限制了其推廣應用。為此提出了磁閥式電磁型電流互感器,通過理論計算分析將其工作狀態(tài)分為線性工作狀態(tài)、部分飽和工作狀態(tài)和飽和狀態(tài),建立了仿真模型進行其穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電流波形的測量特性的分析,并通過仿真和實驗予以驗證。該電流互感器采用帶磁閥結(jié)構(gòu)的鐵芯和磁場傳感器,提高了抗飽和能力,主要結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的電磁式電流互感器類似,組成部件容易獲取,成本低,具有較好的工程實際應用價值。 

【文章來源】：高電壓技術. 2020年09期 北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

磁閥式電磁型電流互感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1Circuitstructurediagramofmagnetic-valveelectro-

一種經(jīng)濟有效的方法解決鐵芯飽和所帶來的問題極具現(xiàn)實意義。因此，本文提出了磁閥式電磁型電流互感器，改善了P類電流互感器鐵芯易飽和導致測量電流畸變的問題，擴大了穩(wěn)態(tài)測量范圍，同時通過在磁閥處加入磁場傳感器，使之直接測量能夠反映主磁通的氣隙磁通，對鐵芯飽和時的二次畸變電流進行正確的補償，從而準確測得一次側(cè)電流的波形，使其具備測量任意波形的能力。1磁閥式電磁型電流互感器基本原理1.1裝置結(jié)構(gòu)組成磁閥式電磁型電流互感器裝置的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，其所采用的半開口閉合鐵芯結(jié)構(gòu)如圖2圖1磁閥式電磁型電流互感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1Circuitstructurediagramofmagnetic-valveelectro-magneticcurrenttransformer圖2半開口鐵芯示意圖Fig.2Schematicdiagramofhalfopenironcore所示。其中N1、N2分別為一、二次繞組匝數(shù)，R1、R2分別為采樣電阻和標準電阻。在圖1中，裝置包含半開口閉合鐵芯、磁場傳感器、一次繞組、二次繞組、信號處理模塊和標準電阻。其中，一次繞組及二次繞組分別纏繞在半開口閉合鐵芯上，二次繞組兩端接標準電阻，標準電阻的兩端連接到信號處理模塊，一次繞組的兩端作為信號輸入端。磁場傳感器置于半開口閉合鐵芯的開口中，用以測量氣隙中的周向磁場，并將測量到的磁場信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘�，傳感器輸出端連接到信號處理模塊。信號處理模塊將二次負載上的電壓信號與磁場傳感器輸出的電壓信號進行一定比例的總加，輸出與一次電流信號成比例的電壓信號，即為磁閥式電磁型電流互感器的輸出。在圖2中，半開口閉合鐵芯(磁閥結(jié)構(gòu))在鐵芯高度方向上的開口數(shù)量為1個或多個，開口總長度為鐵芯長度的0%~100%，l1為

3160高電壓技術2020,46(9)圖13二次電流波形對比Fig.13Comparisonofsecondarycurrentwaveform形，磁閥式電磁型電流互感器的二次電流波形具有以下特點：1）飽和的時間區(qū)間更寬。磁閥結(jié)構(gòu)的截面積較小，在一次電流增大時會先進入飽和，使二次電流波形發(fā)生畸變。2）飽和時二次電流具有更大的數(shù)值。磁閥結(jié)構(gòu)的存在使得鐵芯在一次電流較大時，依次分段進入飽和。磁閥段進入飽和時，由于作用在磁閥兩端的磁壓降較小，二次電流不會出現(xiàn)“斷崖”式下跌。3暫態(tài)短路電流測量仿真分析電力系統(tǒng)運行過程中常常會發(fā)生短路事故，含有大量非周期分量的短路電流才是對電流互感器測量性能的重大考驗。因此，本章將對磁閥式電磁型電流互感器測量電力系統(tǒng)暫態(tài)短路電流的測量性能進行研究，并通過仿真進行驗證。系統(tǒng)的一次時間常數(shù)設置為tp=175.894ms。電流互感器參數(shù)設置如表2所示，k默認為0.5，將仿真時間設置為1.0s。當設置全偏移電流中正弦分量幅值為100A時，普通電流互感器鐵芯未發(fā)生飽和，磁閥式電流互感器處于線性工作狀態(tài)，兩者的鐵芯中磁感應強度B0和二次電流i2分別如圖14(a)和14(b)所示。可見，此時兩者均能夠正確傳變一次電流，鐵芯中的磁場強度逐漸波動上升。當設置全偏移電流的正弦分量幅值為500A時，普通電流互感器鐵芯已經(jīng)進入飽和，磁閥式電流互感器處于部分飽和工作狀態(tài)，二者的鐵芯中磁感應強度B0和二次電流i2分別如圖15(a)和15(b)所示，此時磁閥式電磁型電流互感器氣隙中的磁場強度如圖16所示。在0.3s左右，普通電流互感器鐵芯發(fā)生了飽和。其二次電流波形發(fā)生“塌陷”。在隨后的近0.4s內(nèi)，鐵芯反復進入

【參考文獻】：
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本文編號：2936257