涉及多电流互感器的差动电流保护方案的模拟

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1、维普资讯http://www.cqvip.com42电站者自动匕2002年9月第3期涉及多电流互感器的差动电流保护方案的模拟摘要母线、发电机或变压器的差动保护方案一般是跨过一个公共负载并联连接多个电流互感器。本文介绍了用于模拟如此之配置的技术。本文重点描述了3个CT配置的情况。关键词B—H环路，滞后作用，电流互感器，模拟1导言心材料所应用的磁场强度H之间的关系。下列方程给出了磁通密度B与M和H之间的关系：在母线、发电机和电力变压器的差动保护方案中B=0(H+M)(1)经常见到的是多个电流互感器为—个公共负载供电。为了测试用于这种方案的继电器，有必要

2、复制保护磁化特性由非滞后磁化函数M来确定。由于我们发方案之中电流互感器所产生的二次电流。复制这些现方程(2)中的函数对于我们在试验电流互感器中电流的—个方法是通过使用一种合成试验装备[1112】的铁磁材料更合适，所以，我们在试验中使用了该函来向实际的CT注人一次电流，然而，一种可选择的数。方法是对多个电流互感器的实时重线模拟或多个电M流互感器的实时数字模拟【3】，目前，这种方法还不多a十a，1-1十：见。这些模拟仅仅需要几个能够复制方案之中二次电式中，He=H+uM是有效的磁场强度，在这流的电流放大器，而目这些电流放大器从数字输出被个有效磁场强度方

3、程之中，a表示域之间耦联的效应变成模拟器的模拟变换器输出。在限度之内，仅仅而M则表示饱和磁化。需要泄漏电流来驱动继电器，在这种情况下，—个放M对H的导数可以通过J雎S一’}玎巳R)N原理大器就足够了。这是—个更简单方便的测试继电器使用下列方程取得：方法，然而，我们必须保证模拟器必须能够产生出dM皿M皿一M与合成试验装备能够产生的同样电流。t。拥，。et(M一M)本文介绍了一种多CT向公共负载供电的数学公dM1201一c(3)式。用于铁磁滞后的JIlES—ATHERTON理论[4】是电dHl一流互感器模型的基础【5】，这是因为它能够精确地代表dH电流

4、互感器铁芯中剩余磁通。在本文中，一种三个。，c和k是所使用的材料的常数，而6根据的电流互感器用于差动保护方案的情况被用来说明上述问题的公式化。本文介绍了使用以所建议的CT符号取1或一1。模型为基础的PSCAD／EMTDC所进行的一个电磁暂如果(Man-M)5象【6冲所描述的是—个负值，态模拟的结果，并且本文还把该结果与合成试验装那么，该方程以方程(4)的形式出现：备所产生的波形进行了比较。本文的第2节简要介绍dM。了铁磁滞后的J]]~ES-ATHERTON理论。上文所说的：!(4数学模型在第3节中介绍，而模拟结果以及与试验dM1dMl一～C———竺

5、一结果的比较在随后的章节中说明。2J门【LES一【'lj哐RToN理论对铁J的模拟中所使用的参数细节在[5冲给出。在模拟中所使用的B-H环路在图1中示出。皿正S—ATHERTON理论描述了磁矩M与即铁维普资讯http://www.cqvip.com2002年9月第3期电多占疆备自勤化433电流互感器模型+等)(6)为了能够对电流互感器中的二次电流进行取模，++我们假定电流互感器及其负载不影响一次系统的电流。所以，在—个电磁暂态模拟程序中对一个CT的取模问题，在一次电流的变化作为模式输入给出的时候就是决定二次电流的变化。为了推导出必要的方程，在下文的

6、讨论中三CT配置考虑(见图2)。每一个CT支路具有一个可以忽略阻抗的过电流元件(以小圆圈示出)。最下面的支路将流过从三个CT一二次电流的和产生的漏电流。—L—IaCTIRLIs1leadlead·-800·-600·490·-2000200400600800一b—L~__九一一lbH(A／m)CF2RL—Is2图2示出3CT连接的回路图leadleadArea表示CT铁心的横截面积，△t是积分时间—级差，AB是铁心中磁通密度的变化，R。二次绕组1，与引线电阻之和，Ls是二次绕组漏感与引线电感之和，J『是在前—个时间级差的二次电流，△Vb负^^^、厂

7、、、载电压中的变化(三个CT共用的电压，见图2)，图1研究中使用的测量和模拟BH环路是前—个时间级差的负载电压。如果对每一个CT(i_l，2，3)铁心使用安培这里应当注意在所有三个方程中的公共部分，回路定律，那么，我们就得到下列方程：也就是，+，它把三个CT中的磁通密度：竽‘一竽i‘进行耦联。让Sl，S2，S3等于三个CT的M．H特性的斜率刚NP是一次侧的数；N。是二次侧的数；L是磁用方程(3)或方程(4)】。然后，把关系式△B=lao路的长度，△H是所施加的磁场强度的变化，△(／3H+AM)施加到三个电流互感器上(i_1，2，3)；IP是一次电流

8、的变化，ABI=／．zo／．zoSif(7)△Is是二次电流的变化。下脚标l，2，3用来区分三个CT，在这种情况下，我们假