計(jì)量用電流互感器的傳變特性及對(duì)電能計(jì)量的影響研究.pdf

1、功率器件與電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，造成了大量的諧波、間諧波以及沖擊性、非周期和高動(dòng)態(tài)信號(hào)，這對(duì)電能計(jì)量形成新的挑戰(zhàn)。電流互感器是計(jì)量裝置的重要一環(huán)，復(fù)雜信號(hào)下的傳變特性將直接影響到電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。然而，目前對(duì)于對(duì)電流互感器的傳變特性及其對(duì)電能計(jì)量的影響還缺乏系統(tǒng)性的研究。論文圍繞該問(wèn)題，開(kāi)展了以下研究。
　　論文研究了幾種常見(jiàn)電流互感器建模方法，發(fā)現(xiàn)J-A磁滯模型能夠反映復(fù)雜信號(hào)下電流互感器傳變特性，并因此作為電流互

2、感器的模型。針對(duì)J-A模型的不足之處進(jìn)行了改進(jìn)，采用微分進(jìn)化算法對(duì)J-A模型的參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，建立了改進(jìn)的J-A靜態(tài)磁滯模型。推導(dǎo)了電流互感器一次側(cè)和二次側(cè)之間的傳變特性方程，結(jié)合J-A磁化理論下磁芯的靜態(tài)磁滯模型，建立了電流互感器的數(shù)值模型。
　　論文采用dsPACE仿真平臺(tái)搭建了半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)研究了含直流分量下電流互感器的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)過(guò)程。同時(shí)仿真分析了改進(jìn)J-A模型在直流分量存在的情況下的磁滯回線曲線及傳變特性，

3、發(fā)現(xiàn)與實(shí)際測(cè)量的結(jié)果相吻合，驗(yàn)證了模型的正確性。此外，論文還分析了含直流情況下電流互感器對(duì)電能計(jì)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)，在含有直流的情況下，電流互感器的非線性特性將導(dǎo)致基波電能的減小及諧波電能增大。
　　論文運(yùn)用單一頻率法與疊加單次諧波法研究了電流互感器的頻率特性。研究發(fā)現(xiàn)，兩種測(cè)試方法結(jié)果相似，說(shuō)明了頻率的改變不足以使電流互感器由線性區(qū)進(jìn)入非線性區(qū)，由此提出了疊加多次諧波法，實(shí)現(xiàn)了電流互感器的頻率特性高效測(cè)量。根據(jù)電流互感器的等效電

4、路模型，推導(dǎo)出電流互感器的傳遞函數(shù)。另外，論文還從理論和實(shí)際數(shù)據(jù)兩個(gè)方面，分析了諧波負(fù)荷下電流互感器對(duì)電能計(jì)量的影響，表明在實(shí)際諧波負(fù)載下，由于諧波比差及功率因數(shù)角的影響，導(dǎo)致諧波功率誤差比諧波比差增大了10倍左右。
　　論文對(duì)工程信號(hào)進(jìn)行了分析，歸納了幾種常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型，研究了不同動(dòng)態(tài)負(fù)荷下電流互感器的傳變特性，采用復(fù)合誤差量化了傳變誤差。此外，用實(shí)際數(shù)據(jù)分析了動(dòng)態(tài)負(fù)荷下電流互感器對(duì)電能計(jì)量的影響，證實(shí)了在動(dòng)態(tài)負(fù)荷下由電流互