空气缝隙对抗直流分量电流互感器影响研究

现代的电力系统中的交流电难以避免地会存在直流分量,直流分量导致交流电能计量误差,影响电能公平计量。抗直流分量电流互感器可在实现直流分量存在时的交流电流准确测量,但是其复合磁芯工作在大电流的情况下容易饱和。文中通过Ansys Maxwell对抗直流分量电流互感器的复合磁芯建模并引入空气缝隙,分析了对其工作的线性范围影响以及气隙的大小对抗直流分量电流互感器的影响。研究结果表明,空气缝隙有助于改善复合磁芯的线性工作范围,扩大正常工作时的线性电流范围,增强互感器的抗饱和能力。

直流偏磁条件下电流互感器的传变特性

直流偏磁现象会改变电磁式电流互感器(current transformer,CT)的传变特性,影响继电保护可靠性和电能计量的公平性。通过建立等效电路模型,利用电磁关系方程推导剩磁和偏磁对保护用CT起始饱和时间影响的定量数值关系;利用谐波平衡原理获得了偏磁条件下计量用CT传变误差的解析表达式。分析表明,直流偏磁将加速保护用CT的饱和(达若干ms),且偏磁电流越大CT饱和越快;同时,直流偏磁可使计量用CT的角差和比差增大,导致计量结果失真。仿真算例验证了理论分析结果的正确性。该研究结果为保护用CT的选择、继电保护的整定以及计量用CT的使用提供了参考依据。

直流偏磁和剩磁同时作用下保护用电流互感器的暂态特性研究

电力系统中电磁式电流互感器的暂态特性关系系统的安全稳定运行,通过建立直流偏磁条件下电流互感器的等效电路模型,利用基本电磁关系方程导出了剩磁和偏磁对保护用CT起始饱和时间和暂态饱和系数影响的定量数值关系。分析表明,直流偏磁将加速保护用CT的饱和,且偏磁电流越大互感器饱和越快。同时,剩磁与偏磁共同作用使得暂态饱和系数增大,如不考虑其变化,选择的CT可能不能满足偏磁条件下系统对CT的要求。通过仿真验证了理论分析结果的正确性。该研究为保护用CT的选择、继电保护的整定提供了参考依据。

直流偏磁对电流互感器性能影响的研究

阐述了直流偏磁对电磁式电流互感器(CT)的传变特性的影响。对CT中直流偏磁产生的原因和途径进行了介绍,并通过建立等效模型、电磁关系方程及试验验证对偏磁对CT的影响进行了分析。结果表明,直流偏磁使计量用CT的误差曲线向负移动,并加速了保护用CT的起始饱和时间;最后通过仿真验证了理论分析结果的正确性。对计量和保护用CT的选择和使用提供了参考依据。

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。

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。

地铁杂散电流引起变压器直流偏磁抑制方法

针对城市地铁运行时泄漏的杂散电流会引起沿线变压器直流偏磁问题,提出一种基于碳化硅PiN二极管的偏磁抑制方法。首先,建立杂散电流分布模型并采集现场地电位实测数据,明晰了地铁运行下城区整体大地电位的数值分布特点。然后利用碳化硅PiN二极管在直流电压和故障电流下的电压阻断能力及电流导通特性,提出了基于碳化硅PiN二极管的变压器直流偏磁抑制电路结构与工作流程。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了城市电网110kV变电站主变直流偏磁仿真模型,验证了偏磁抑制方法故障电流导通能力和偏磁直流抑制效果。仿真结果表明:电网故障时,偏磁抑制方法瞬时导通,继电保护迅速动作跳闸;变压器实施偏磁抑制后,中性点直流电流被阻隔,磁滞回线、一次侧绕组电流及励磁电流畸变率降低,直流偏磁得到有效抑制。

直流偏磁对电流互感器暂态传变特性的影响

高压直流输电和地磁感应电流引起的直流偏磁现象日趋严重,分析其对电流互感器暂态传变特性的影响十分必要。通过建立等效分析模型,针对直流偏磁及故障起始角对于电流互感器暂态传变特性,特别是对起始饱和时间的影响进行了详细的推导和分析。通过MATLAB程序对某实际电网中运行的电流互感器暂态传变特性参数进行计算,得出偏磁电流大小与起始饱和时间、二次电流的基波和2次谐波的定量关系。分析结论为了解电流互感器在偏磁条件下的工作状况以及继电保护装置的整定提供了参考。

直流偏磁条件下高精度微型电流互感器的传变特性

高精度微型电流互感器(CT)是高端智能电力仪表常用的前端取样器件,其传变特性受直流偏磁的影响。以 0.02 级微型电流互感器为例,通过实验数据来定量分析直流偏磁对 CT 传变特性的影响。研究表明,CT 传变特性受直流偏磁的影响,这种影响随直流偏磁电流的增大而增大;角差随直流偏磁电流的增大而向正方向变化,随直流偏磁电流的增大而呈非线性快速增长;当直流偏磁电流超过微型电流互感器一次侧交流电流有效值的 2%时,比差超出 0.02 级 CT 比差误差限值。直流偏磁将导致仪表测量偏小。

地铁杂散电流对变压器直流偏磁的影响分析

地铁运行过程中泄漏的杂散电流引起地电位波动变化,易导致附近接地变压器出现直流偏磁现象。为解决此类问题,首先,建立了地铁运行等值电阻网络模型,实现杂散电流实时数值计算;然后,进一步推导了杂散电流场位方程,实现地铁机车运行时附近大地电位空间分布的动态模拟;最后,基于杂散电流引起的大地电位分布结果与交流电网的等效直流电阻模型,实现接地变压器偏磁直流和励磁电流的数值计算,建立中性点直流量和波形畸变率偏移度评判指标,可有效评估变压器直流偏磁程度。仿真结果表明,机车运行工况及机车间距对变压器直流偏磁影响明显,制定合理的地铁运行策略可有效削弱附近变电站直流偏磁干扰。

直流偏磁与剩磁对测量用电流互感器影响的实验与分析

直流偏磁与剩磁的存在会改变测量用电流互感器在铁心磁化曲线上的工作点，直接影响电能计量与测量的准确性。提出了一种基于三参数正弦曲线拟合算法的比差、角差测量方法，并通过实验分析了直流偏磁与剩磁对测量用电流互感器误差特性的影响。实验数据表明，直流偏磁与剩磁都会使比差和角差向着不同的方向增大，而且当直流偏磁与剩磁同方向同时存在时误差将会远远超过规定的限值，从而导致电能计量与测量的结果出现较大偏差。

抗直流偏磁电流互感器在低压系统中的研究与应用

在直流偏磁的影响下,电流互感器铁芯趋于饱和,其误差往负方向偏移,导致电能计量装置少计电量,有悖于电量交易的公正、公平。本文论述了直流偏磁对电流互感器产生影响的原理和相关试验验证,详细阐述了抗直流偏磁电流互感器的原理和相关试验验证,并应用于低压系统现场,取得了良好的效果。

直流偏磁对计量用电流互感器传变特性的影响分析

探讨了计量用电流互感器的测量误差与铁芯材料饱和磁感应强度之间的关系,分析了直流偏磁对计量用电流互感器误差的影响,研究了直流偏磁会加速计量用电流互感器饱和,且饱和速度与偏磁电流大小成正比。

抑制电流互感器直流偏磁的电流注入法

为了抑制电流互感器中的直流偏磁,根据推导出的二次侧2次谐波电流与一次侧直流偏磁的数值关系,提出了在二次侧注入反向直流电流的抑制方法。该方法根据互感器二次侧2次谐波电流的相角及其幅值产生电压信号,控制压控电流源产生补偿电流。补偿电流通过互感器多余抽头注入一次侧补偿绕组产生反向磁场,实现抑制直流偏磁效果。设计了具体电路并进行实验验证,结果表明电流注入法可以有效地抑制直流偏磁,并分析了互感器二次负载、一次侧交流电及偏磁量对补偿效果的影响。

计及直流偏磁的电流互感器传变特性对差动保护的影响

由地磁感应电流(GIC)/高压直流输电单极大地回路运行方式引发的直流偏磁会对电磁式电流互感器(TA)的传变特性产生影响,计及直流偏磁影响的TA饱和与无偏磁时相比具有一定的特殊性,会对变压器差动保护产生影响。通过构建考虑直流偏磁的交流系统仿真模型,研究了TA起始饱和时间受直流偏磁的影响及其对变压器差动保护的影响。指出了直流偏磁是TA局部暂态饱和的诱因之一,并通过对直流偏磁条件下和应涌流的仿真研究,分析了TA局部暂态饱和对变压器差动保护的影响。研究结果表明,直流偏磁可能会加速TA饱和,防止区外故障TA饱和引起差动保护误动的时差法判据将受到考验;而直流偏磁诱发的TA局部暂态饱和则可能引起变压器差动保护的误动。

特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制策略研究

常规的特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制方法主要使用CDEGS软件确定电流抑制修正关系,易受接地极电位差变化影响,导致不同测点的偏磁电流过高,因此需设计一种特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制策略。根据地质构造及断裂关系生成特高压直流接地极选址流程,设计受端电网结构偏磁电流抑制算法,从而完成特高压直流接地极选址及受端电网结构偏磁电流抑制。实验结果显示设计的直流接地极选址及电网结构偏磁电流抑制策略的各个测点的偏磁电流较小,表明该策略抑制效果较好、可靠性高,有一定的应用价值。

磁阀式电流互感器抗直流特性研究

磁阀式电流互感器(MVCT)气隙中的磁场传感器输出能够反映铁芯磁场强度与励磁电流的变化,因此在一定范围内能补偿畸变的二次电流,但已有研究缺乏理论分析与实验验证。在已有研究的基础上详细分析了MVCT的3种工作状态,推导了MVCT的等效磁化曲线与直流测量特性,使用温度特性好且灵敏度高的隧道磁阻(TMR)传感器进一步提高了补偿信号的补偿效果,并进行了直流电流、全波带直流偏磁、正弦半波电流与暂态电流的仿真与测量实验。仿真与实验结果表明,使用TMR传感器的MVCT同时具有测量直流电流、补偿电流互感器因直流偏磁电流而造成的稳态饱和与暂态饱和的能力。

直流偏磁下电流互感器测量特性分析

电流互感器作为电力系统的基本测量单元,其性能对电能计量的准确性有重要影响。随着非线性负荷和绿色能源的大量接入,供电线路电流中出现的直流分量可能严重影响电流互感器的测量准确性,甚至会造成电流互感器铁芯饱和。因此,十分必要对直流偏磁下电流互感器的测量准确性进行评估。文章基于对电流互感器电磁物理特性的分析,建立了存在直流偏磁下表征电流互感器测量特性的解析模型,推导出了电流互感器测量准确性与安匝数、铁芯尺寸、铁芯材料、二次负荷等参数之间的关系式,并对所建模型进行仿真验证得到的结果,对直流偏磁下电流互感器的测量特性进行了讨论。

直流偏磁对计量用电流互感器的性能影响分析

通过电流互感器(current transformer,CT)的T型等效模型推导出了计量用CT的误差与铁芯磁导率之间的关系,并通过铁磁性能实验得到了在直流偏磁下电感与铁芯磁导率之间的变化规律。设计交直流混合实验方法模拟真实的直流偏磁现象,通过实验数据分析直流偏磁对计量用CT误差的影响。结果表明,直流偏磁没有改变铁芯饱和特性,随着直流偏置量的增加,比差整体往负方向偏移,角差整体往正方向偏移,CT二次侧的谐波分量增加,偶数次谐波分量的增加尤为明显。

直流偏磁对电流互感器的作用机理研究

为深入研究直流偏磁对电流互感器(CT)的作用机理,首先介绍了Preisach仿真方法的原理及实现方法。在利用CT校验仪验证仿真方法的正确性之后,通过对直流偏磁、铁心材料、二次负荷等因素综合作用下的CT传变特性进行仿真分析,揭示了直流偏磁对CT的作用机理。文章提出的仿真方法可用于揭示CT在现有偏磁水平下的误差变化规律,以保证电网的计量公平性和运行安全。