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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
好
这节课就到这里
谢谢各位同学
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