带平衡绕组大电流互感器抗干扰能力的测试方法技术

本发明专利技术涉及一种测试带平衡绕组大电流互感器抗电磁干扰能力的等效方法。该方法可以较准确地模拟邻相通电母线在本相大电流互感器铁心中产生的杂散磁场，从而可等效测试出本相大电流互感器工作在现场条件下的误差和温升。实施该等效方法时，在大电流互感器上缠绕两段做反极性串连且匝数相等的所谓等效绕组，通过控制它们的安匝数和缠绕角度，可以模拟来自一个方向的邻相通电母线产生的杂散磁场。并且，采用正交的两组“等安匝双绕组”，可以模拟来自按任意位置排列的多相通电母线产生的杂散磁场。本发明专利技术解决了此前带平衡绕组大电流互感器抗电磁干扰能力一直无法有效测试和检定的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带平衡绕组大电流互感器内的磁场模拟方法，更具体地 说，涉及一种通过"多绕组等安匝法"模拟邻相通电母线在大电流互感器铁 心中产生的杂散磁场的方法，从而等效且更为准确地测试出大电流互感器在 现场条件下工作的误差和温升。
技术介绍
随着电力需求的不断增长，发电机机组的装机容量越来越大，而受限于 技术因素，发电机出口的额定电压提高得并不多，这就导致其额定电流急剧上升，如60万千瓦发电^)L组的额定电流已达25000-28000A,而^:障电流可 能高达其额定电流的5-10倍。大电流母线产生的磁场，严重影响着装设在此 处的测量和保护用仪器，如大电流互感器等的正常运行。电流互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次 回路电流信息的传感器，其实质是升压(降流)变压器，即，将高电流按比例 转换成低电流。电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电 保护等。在测量交变电流的大电流时，电流互感器就起到变流和电气隔离作 用，以便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流(我国规定电流互感器 的二次额定为5A)，并防止直接测量原线路上的高电压而产生的危险。目前，为屏蔽三相通电母线间产生的杂散^f兹场，常采用在大电流互感器 铁心上缠绕平衡绕组的方法。但是，因为一次电流太大，很难在实验室中获 得匹配的电流源，进而对所釆用的平衡绕组的电磁屏蔽能力进行测试。目前 常采用模拟现场条件下(工作条件)邻相母线产生的磁场的等效方法来进行 测试。已知的等效模拟方法包括"非均绕等安匝法"和"返回导体法，，等。然而，目前还没有一种等效方法能较准确地模拟出邻相母线产生的杂散 磁场，无法保证在测试条件下的误差和温升能够与现场条件(工作条件)下 的数据相同。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种模拟邻相母线在带平衡绕组大电流 互感器内产生的杂散磁场的方法。通过该方法，可以模拟邻相母线工作在稳 态和瞬态下的大电流互感器抗干扰性能，从而可以明确判断带平衡绕组大电 流互感器抗电磁干扰的能力。与上面提到的现有"非均绕等安匝法"和"返 回导体法，，等方法相比，根据本专利技术的方法结果准确且实施简便，解决了之 前无法对大电流互感器抗干扰性能进行准确测试的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种磁场模拟方法，用于对至少一个邻相通电母线在大电流互感器铁心内产生的磁场进行模拟，所述方法包括 在大电流互感器的铁心上缠绕至少一对等效绕组，其中，每对等效绕组由两段安匝数相同且反极性串联在一起的绕组构成，并且基于大电流互感器铁心的外径R以及邻相母线距大电流互感器铁心中心的距离D来确定每对等效绕组的安匝#:及缠绕角度。优选地，在大电流互感器上缠绕的每个等效绕组对中的两段等效绕组做反极性串联，且它们的匝数和其中的电流均相等。优选地，当模拟单条邻相母线在大电流互感器铁心中产生的磁场时，在大电流互感器的铁心上缠绕一对安匝数相同且反极性串联的等效绕组，所述等效绕组对的安匝数和缠绕角度由以下的公式确定6' = 2arcos—0， = 2丌- 2arcos 2 2)其中，/s代表等效绕组对中应通入正弦交流电流的有效值，ip代表所述单个邻相通电母线中正弦电流的有效值，,代表每段等效绕组的匝数，y 《T^大电流互感器铁心的外径，"表示邻相母线距大电流互感器铁心中心的距离； 6>，表示等效绕组对中 一个绕组的缠绕角度，62表示等效绕组对中另 一绕组 的缠绕角度。优选地，当模拟三相系统中两条邻相母线在大电流互感器铁心中产生的 磁场时，在大电流互感器的铁心上缠绕一对缠绕匝数与流经电流数相同且反 极性串联的等效绕组，所述绕组对的安匝数和缠绕角度由以下的公式确定,WP2A+JP2B-2VjpbCos^ .及 A = -arcsm—9， = 2arcosA 1 D其中，/s代表等效绕组对中应通入正弦交流电流的有效值，/pA、 /pB分别 代表两条邻相母线中正弦电流的有效值，^表示两条邻相母线中正弦电流的相位差，/ 《^大电流互感器铁心的外径；"表示邻相母线距大电流互感器铁心中心的距离，e i表示等效绕组对中每个绕组的缠绕角度。优选地，当模拟六相排列母线中五条邻相母线在大电流互感器铁心中产 生的磁场时，在大电流互感器的铁心上分别缠绕第一对等效绕组和第二对等效绕组，第 一对等效绕组的安匝数和缠绕角度由以下公式确定,、 及1 2)Q, = 2丌_ 2arcos ^2 D其中，/s代表第一对等效绕组中应通入正弦交流电流的有效值，ip代表所述单个邻相通电母线中正弦电流的有效值，#代表每段等效绕组的匝数，^ 《^大电流互感器铁心的外径，"表示邻相母线距大电流互感器铁心中心的距离，^表示第一对等效绕组中一个绕组的缠绕角度，62表示第一对等效绕组中另一绕组的缠绕角度；并且第二对等效绕组的安匝数和缠绕角度由以下公式确定,VJP2A+JP2B-2VPB C0S^ .及= J!-arcsin—1 Z)其中，/s代表第二对等效绕组中应通入正弦交流电流的有效值，/pA、 /pB分别代表两条邻相母线中正弦电流的有效值，p表示两条邻相母线中正弦电 流的相位差，7 4^大电流互感器铁心的外径，"表示邻相母线距大电流互感器铁心中心的距离；e,表示等效绕组对中每个绕组的缠绕角度。优选地，当模拟按任意位置排列的多相通电母线在大电流互感器铁心中产生的》兹场时，还包括以下步骤对多相通电母线的排列方式其进行矢量变换，变换成两条正交的通电母线；以及在大电流互感器的铁心上分别缠绕第 一对等效绕组和第二对等效绕组， 所述第一对和第二对等效绕组的安匝数和缠绕角度由以下公式确定,、 及=~^ arcsin—其中，/s代表等效绕组对中应通入正弦交流电流的有效值，Tp代表所述 单个邻相通电母线中正弦电流的有效值，#代表每段等效绕组的匝数， 大电流互感器铁心的外径，"表示邻相母线距大电流互感器铁心中心的距离， ^表示等效绕组对中每个绕组的缠绕角度。优选地，根据本专利技术的每段等效绕组应尽可能均勻密绕，选择较柔软的 导线，并且在保证安匝数一定的条件下，尽可能增加匝数、减小电流。根据本专利技术的另 一方面，公开了 一种测试带平衡绕组大电流互感器抗电 磁干扰能力的方法，所述方法利用根据本专利技术描述的磁场模拟方法来模拟邻 相通电母线在大电流互感器铁心内产生的磁场，从而等效测试出大电流互感器工作在现场条件下的误差和温升。本专利技术优选地可在在稳态和瞬态状况下，模拟按任意位置排列的多相通 电母线在大电流互感器铁心中产生的磁场。并且，本专利技术很好地解决了此前 带平衡绕组大电流互感器抗电磁干扰能力一直无法有效测试和检定的问题。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的单条邻相通电母线对大电流互感器铁心 的干扰原理示意图。图2是根据本专利技术第一实施例利用双绕组等安匝法模拟单条邻相通电母 线对大电流互感器干扰的示意图。图3是根据本专利技术第二实施例的三相排列的母线系统示意图。图4是根据本专利技术第二实施例利用双绕组等安匝法模拟左右两相通电母 线对大电流互感器干扰的示意图。图5是根据本专利技术第三实施例的六相排列的大电流母线系统示意图。图6，是根据本专利技术第三实施例利用多绕组等安匝法模拟多条邻相通电 母线对大电流互感器干扰的示意图。图7是将图5所示的六相排列的大电流母线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对至少一个邻相通电母线在大电流互感器铁心内产生的磁场进行模拟的方法，所述方法包括：　在大电流互感器的铁心上缠绕至少一对等效绕组，其中每对等效绕组由两段安匝数相同且反极性串联在一起的绕组构成，并且基于大电流互感器铁心的外径Ｒ以及 邻相母线距大电流互感器铁心中心的距离Ｄ来确定每对等效绕组的安匝数及缠绕角度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄松岭，江波，屈凯峰，吴静，杨鹏，张皓，赵伟，
申请(专利权)人：清华大学，四川电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]