电容式电压互感器铁磁谐振的数值仿真.pdf

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1、!8&(!!"#$%&’’()*+,-.%/0+12""0#0/345.%6(’7.6&文章编号!8’’8U8V’W%&’’(&’&U’8&(U’&电容式电压互感器铁磁谐振的数值仿真李红斌88&&!刘延冰!叶国雄!王晓琪%86华中科技大学"湖北武汉(F’’G(#&6武汉高压研究所"湖北武汉(F’’G(&!"#$%&’()*&+")(,&-.-./$%%-+(0.$,&’1$2-.(.’$2-34(5(’&,&6$7-),(0$8%(.23-%+$%88&&LK9.<+!M*1

2、#4*/?.@AB*11>.%/:+1/#:<4!@.#[1#*414/:M%*4,1C":

3、/*B#14.<:1#!根据Q_(G’FU8W‘(对铁磁谐振的试验要求a8b">.%:+1:#1B:%B3%:/1C6X,1B.<4*4/11-%?2;B:":B*/*>1>.%/:+1/#:<4@.#[1#4!H-X&#戴维南定理可得到图&所示的等值电路’@1##.[:+<1/*>1#14.<:

4、器!H-X&由于含有电容元件及多个非线性电感元件!如补偿电抗器和中间变压器等&"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谐振"使得在补偿电抗及中间变压器上产生过电压"最终导致补偿电抗器和中间变压器绕组击穿损坏’为了抑制H-X内部铁磁谐振"通常在中间变压器的剩余绕组上并联阻尼装置’为保护补偿电抗器及加大抑制谐振作用"还在其两端并联<]避雷器&6&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<^避雷器用非线性电阻来等效"其伏安特性H-X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H-X铁磁谐振的过程

5、进行了数值仿真"并通过实!#$%%&’&#&验加以验证’其中(&为施加在<^避雷器两端的电压#&#为参考&模型的建立及仿真电压#%"!为系数’中间变压器)补偿电抗器及速饱和电抗器为非线性电感"其磁化曲线($)!"&用下述&68原理及等值电路图多项式进行拟合a&b(模型所选择的阻尼装置是已在H-X产品中广FZ($%8"*%&"*%F"$)!"&泛使用的速饱和电抗器"补偿电抗器的保护装置选其中(%8"%&"%F为拟合系数#"为磁通!"d&’#&’择<^避雷器"H-X原理见图8’通过测量各元件的伏安特性"采用最小二乘法收稿日期!&’’FU8’U&‘"修回日期!&’’FU8&U&G

6、进行曲线拟合"从而得到相应各元件的)!"&关系!""#年#月高压电器第#"卷第!期!7!=!式!不同的电抗器"!$"!!"!%是不一样的!!!!!!!!表7直流电阻及短路阻抗"!&%仿真计算中变一中变二中变剩补偿电阻尼%7%!%%次绕组次绕组余绕组抗器支路根据图!所示的等值回路"可以分别得到’开7==#;&;%=F=;&7;77=!=%E&@@=77%7G7#7;#;;%断#闭合时的回路状态方程"再根据电容式电压互感表!伏安特性器的额定参数"测量参数或设计值等"采用标准四阶中间变压器补偿电抗器速饱和电抗器/%0&Q:’5!R&Q:’Q!R&Q:’Q!R()*+,!’)--.公式

7、"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!!!?@@!!7=?@%;@?F!!@?%!7#?E!!!#?#!!G?@%!!%@?G!F!!?7!7E?G!#!?FG!!G?;时值!!#?F;!!!77%7==;!!F?!!E;?G=!%;?G!#!?E=!!!!;!!G%=!!!=#!FG?=E!%=?!%仿真结果及试验验证!=@?@%!!!!@G#%;@!!!G#!7!@?@!!%E?!!E%?@G!!!%#G=E#!!!77!!7=E?%!#7?@以一台1