电流互感器仿真技术研究及其分析评估平台开发

摘要

随着电力建设的快速推进，电网逐渐发展成为规模大、结构复杂、运行方式灵活的复杂电网，其暂态过程的复杂多样性，对保护用电流互感器的性能提出了更高的要求。暂态过程中电流互感器饱和是导致差动保护误动的主要原因之一，而差动保护通常是电力系统设备的主保护，其误动可能对设备本身安全和系统稳定运行构成严重危害。由于影响互感器饱和的因素众多，如一次系统短路时的短路电流水平、非周期分量大小及衰减时长，空合变压器时所产生的励磁涌流及和应涌流的大小、衰减速率和负荷水平，电流互感器铁芯结构、材料及二次负载阻抗大小等，这些因素很难通过动模试验一一考验。因此，研究电流互感器的仿真技术，开发适用于复杂电网电磁暂态过程的电流互感器分析评估平台，对合理进行电流互感器选型、正确评估其暂态饱和特性具有重要的现实意义和工程应用价值。
　　电流互感器分析评估平台的开发离不开对铁芯特性的准确建模。对比了在铁磁材料建模领域应用广泛的J-A和Lucas模型，选择精度更高的J-A模型作为电流互感器仿真模型，并提出了一种新的J-A模型参数辨识方法。
　　基于VB.NET编程开发了电流互感器分析评估平台。为了模拟复杂电网电磁暂态过程，在分析评估平台中灵活组态构建了通用的一次系统模型，给出了电流互感器性能评估指标。
　　电流互感器分析评估平台的有效性需经由动模试验验证。通过对比动模试验与仿真结果，验证了电流互感器分析评估平台可以准确有效地模拟复杂电网暂态过程中的电流互感器饱和特性。将所开发的分析评估平台应用于一起由电流互感器饱和引起的差动保护误动事故分析中，起到了良好的效果。

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1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 课题研究现状

1.3 论文的主要研究工作及章节安排

2 电流互感器仿真技术研究

2.1 电流互感器基本理论

2.2 电流互感器仿真建模方法

2.3 基于遗传模拟退火算法的Jiles-Atherton磁滞模型参数辨识

2.4 小结

3 电流互感器分析评估平台构建方法研究

3.1 需求分析

3.2 软件系统设计

3.3 关键实现技术

3.4 小结

4 电流互感器仿真模型验证及分析评估平台应用

4.1 电流互感器仿真模型典型参数的实验确定

4.2 电流互感器仿真模型与动模试验结果对比分析

4.3 分析评估平台应用实例分析

4.4 小结

5 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

附 录 在校期间发表的学术论文和参加科研情况