雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法和装置，涉及电力系统技术领域,所述方法包括：基于CVT等效电气连接原理图得到CVT内部四级端口的等效阻抗；基于电压在串联阻抗上的分压关系以及所述四级端口的等效阻抗得到一次电压U

【技术实现步骤摘要】
雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法和装置


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法和装置。

技术介绍

[0002]电网运行中多次发生线路故障后保护动作不一致的情况，经分析均为雷击所致，且雷击并未造成相间或接地故障，故障电流在开关跳开前即消失，但由于双重化配置的纵联电流差动保护因原理不同导致不同的动作行为，这对保护动作行为分析评价造成困难。雷击干扰识别可以保证故障分析的正确性，故障类型识别有利于制定针对性的防护措施。通过对雷电的一次波形识别可以有效的辨别雷击故障类型，保证故障分析的可靠性与正确性。
[0003]电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transform，CVT)可以为35kV及以上电力系统的测量、保护和控制装置提供可靠的电压信号。然而，由于CVT内部储能元件和非线性元件的存在，使得CVT的传输特性极为复杂，一旦系统发生暂态过程，CVT内部电磁单元铁芯饱和，打破正常运行状态下高压侧与低压则的线性关系，会导致低压侧输出电压波形畸变。这也就导致了在雷电冲击作用下CVT无法通过固定变比计算获得真实的一次雷电波形，因此急需一种可以在雷电冲击作用下获取CVT一次雷电波形的方法，复现非故障性雷击情况，为保护装置的动作行为提供数据来源。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法和装置，以解决上述提及的至少一个问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下方案：
[0006]根据本专利技术的第一方面，本专利技术实施例提供了一种雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法，所述方法包括：基于CVT等效电气连接原理图得到CVT内部四级端口的等效阻抗；基于电压在串联阻抗上的分压关系以及所述四级端口的等效阻抗得到一次电压U
P
和二次电压U
S
的传递函数；利用空载实验获得雷电过电压作用下所述传递函数中补偿电抗的电感参数L(i)；利用所述传递函数基于反推法获得雷电冲击作用下CVT一次雷电波形。
[0007]优选的，本专利技术实施例中利用空载实验获得雷电过电压作用下所述传递函数中补偿电抗的电感参数L(i)包括：将CVT内的一次绕组和剩余绕组开路且末端出线端子接地；在CVT的二次侧输入50Hz的正弦波，将所述正弦波的额定电压从100V的10％不断升压至110％，获得二次侧的电压
‑
电流U
‑
I曲线；将所述U
‑
I曲线转换成分段线性电流
‑
磁链i
‑
ψ曲线以获得补偿电抗的电感参数L(i)。
[0008]优选的，本专利技术实施例中将所述U
‑
I曲线转换成分段线性电流
‑
磁链曲线以获得补偿电抗的电感参数L(i)包括：将补偿电抗的非线性特性分成n个直线段来替代原有的线性特性；在每段直线上得到一个不同的点A1(U1，I1)、A2(U2，I2)......A
n
(U
n
，I
n
)；将离散的
点A1(U1，I1)、A2(U2，I2)......A
n
(U
n
，I
n
)转换为点A
’1(ψ1，I1)、A
’2(ψ2，I2)......A
’
n
(ψ
n
，I
n
)；其中U
n
代表非线性特性上各个点的电压值，U
n
代表非线性特性上各个点的电流值，ψ
n
代表将非线性特性上各个点的电压转换为磁通后的磁通量；将点A
’1(ψ1，I1)、A
’2(ψ2，I2)......A
’
n
(ψ
n
，I
n
)拟合成电流
‑
磁链曲线以获得补偿电抗的电感参数L(i)。
[0009]优选的，本专利技术实施例中的方法还包括：通过搭建实验回路来验证利用空载实验获得的电感参数L(i)。
[0010]优选的，本专利技术实施例中通过搭建实验回路来验证利用空载实验获得的电感参数L(i)包括：对每个直线段的实验结果和计算结果进行比对来确定传递函数的拟合度；当拟合度大于阈值时，则认为利用空载实验获得的电感参数L(i)真实可靠；当拟合度小于等于阈值时，则需要重新划分直线段或重新选择直线段上的点A1(U1，I1)、A2(U2，I2)......A
n
(U
n
，I
n
)。
[0011]根据本专利技术的第二方面，本专利技术实施例提供了一种雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取装置，所述装置包括：等效阻抗获取单元，用于基于CVT等效电气连接原理图得到CVT内部四级端口的等效阻抗；传递函数获取单元，用于基于电压在串联阻抗上的分压关系以及所述四级端口的等效阻抗得到一次电压U
P
和二次电压U
S
的传递函数；电感参数获取单元，用于利用空载实验获得雷电过电压作用下所述传递函数中补偿电抗的电感参数L(i)；雷电波形获取单元，用于利用所述传递函数基于反推法获得雷电冲击作用下CVT一次雷电波形。
[0012]优选的，本专利技术实施例中电感参数获取单元包括：空载回路搭建模块，用于将CVT内的一次绕组和剩余绕组开路且末端出线端子接地；正弦波输入模块，用于在CVT的二次侧输入50Hz的正弦波，将所述正弦波的额定电压从100V的10％不断升压至110％，获得二次侧的电压
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电流U
‑
I曲线；转换模块，用于将所述U
‑
I曲线转换成分段线性电流
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磁链i
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ψ曲线以获得补偿电抗的电感参数L(i)。
[0013]优选的，本专利技术实施例中转换模块具体用于：将补偿电抗的非线性特性分成n个直线段来替代原有的线性特性；在每段直线上得到一个不同的点A1(U1，I1)、A2(U2，I2)......A
n
(U
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)；将离散的点A1(U1，I1)、A2(U2，I2)......A
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(U
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，I
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)转换为点A
’1(ψ1，I1)、A
’2(ψ2，I2)......A
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(ψ
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，I
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)；其中U
n
代表非线性特性上各个点的电压值，I
n
代表非线性特性上各个点的电流值，ψ
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代表将非线性特性上各个点的电压转换为磁通后的磁通量；将点A
’1(ψ1，I1)、A
’2(ψ2，I2)......A
’
n
(ψ
n
，I
n...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法，其特征在于，所述方法包括：基于CVT等效电气连接原理图得到CVT内部四级端口的等效阻抗；基于电压在串联阻抗上的分压关系以及所述四级端口的等效阻抗得到一次电压U
P
和二次电压U
S
的传递函数；利用空载实验获得雷电过电压作用下所述传递函数中补偿电抗的电感参数L(i)；利用所述传递函数基于反推法获得雷电冲击作用下CVT一次雷电波形。2.如权利要求1所述的雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法，其特征在于，所述利用空载实验获得雷电过电压作用下所述传递函数中补偿电抗的电感参数L(i)包括：将CVT内的一次绕组和剩余绕组开路且末端出线端子接地；在CVT的二次侧输入50Hz的正弦波，将所述正弦波的额定电压从100V的10％不断升压至110％，获得二次侧的电压
‑
电流U
‑
I曲线；将所述U
‑
I曲线转换成分段线性电流
‑
磁链i
‑
ψ曲线以获得补偿电抗的电感参数L(i)。3.如权利要求2所述的雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法，其特征在于，所述将所述U
‑
I曲线转换成分段线性电流
‑
磁链曲线以获得补偿电抗的电感参数L(i)包括：将补偿电抗的非线性特性分成n个直线段来替代原有的线性特性；在每段直线上得到一个不同的点A1(U1,I1)、A2(U2,I2)
……
A
n
(U
n
,I
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)；将离散的点A1(U1,I1)、A2(U2,I2)
……
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(U
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)转换为点A
′1(ψ1,I1)、A
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n
(ψ
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,I
n
)；其中U
n
代表非线性特性上各个点的电压值，I
n
代表非线性特性上各个点的电流值，ψ
n
代表将非线性特性上各个点的电压转换为磁通后的磁通量；将点A
′1(ψ1,I1)、A
′2(ψ2,I2)
……
A
′
n
(ψ
n
,I
n
)拟合成电流
‑
磁链曲线以获得补偿电抗的电感参数L(i)。4.如权利要求3所述的雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法，其特征在于，所述方法还包括：通过搭建实验回路来验证利用空载实验获得的电感参数L(i)。5.如权利要求4所述的雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取方法，其特征在于，所述通过搭建实验回路来验证利用空载实验获得的电感参数L(i)包括：对每个直线段的实验结果和计算结果进行比对来确定传递函数的拟合度；当拟合度大于阈值时，则认为利用空载实验获得的电感参数L(i)真实可靠；当拟合度小于等于阈值时，则重新划分直线段或重新选择直线段上的点A1(U1,I1)、A2(U2,I2)
……
A
n
(U
n
,I
n
)。6.一种雷电冲击作用下CVT一次雷电波形获取装置，其特征在于，所述装置包括：等效阻抗获取单元，用于基于CVT等效电气连接原理图得到CVT内部四级端口的等效阻抗；传递函数获取单元，用于基于电压在串联阻抗上的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑少明，刘慧林，刘一民，彭珑，陈瑞，董鹏，杜鹃，张思琪，刘弈辰，王晨星，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：