电容式电压互感器铁磁谐振的数值仿真

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·124·April2004HighVoltageApparatusVo1．40No．2文章编号：1001—1609(2004)02—0124—02电容式电压互感器铁磁谐振的数值仿真李红斌，刘延冰，叶国雄，王晓琪(1．华中科技大学，湖北武汉430074；2．武汉高压研究所，湖北武汉430074)NumericalSimulationonFerromagneticResonancesofCapacitiveVoltageTransformerLIHong—bin，LIUYan—bing，YEGuo

2、—xiong，WANGXiao—qi(1．HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China；2．WuhanHighVoltageResearchInstitute，Wuhan430074，China)摘要：建立了电容式电压互感器的数学模型．在此基础上对C其铁磁谐振过电压进行了数值计算．实验结果和仿真结果的吻合验证了模型的可行性关键词：电容式电压互感器：铁磁谐振：模型中图分类号：TM451．2文献标识码：AAbstract：Themathematicmodelofcapacit

3、ivevoltagetrans—图1CVT原理图(运行中da与df短接)fo121'letisestablished，anditsferromagneticresonanceover—根据GB4703—1984对铁磁谐振的试验要求1，volagearecalculated．Theconsistenceofexperimentaland在at的两端连接开关K，用K的合闸与分闸，模拟simulatedresultshasproventhefeasibilitvofthemode1．中间变压器二次侧突然短路故障与消除短路，根据Keywords：ca

4、pacitivevoltagetransformers(CVT)；戴维南定理可得到图2所示的等值电路。ferromagnetiveresonance；model1引言电容式电压互感器(CVT)由于含有电容元件及K多个非线性电感元件(如补偿电抗器和中间变压器l』匠等)，在系统合闸操作或短路故障产生的瞬态过程中．由于非线性电感元件的铁心饱和激发稳定的次谐波C——等值电容C=C，+C，R——补偿电抗器额定电感、电阻谐振．使得在补偿电抗及中间变压器上产生过电压，，JLx2,，J——中间变压器漏电感一避雷器支路电流，J，R．中间变压器激磁支路并联等效电

5、感、电阻最终导致补偿电抗器和中间变压器绕组击穿损坏。R，，R，R——中间变压器各绕组直流电阻为了抑制CVT内部铁磁谐振．通常在中间变压Lf,R——速饱和电抗器额定电感及阻尼电阻(阻尼回路电阻Rf=R3+Rr)器的剩余绕组上并联阻尼装置为保护补偿电抗器图2CVT等值电路图及加大抑制谐振作用．还在其两端并联ZnO避雷器2．2非线性元件的曲线拟合或保护间隙阻尼装置的参数选择是其能否阻尼zn0避雷器用非线性电阻来等效．其伏安特性CVT铁磁谐振的关键笔者在数学模型的基础上，曲线可用下式描述：对CVT铁磁谐振的过程进行了数值仿真，并通过实，=(u／u)验

6、加以验证其中：u为施加在zn0避雷器两端的电压；为参考2模型的建立及仿真电压：，为系数。中间变压器、补偿电抗器及速饱和电抗器为非线性电感，其磁化曲线亍厂()用下述2．1原理及等值电路图多项式进行拟合l2j：模型所选择的阻尼装置是已在CVT产品中广i=k．+k2+k3=厂()泛使用的速饱和电抗器，补偿电抗器的保护装置选其中：，k2,3为拟合系数；为磁通(q~=u／to)。择0避雷器，CVT原理见图l。通过测量各元件的伏安特性，采用最小二乘法进行曲线拟合．从而得到相应各元件的厂()关系收稿日期：2003—10—28：修回151期：2003—12—

7、27维普资讯http://www.cqvip.com2004年4月高压电器第40卷第2期．125．通式不同的电抗器，k，k2,k，是不一样的。表1直流电阻及短路阻抗Q2_3仿真计算次囊绕组次毳绕组寨余囊绕组抗器支嚣路．。∞∞根据图2所示的等值回路．可以分别得到K开15540．035950．101152537．665l131814104o(断、闭合时的回路状态方程．再根据电容式电压互感表2伏安特性器的额定参数．测量参数或设计值等．采用标准四阶Runge—Kutta公式．求解回路状态方程．即可由稳态初始值依次得到各变量在各个时间离散点上的瞬激时值

8、3仿真结果及试验验证以一台TYD110／、v／3—0．01H型电容式电压互感器为试品进行铁磁谐振仿真计算及试验验证3．1试品额定参数和实测参数3．2实测波形与实际参