【摘 要】
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近些年,随着我国对电量的需求不断增加,电力系统的稳定性尤其重要。电流互感器作为电力系统中的常用设备,对于测量、保护以及计量电力系统中的设备有重要的作用。电流互感器铁心是由铁磁材料制作而成,那么铁心的磁滞现象务必会影响电流互感器的稳定运行。当线路发生短路故障时,铁心中的剩磁长时间不会消失,剩磁的存在会加快铁心饱和,最终影响相连的继电保护装置发生误动,严重影响电力系统正常的运行。因此,电流互感器铁心剩
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近些年,随着我国对电量的需求不断增加,电力系统的稳定性尤其重要。电流互感器作为电力系统中的常用设备,对于测量、保护以及计量电力系统中的设备有重要的作用。电流互感器铁心是由铁磁材料制作而成,那么铁心的磁滞现象务必会影响电流互感器的稳定运行。当线路发生短路故障时,铁心中的剩磁长时间不会消失,剩磁的存在会加快铁心饱和,最终影响相连的继电保护装置发生误动,严重影响电力系统正常的运行。因此,电流互感器铁心剩磁和剩磁抑制问题值得深入的研究。本文从电流互感器的暂态特性出发,分析了线路短路故障发生后,铁心中磁通的变化,对电流互感器铁心剩磁的影响因素进行了系统的研究,应用计算机仿真软件MATLAB中的Simulink建立了电流互感器的仿真模型,对短路电流开断时间、短路电流幅值大小、合闸角、一次回路时间常数及二次负载的功率因数和阻抗值影响下的铁心剩磁进行了定量分析,为下文剩磁抑制提供了理论依据。针对于自动重合闸期间电流互感器铁心消磁,本文根据剩磁抑制的原理,对剩磁抑制方法进行了改进提出了两种新的剩磁抑制方法,即基于饱和时间和直流电压源大小剩磁抑制方法。详细的介绍了剩磁抑制方法的抑制策略和剩磁抑制的全过程,包括判断剩磁初始极性、饱和检测、测量限流电阻、确定电压源极性反转时间。设计出了实现改进剩磁抑制方法对铁心剩磁抑制的电路,该抑制电路连接在电流互感器的二次侧,应用开关模块控制旋转直流电压源极性来减少铁心中的剩磁。给出了抑制电路中直流电压源的大小、直流电压源旋转次数和限流电阻的选取方法。最后通过仿真模拟对两种改进剩磁抑制方法下不同剩磁极性、不同短路电流下铁心剩磁抑制进行了仿真分析,验证了所提出剩磁抑制电路和改进剩磁抑制方法的有效性,并与国际上流行的剩磁抑制方法进行的比较,结果表明:应用基于饱和时间的剩磁抑制方法抑制后铁心中的剩磁少到铁心磁通的3%左右,基于直流电压源大小的剩磁抑制方法制后铁心中的剩磁4%左右。两种改进的剩磁抑制方法所需的剩磁抑制时间都小于自动重合闸持续时间,符合电力系统中自动重合闸持续时间电流互感器铁心剩磁抑制要求。
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