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电容式电压互感器的工作原理是怎样的测量的

更新时间:2023-05-28 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

电容式电流互感器(CVT—)以其独特的优点在电力系统中得到越来越多的应用。 而且,由于其工作原理的特殊性,国家标准GB/-1993《电网电能质量纹波》明确规定CVT不能用于纹波检测,随着非线性负载逐渐减小,纹波电流检测已经成为电力行业保障稳定运行的必要要求,形势的发展催生了对纹波电流进行准确检测的需求。LZT物理好资源网(原物理ok网)

现有技术中存在一种纹波检测偏差校正装置,包括纹波形成、高压形成、精确值输出、实测CVT输出、数据处理、结果输出几个主要部分。 在对CVT设备进行了纹波传递特性实验后,借助实测的纹波传递特性曲线实现了纹波检测的校准。该装置看似能够实现纹波检测的精确校准,但是有一个问题是每个CVT装置都必须单独标定,工作量大。 实际应用难度大,存在成本高、效率低、速度慢等缺点。LZT物理好资源网(原物理ok网)

现有技术是在传统电容式电流互感器的基础上,在低压端改装电容分压器作为纹波检测的检测装置,实现对纹波电流信号的分析检测。 这种方法的一个固有缺陷是必须修理CVT。 从理论上讲,它是对CVT检测原理的颠覆性改变。 它有点类似于电子变压器的工作原理,其制造和设计成本将不再具有CVT的特点。 但由于CVT内部新元素减少,其安全性无法评估和预测。 可以说,对现有CVT应用进行改造并不容易,存在结构复杂、成本高、可靠性存在隐患等缺陷。 .LZT物理好资源网(原物理ok网)

现有技术中,将两个电压传感器置于CVT内部,通过数据采集卡分别采集流过CVT高压电容C1和低压电容C2的电压信号。 然后通过纹波分析程序对采集到的电压信号进行纹波分析,分析纹波后,通过估算电压与电流的关系,得到CVT电网侧的电流纹波。LZT物理好资源网(原物理ok网)

现有技术中也是对预设模型的等效电路器件参数进行拟合得到铁损幅值基频响应曲线和相位基频响应特性曲线,再根据其他模型的不同等效电路器件的参数在模拟上通过平移等方式调整曲线,实现标定。 该方法实际处理的是传输过程中由于结构参数(即:高压电容C1、中压电容C2、分压比k参数)不同而引起的传输特性的变化(如图1和图2所示) CVT制造。 较少考虑可操作性,但未充分考虑杂散电容的影响; 而且,理论分析和计算机仿真研究表明,CVT等效电路器件参数随温度变化的特性似乎对基波的传输特性影响很大,影响很小,但对基波的传输影响很大。纹波信号。 不考虑湿度影响的纹波检测和校准方法在实际特定应用中会导致温度服务有较大的附加偏差。 图3为温度变化引起后,传感器铁损和纹波相位差的变化,可见温度对CVT纹波电流的检测精度影响很大。 纹波频率越高,影响越严重,因此,在研究CVT纹波电流的准确检测方法时,必须考虑湿度对检测结果的影响。LZT物理好资源网(原物理ok网)

问题拆分LZT物理好资源网(原物理ok网)

该方法借助曲线拟合,得到离线条件下不同参数组合下的物理配准估计多项式,然后针对具体的CVT装置,采用人机对话的形式输入其标牌参数(实际参数) ) 进入 CVT 装置。 波标定装置,借助物理配准估计多项式得到任意参数在常温条件下的网络传递函数,即得到特定参数在常温条件下的CVT幅频曲线和相频曲线; 根据得到的CVT运行环境湿度,估算离线条件下得到的等效电路参数因温度变化引起的偏差,得到CVT幅频曲线和相频曲线随温度变化的修正曲线,得到CVT纹波实现。 准确校正检测浓度。LZT物理好资源网(原物理ok网)

问题解决了LZT物理好资源网(原物理ok网)

为达到上述技术效果,本发明的技术方案如下:LZT物理好资源网(原物理ok网)

一种基于配准法准确检测电容式电流互感器纹波电流的方法,包括以下步骤:LZT物理好资源网(原物理ok网)

S1:根据电容式电流互感器的等效电路模型,估算得到不同主电容参数值组合下满足基波检测精度要求的等效电路结构参数;LZT物理好资源网(原物理ok网)

S2:根据S1得到的等效电路结构参数,离线估算出不同主电容值组合下,室温下容性电流互感器各纹波网络传递函数的标定系数电流与电压成什么比,即相对于标定二次侧系数 输出得到的基本幅值信噪比响应曲线和信噪比响应曲线的校准系数;LZT物理好资源网(原物理ok网)

S3:考虑到电容式电流互感器由于制造参数的差异而导致的结构参数,采用二维线性配准的方式,在不同结构参数组合和不同水温条件下,得到实际待标定的电容式电流互感器。 各纹波电流传输特性的标定系数,使得可以从副边输出信号的快速傅立叶变换结果得到原边各纹波电压信号在室温下的标定值;LZT物理好资源网(原物理ok网)

S4:通过体温检测,通过一维线性配准实现不同水温条件下电流纹波的精确校准检测;LZT物理好资源网(原物理ok网)

所述步骤S1的具体过程为:LZT物理好资源网(原物理ok网)

根据电容式电流互感器生产规范标准GB/T4703-2001,电容分压器应满足耦合电容和电容分压器标准JB/T8169-1999的规定:选择分压电容单元时电容分压器,串联的任意一个电容单元的实测值与标称值之差不应超过标称值的-5%~+10%,串联的任意两个电容单元的实测电容值之比串联到两台机组的额定容量比值之差应不小于后者比值的5%,并确定容性电流互感器高压电容器C1和中压电容器C2的变化范围; 生成一系列数字,以组合的形式定义C1和C2的不同组合;LZT物理好资源网(原物理ok网)

在保证基波传输精度的前提下,由上述已知的高压电容C1和中压电容C2的组合,借助电容式电流互感器在谐振检测中的原理基波状态下,中间检波器的理论电感值LS,并考虑电容式电流互感器的制造特性,设定1.005LS作为补偿检波器的实际电感参数; 杂散电容、阻尼电路和负载参数均按照常规和额定运行参数设置; 从而得到电容式电流互感器在不同具体参数下的等效电路模型。LZT物理好资源网(原物理ok网)

进一步地,步骤S2的具体过程为:LZT物理好资源网(原物理ok网)

根据上述C1和C2的组合,通过步骤S1得到的参数配置,离线估算出容性电流互感器在常温标称参数条件下不同主电容值的参数组合,各时间的纹波传输为相对于 基本铁损-频响曲线和相移-频响曲线的标定系数,通过曲线拟合得到,得到不同参数组合条件下各纹波的频响标定系数曲面图。LZT物理好资源网(原物理ok网)

进一步地,在步骤S3中,获取待标定的实际电容式电流互感器的各纹波电流的传递特性标定系数的过程如下:LZT物理好资源网(原物理ok网)

1)根据电容式电流互感器铭牌参数的额定电容C1和实测分压比k,通过估算公式估算电容式电流互感器的高压电容C1和中压电容C2:求和C2=kCN;LZT物理好资源网(原物理ok网)

电流与电压成什么比_电压一定电流与电阻成什么比_电压和电流是相互存在的吗LZT物理好资源网(原物理ok网)

2)在给定参数的情况下,通过二维线性配准的方式,估计得到各纹波电流的输变比kh的值和相位偏移值,假设实际值C1 和 C2 介于 ( C1(1), C2(1), kh1), (C1(2), C2(1), kh2), (C1(1), C2(2), kh3), ( C1(2),C2(2),kh4)构成一个估计空间,其中取值范围四个顶点处的第h个纹波的电流输变比用khi表示电流与电压成什么比,相位偏斜为取值范围的四个顶点处的第h个波纹由 表示,kh的估计公式为:LZT物理好资源网(原物理ok网)

在,LZT物理好资源网(原物理ok网)

3) 电容式电流互感器副边输出的采样值,通过快速傅立叶变换及其标定配准算法估算,得到原边经电容式电流互感器(CVT)变换后的副边输出。每个纹波的幅度Ush和相位值LZT物理好资源网(原物理ok网)

4) 根据二次侧纹波电流值和得到的纹波传输铁损和相位偏移值,估算出原边纹波电流在室温下的实际校准电流值Uhc和相位值Φhc,其估计公式为:LZT物理好资源网(原物理ok网)

进一步地,步骤S4中通过物理配准实现任意温度条件下电流纹波的准确检测的具体过程为:LZT物理好资源网(原物理ok网)

1)、根据上述二维线性插值法,任意容性电流互感器的高压电容C1和中压电容C2的参数组合,常温条件下各纹波的实际标定电流值Uhc和相位可求得值Φhc;LZT物理好资源网(原物理ok网)

2)当温度变化时,等效电路的参数随温度变化,通过实际运行得到传输特性对各纹波参数随温度变化曲线的影响的离线仿真估计得到被测容性电流互感器各纹波电流的输电铁损和相位的空气温度标定系数λhb和λhx;LZT物理好资源网(原物理ok网)

3)由常温下的实际电流值Uhc和相位值Φhc,借助温度校准系数λhb和λhx,估算出任意工作温度下原边纹波电流的实际电流值Uht和相位值Φht . 估计公式为:LZT物理好资源网(原物理ok网)

与现有技术相比,本发明技术方案的有益疗效是:LZT物理好资源网(原物理ok网)

本发明的方法通过曲线拟合得到离线条件下不同参数组合条件下的物理配准估计多项式,然后针对具体的CVT装置,采用人机对话的形式输入其标牌参数(实际参数) into 纹波标定装置利用物理配准估计多项式得到任意参数在常温条件下的网络传递函数,即得到特定常温条件下的CVT幅频曲线和相频曲线参数; CVT运行环境的实测湿度,通过离线条件下得到的温度变化引起的等效电路参数偏差的估算,以及CVT幅频曲线和相频曲线随温度变化的修正曲线,实现CVT精确修正纹波密度检测。LZT物理好资源网(原物理ok网)

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