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欢迎各位同学回到

电磁暂态分析的课堂

我们接着讲

第17讲

互感器的电磁暂态模型

互感器是一次系统传导骚扰能量

进入二次设备的最重要的途径

为了正确分析

准确预测开关操作产生的暂态过程

对二次系统产生的干扰

必须掌握互感器对宽频骚扰特性

传播过程的影响

对于电流互感器

它的中低频等值电路采用如图所示的模型

R₁ L₁是原边的组合电感

R₂ L₂的是副边的电阻和电感

Rʟ Lʟ是副边的副载

我们在中间来接入它的铁心对应的等值电路

用Rₘ和一个可变的电感来进行描述

对于电容式电压互感器

可以采用这样一个等值电容来描述

左边是一个电容分压

然后右边这一块

类似于前面的电流互感器的模式

对于电磁式电压互感器

我们可以采用如图所示的模型

其次对于高频等值电路模型

对于电流互感器的电磁暂态模型来说

可以建立如图所示的模型

Cʙ是套管的电容

Iʙ为其上流过的暂态电流

Lɢ为引线电感

C₁是CT一次线圈与CT屏蔽层之间的寄生电容

C₂为CT二次绕组与CT屏蔽层之间的寄生电容

Z₀为长为L的二次电缆的波阻抗

二次电缆的末端负载阻抗为Zʟ

当暂态电流Iʙ流过Cʙ时

通过接地引线注入接地网

接地阻抗引起地电位升和引线电感上的电位

相当于干扰源

通过地阻抗 接地引线电感Lɢ

和CT二次绕组

与CT屏蔽层之间存在寄生电容C₂

将在二次电缆的一次端产生干扰电压Vɢ

我们可以通过这个电路来求解方程

得到Vɢ的表达式

同样对于电容式电压互感器的电磁暂态

也可以得到类似的模型如图所示

也可以通过推导得到Vɢ的一个表达式

另外对于互感器的宽频传输特性模型

我们可以采用更为普适的方法

将互感器看做一个二端口网络

这是一个它的

二端口网络的散射参数图和它的信号流图

这样的话通过这二端口网络

我们得出

它的阻抗和导纳的与它散射参数的关系

Zₙ是等于(E+S)乘以(E-S)的逆

Yₙ是(E-S)乘以(E+S)的逆

这个E就是对角阵

我们可以采用HP4395A网络分析仪

配合HP87512A传输反射特性测试工具包

来测量互感器的反射参数

这样网络的电压传递函数

Hᵤ就等于U₂除以U₁

实际上等于Z₂₁除以Z₁₁

网络电流传输特性

Hᵢ是等于Y₂₁除以Y₁₁

也就是说

我们可以通过得到阻抗矩阵和导纳矩阵之后

就可以得到互感器的

电压传递特性和它的电流传递特性

如图所示

是一个500kV的CVT的散射参数的

幅频图和相频图

我们可以通过分析发现

在较低的频段内

传输特性曲线变化很小

幅值也很少

一般小于0.1p.u.

另外互感器存在大量的谐振点

广泛的地分布于数百千幅值到数兆幅值内

幅值超过0.5p.u.

结构和电气参数

是传输特性的主要的影响参数

也就说我们可以看看互感器的话

可以存在大量的谐振点

现在我们经常利用互感器的副边

通过测量结果的反演

得到高压端的过电压的情况

应用这种方法来监测过电压

从这里可以看出这种方法是不可靠的

因为在谐振点的话

它的电压是没法传输的

其次

我们可以采用

矢量匹配法来进行传输特性的建模

矢量匹配法的话

是电路计算中频率响应特性

拟合的常用方法

该方法根据频率响应特性对应的零点

极点对目标曲线来进行拟合

极点aₙ及其对应的留数Cₙ

既可以是实数

也可以是共轭复数

d是实数

n是它的极点的总数

对于共轭复数极点

它对应的等值的电路如图所示

对于实数的极点和常数项

对应的电路结构

如图所示

这样的话

我们就很容易得到

一个电压互感器的传输特性的等值电路

如图所示

也可以得到电流互感器对应的等值电路

互感器的阻抗特性

一般采用阻抗分析仪来进行分析测量得到解

这是分析得到的500kV互感器的阻抗特性

这是一次侧阻抗

这是二次侧阻抗

这节课就到这里

谢谢各位同学

电磁暂态分析课程列表:

01电磁暂态分析简介

-视频

-第一次电磁暂态分析作业

02波过程理论

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-第二次电磁暂态作业

-第一次电磁暂态讨论

03波的衰减与变形

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-第三次电磁暂态分析作业

04平行多导线系统的参数计算

-视频

-第四次电磁暂态分析作业

-第二次讨论

05大地及导体的趋肤效应计算方法

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-第五次电磁暂态分析作业

-第三次讨论

06电磁暂态计算方法

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-第六次电磁暂态分析作业

07计算波过程的网格法

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-第七次电磁暂态分析作业

08计算波过程的特征性法

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-第八次电磁暂态分析作业

-第四次讨论

09有耦合电路的电磁暂态过程计算方法

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-第九次电磁暂态分析作业

-第五次讨论

10均匀换位平行多导线计算方法

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-第十次电磁暂态分析作业

-第六次讨论

11非均匀换位平行多导线计算方法

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-第十一次电磁暂态分析作业

12相模变换等值电路

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-第十二次电磁暂态分析作业

13开关操作电磁暂态计算方法

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-第十三次电磁暂态分析过程

14电弧特性及模型

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-第十四次电磁暂态分析作业

15非线性元件的计算方法

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-第十五次电磁暂态分析作业

16变压器的电磁暂态模型

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-第十六次电磁暂态分析作业

17互感器的电磁暂态模型

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-第十七次电磁暂态分析作业

18发电机的电磁暂态模型

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-第十八次电磁暂态分析作业

19讲电力电子器件的电磁暂态计算模型

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-第十九次电磁暂态分析作业

20讲频变参数线路:频域方程法

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-第二十次电磁暂态分析作业

21讲频变参数线路:Marti模型

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-第二十一次电磁兼容作业

22讲频变参数线路:z变化方法

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-第二十二次电磁暂态分析作业

23讲电缆的电磁暂态计算

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-第二十三次电磁暂态分析作业

24讲时域有限差分法:均匀传输线

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-第二十四次电磁暂态分析作业

25讲时域有限差分法:频变参数

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-第二十五次电磁暂态分析作业

26讲时域有限差分法:非均匀传输线

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-第二十六次电磁暂态分析作业

27Chebyshev多项式方法

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-第二十七次电磁暂态分析作业

28有外界电磁耦合的传输线

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-第二十八次电磁暂态分析作业

29雷电在传输线上的感应电压

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-第二十九次电磁暂态分析作业

30智能算法:基模参数辨识

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31智能算法:时频双内插方法

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32智能算法:矩阵束方法等

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33行波的小波变换

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-第三十三次电磁暂态分析作业

34行波故障测距

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-第三十四次电磁暂态分析作业

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