[发明专利]一种基于物理实验确定电流互感器J-A仿真模型的方法

说明书

本发明公开一种基于物理实验确定电流互感器J‑A仿真模型的方法，包括：通过在电流互感器的铁芯上绕制N₁匝线圈来构建电流互感器的物理实验模型；通过在物理实验模型的一次侧加载电压，确定待拟合的磁滞回线，所述磁滞回线为铁芯上的磁通密度与磁场强度的变化关系对应的曲线；预设电流互感器J‑A仿真模型的9个初始参数，根据9个初始参数和待拟合的磁滞回线迭代拟合确定电流互感器J‑A仿真模型的9个参数的最终值；根据电流互感器J‑A仿真模型的9个参数的最终值确定电流互感器J‑A仿真模型，J‑A仿真模型用于模拟电网测量使用的电流互感器的测量过程。本发明可利用数量级较低的物理实验电流构建不同类型的工业实用电流互感器物理实验模型，具有很大的推广价值。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，更具体地，涉及一种基于物理实验确定电流互感器J-A仿真模型的方法。

背景技术

在电力系统中，流过设备的准确一次电流是无法测得的，需要电流互感器依据电磁感应原理把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，而后测量归算得到一次电流。实际上，因为该种测量方法以及电流互感器测量性能差异，通过电流互感器的传变归算得到的一次电流和实际一次电流是存在一定误差的。同时，近年来，在电力系统暂态过程中，电网发生了多起由于电流互感器饱和导致输电线路、变压器、发电机差动保护误动的事故，严重影响了供电可靠性和电网安全稳定运行。研究电力系统暂态过程对电流互感器饱和，从而对保护产生影响的有效手段是数字仿真。

针对电网测量使用的电流互感器设计对应的电流互感器的仿真模型，可以模拟电流互感器中一次电流至二次电流的实际的传变过程，通过仿真模拟接近实际电流互感器传变的暂态及稳态性能，以更加准确地测得流过设备的一次电流。基于学者Jiles和Atherton提出的关于铁磁材料现象学理论基础上，利用非线性方程组来近似各种情况下铁心励磁特性，提出一种电流互感器J-A仿真模型，该模型因能够更好的反映电流互感器的暂态特性被广泛认可。

但是，电网测量所用的电流互感器对应的待测试电流的数量级较高，如2500A，现场测试实用电流互感器的B-H曲线时，其一次侧加载电流时很难达如此高的数量级，而电流互感器J-A仿真模型需要基于现场测试B-H曲线数据建立，因此由于实际待测量的电流数量级较大导致现有建立电流互感器J-A仿真模型的方法缺乏推广价值。且现有电流互感器J-A仿真模型中的J-A模型参数为典型默认值，只能代表某单一种电流互感器的情况，不具通用性。而由于存在铁磁材料特性差异和电流互感器类型(TPY、P、PR型等)差异，仿真软件中该模型的典型默认参数并不完全适用于我国生产并用于电网测量使用的电流互感器，需要依据实际电流互感器重新确定对应的电流互感器J-A仿真模型。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有技术由于实际待测量的电流数量级较大导致现有建立电流互感器J-A仿真模型的方法缺乏推广价值，且现有电流互感器J-A仿真模型中的J-A模型参数为典型默认值，只能代表某单一种电流互感器的情况，不具通用性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于物理实验确定电流互感器J-A仿真模型的方法，包括：通过在电流互感器的铁芯上绕制N₁匝线圈来构建电流互感器的物理实验模型，N₁根据电网测量使用的电流互感器的额定一次电流和所述物理实验模型的额定一次电流确定；通过在所述物理实验模型的一次侧加载电压，确定待拟合的磁滞回线，所述磁滞回线为所述铁芯上的磁通密度与磁场强度的变化关系对应的曲线；预设电流互感器J-A仿真模型的9个参数及其初始值，根据所述9个参数的初始值和所述待拟合的磁滞回线迭代拟合确定所述电流互感器J-A仿真模型的9个参数的最终值，所述9个参数为描述所述铁芯磁滞回线的参数；根据所述电流互感器J-A仿真模型的9个参数的最终值确定所述电流互感器J-A仿真模型，所述电流互感器J-A仿真模型用于模拟所述电网测量使用的电流互感器的测量过程。