基于MATLAB的电流互感器饱和特性仿真分析.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.com箜!鲞箜塑湖北电力VF0l_31No32007年6月eb．2007基于MATLAB的电流互感器饱和特性仿真分析袁兆强，凌艳(三峡大学电气信息学院，湖北宜昌443002)[摘要]利用MATLAB软件中的电力系统模块库，建立了电流互感器在电力系统中的系统仿真模型。针对二次侧不同的负载，对电流互感器的稳态饱和与暂态饱和做出理论分析和仿真。[关键词]MATLAB仿真；电流互感器；饱和特性[中图分类号]TM452[文献标识码]A[文章编号]1006—3986(2007)03—0024-03SimulationAnaysisofSat

2、urationCharacteristicsofCurrentTransformerBasedonMATLABYUANZhao—qiang．LINGYan(CollegeofElectricalEngineeringandInformationScience，ThreeGorgesUniversity，~chang443002，China)[Abstract]Asimulationmodelofcurrenttransformerappliedinpowersystemisestablishedwithpowersys—temblocksetofMATLAB．Thest

3、eadystatesaturationandtransientstatesaturationofthecurenttransformeraretheoreticallyanalyzedandsimutatedunderdifferentburderatsecondaryside．[Keywords]MATLABsimulation；curenttransformer；saturationcharacteristic常见的电流互感器饱和主要有两种：稳态饱和铁心有功损耗(涡流和磁滞损耗)的电阻R=100与暂态饱和。由于电流互感器二次侧负载的不同也P．u。电流互感器铁心的非线

4、性磁化线曲线用分段会影响饱和特性，本文针对二次侧的不同负载情况，线表示，并可考虑铁心可能存在剩磁的情况，如图2对稳态和暂态饱和情况进行了分析，从而为研究饱所示。同时假定CT一次电流为10P．u铁心处于饱和问题提供了依据。和状态。通过改变CT二次负载的参数实现不同二次负载对CT饱和特性的仿真；1系统仿真模型利用MATLABPSB和SIMULINK的有关模块建立的系统仿真模型如图1所示。系统仿真模型中有关元件及参数设置分述如下：(1)电源使用MATLABPSB模块库中的交流电压源模图1系统仿真模型块。通过改变其参数来改变一次侧电流值，从而实现稳态饱和特性的仿真；r——一(2

5、)电流互感器(CT)剩磁、／＼中使用MATLABPSB模块库中的饱和变压器互0感器元件，其电流比为2000A／5A，额定容量为25fVA一次绕组为单匝穿过环形铁心；二次绕组为400匝，一次绕组R=0．001P．u(标幺值)，L。=0．04图2非线性磁化曲线P．u；二次绕组R2=0．001P．u，L2=0．04P．u；表示(3)断路器使用模块库中的断路器元件，它有一个控制端，[收稿日期]2007-03—06可设置断路器的开合时刻，从而改变电路电流中的[作者简介]袁兆强(1957一)，男，副教授；凌艳(1983非周期分量成分，实现暂态饱和特性的仿真；一)，女，湖北武汉人，硕

6、士研究生。·24·维普资讯http://www.cqvip.comVo1．3lNo3湖北电力箜2007鲞年箜6月塑Feb．2007(4)电流测量模块I。、I用于测量一、二次电流(即主回路电流)，一起送示波器模块显示和记录电流的波形。2稳态饱和特性分析及其仿真为了便于分析，不考虑剩磁影响，同时假设铁心的损耗可以忽略不计，在铁心饱和前，励磁电流的磁化分量为零，一次电流与二次电流完全成比例i=i．／Kn，达到饱和后磁通不再增加，饱和后则不再产生电动势。tS2．1二次侧负荷为纯电阻时的饱和情况图3二次侧负载为电阻的稳态饱和波形对于纯电阻负荷，在未饱和时产生的电动势为：限值电流=

7、。f，(。f，为准确限值系数)，则铁e5=ipR5／K(1)心磁通为2，D／K=，即tot=仃所得数其中：为一次电流瞬时值；R为电阻；K为互感器值。此时铁心处于过饱和状态。额定变比。2．2二次侧负荷为纯电感时的饱和情况而在稳态条件下，当二次负荷为纯电感时，在铁心未饱和时导磁率iP=√2Ipsintot=，sintot(2)为无穷大且无损耗，则稳态未饱和时二次绕组电流，为一次电流额定值，，D为一次电流最大值；为：电动势为：e=(，D／)sintot(3)i=ip／K=(，D／)sintot(6)如果在稳态时磁通不饱和，则二次电流和电动二次电