采用任意波形电源测量互感器伏安特性的试验与计算方法，本发明专利技术建立了互感器的一种精确的等效电路，提出采用任意波形电源对互感器进行试验的方法，推导出一组计算公式。本发明专利技术的方法适用于对变压器、电抗器、互感器等具有铁芯和线圈结构的电力设备进行伏安特性试验，特别适合对互感器进行试验。应用本发明专利技术的等效电路、试验方法和计算公式，可以用简便的方法测量互感器的各种参数，比如：磁滞损耗电阻、基本磁化曲线、铁芯磁化回线簇等。利用上述参数，可以用任意频率下的试验数据推算工频的试验结果，推算结果与工频实测结果具有良好的一致性，具有试验简单便捷、安全的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力用互感器、电抗器、变压器进行伏安特性(或励磁特性)试验，特别适用于互感器的伏安特性试验。
技术介绍
互感器的性能对电力系统的计量、监控、继电保护、录波、测距均有影响，伏安特性试验是对互感器进行检测的重要手段，一般采用工频正弦波电源在互感器二次绕组施加电压的方法进行试验。随着超高压、特高压输电技术的发展以及大容量发电机组的广泛应用，发电厂和变电站的计量系统、监控系统、继电保护系统对互感器的性能提出了更高的要求，国际标准、国家标准中增加了一些新规格的互感器，以往的工频电源试验方法已不能满足试验需要，并且采用工频正弦波电源的试验方法的劳动强度、安全风险、设备容量都t匕较高° 为此，IEC60044-6 Requirements for protective current transformers fortransient performance推荐采用低频电源或直流电源对互感器进行伏安特性试验,但是由于没有对铁芯的磁滞损耗、涡流损耗进行必要地分析，这两部分带来的影响也不能被忽略，因而按照IEC60044-6推荐的方法往往不能得到正确的试验结果。目前，已有研究人员提出了采用低频变频电源测量铁磁元件伏安特性的试验方法和补偿计算方法，该方法的基本理论仍然基于IEC60044-6的低频电源试验法，此外还对铁芯的磁滞损耗和涡流损耗的影响进行了分析和计算，使得低频下的试验结果更加接近于工频试验结果。但是这种方法存在两个方面的问题①频率变化范围较大、输出容量大的正弦波电源的研发难度大，成本高，②对互感器的模型进行了一些简化，铁芯固有的非线性特征没有被充分考虑，导致试验结果具有差异。
技术实现思路
在这样的背景条件下，本专利技术的目的是提出了一种采用小功率和低电压电源测量互感器的伏安特性的试验方法和分析计算方法，这种方法也适用于变压器、电抗器具有铁芯和线圈结构的电力设备。这种试验方法的结果与工频(50Hz或60Hz)实测结果具有一致性。本专利技术提出了，其技术方案为I)将互感器的电磁关系用一个等效电路表达，该电路由主电感Lm、涡流损耗电阻R6、磁滞损耗电阻Rh三者的并联阻抗与二次绕组直流电阻Rrf串联而成，u(t)是试验时施加于二次绕组上的端电压，e(t)是二次绕组感应电势，ie(t)是涡流损耗的等效电流，ih(t)是磁滞损耗的等效电流，im(t)是流过Rh和Lm组成的并联支路的电流，iex(t)是励磁电流，P是有功功率，Pt是铁芯损耗；忽略绕组漏抗，上述参数满足式(I)、式(2);u(t) = iex(t) Rct+e (t)(I)iex(t) = im(t)+ie(t) (2)2)首先测量二次绕组直流电阻Ret，然后在二次绕组上施加电压，测量有功功率P、电压U、励磁电流iex ；用式⑴计算二次绕组感应电势e(t) = u(t)-iex(t) · Rct3)铁芯损耗由磁滞损耗和涡流损耗两部分组成，磁滞损耗Ph与频率成正比，涡流损耗Pe与频率的平方成正比，即式(3)、⑷、(5)成立；Pt = PH+PE(3)Ph = a . f(4)Pe = β · f2(5)4)采用任意波形的电源，对互感器二次绕组施加不同频率f\、f2的电压，使铁芯饱和，測量有功功率P1和P2、励磁电流iexl(t)和iex2(t)，按式(6)计算不同频率下的铁芯损耗 Pn、Pt2 ; Γ P Tl =P I- I 2exl Rat—o L Ρ 1=Ρι~1 ex2 尺ct(6)上式中Iex是励磁电流iex(t)的方均根值；5)铁损和频率满足式(7)的关系；对同一台互感器，在相同磁密下，α、β是常数，按式(8)求α、β的值； γρ ι =^-Z1 + / -/2<, IΡτ2= a ■ f2+ β· f22(7)=Ρ 1 · fl_ ニ Ρ'2 ニ fl "Z1 · /2(/2 - Z1) -< 、β = Ρτ2 づ' ~ Pn _ ゾ2(8) Z1 · /2(/2 - Z1)6)涡流损耗的等效电阻Re可以按式(9)计算； rル=為 β·Λ2 P2< 凡 2=っ,2 く 凡=八el 丁(9) 27)流过Rh和Lm组成的并联支路的电流im用式(10)计算； m(0= 4x(0- 4(0= 4x(0--f-— (10)Re8)对互感器进行退磁，使得铁芯剩磁通Vtl = O ;通过电源对互感器二次绕组施加频率恒定的电压，根据被试互感器的状況，电源输出的频率应合适，电源足以使互感器铁芯饱和，输出的波形可以不受限制；缓慢升高电压，最后使铁芯达到深度饱和，在此过程中，使用高速采样的仪器，测量并记录施加的电压瞬时值U(t)和励磁电流瞬时值iex(t)。按式(11)计算铁芯截面的磁链V (t)，根据电源输出频率的周期，找到UT⑴与im(t)的对应关系，以v(t)为纵坐标，iffl(t)为横坐标绘制图形，即为铁芯的磁化回线，根据输出电压的不同，可以得到磁通顶点不同的一簇磁化回线；权利要求1.，其特征是 1)将互感器的电磁关系用ー个等效电路表达，该电路由主电感Lm、润流损耗电阻Re、磁滞损耗电阻Rh三者的并联阻抗与二次绕组直流电阻Rrf串联而成，u (t)是试验时施加于ニ次绕组上的端电压，e(t)是二次绕组感应电势，ie(t)是涡流损耗的等效电流，ih(t)是磁滞损耗的等效电流，im(t)是流过Rh和Lm组成的并联支路的电流，iex (t)是励磁电流，P是有功功率，Pt是铁芯损耗；忽略绕组漏抗，上述參数满足式(I)、式(2); u(t) = iex(t) · Rct+e (t)(I) iex(t) = im(t)+ie(t) (2) 2)首先測量二次绕组直流电阻Rc^然后在二次绕组上施加电压，測量有功功率P、电压 U、励磁电流； 用式(I)计算二次绕组感应电势 e(t) = u(t)iex(t) · Rct 3)铁芯损耗由磁滞损耗和涡流损耗两部分組成，磁滞损耗Ph与频率成正比，涡流损耗Pe与频率的平方成正比，即式(3)、(4)、(5)成立； Pt = Ph+Pe(3) Ph = a * f(4) Pe = β · f2(5) 4)采用任意波形的电源，对互感器二次绕组施加不同频率も、f2的电压，使铁芯饱和，測量有功功率P1和P2、励磁电流和iex2(t)，按式(6)计算不同频率下的铁芯损耗PT1、Ρτ2 ; Γ" P Tl =Ρ I- I 2exl Rat L P 2=Ρ2- I 2ex2 Rct( 6 ) 上式中Ira是励磁电流iex(t)的方均根值； 5)铁损和频率满足式(7)的关系；对同一台互感器，在相同磁密下，α、β是常数，按式⑶求α、β的值； Γ Ρτι = α ■ fi + β ■ fi P12 = a . f2 + β . fミ(7) r a = _ Il_ ニ ニ fi λ · Tm -ス) 、β ニ Ρτ2 づ1 ~ Pn _ ゾ2(8)/i · /2(/2 - /1) 6)涡流损耗的等效电阻R6可以按式(9)计算；全文摘要，本专利技术建立了互感器的一种精确的等效电路，提出采用任意波形电源对互感器进行试验的方法，推导出一组计算公式。本专利技术的方法适用于对变本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁仕斌，刘涛，王磊，钟尧，王任，陈勇，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司电力研究院，
类型：发明
国别省市：
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