[发明专利]电力系统中铁心线圈低功率电流互感器模型及其建模方法

摘要

本发明公开了一种电力系统中铁心线圈低功率电流互感器模型及其建模方法。该铁心线圈低功率电流互感器通过一个分流电阻Rsh将二次电流转换成电压输出，实现I/V变换。由于分流电阻很小，故二次绕组消耗的功率很小，负荷要求的二次功率也很小，因此其测量范围和准确度较为理想。铁心线圈式低功率电流互感器的测量范围较大，尺寸较小。该铁心线圈低功率电流互感器模型的主要环节包括传感头单元、放大环节、移相环节和隔直环节，该模型的建立基于RTDS系统中CBuilder自定义元件开发环境，能够满足用户对电力系统数字动模仿真软件不断增加的需求。本发明同时公开该铁心线圈低功率电流互感器模型的建模方法。

主权项

电力系统中铁心线圈低功率电流互感器模型，该模型通过一个取样电阻Rsh将电力系统中的二次电流转换成电压输出，实现I/V变换；在理想情况下，铁心线圈低功率互感器的二次输出电压与电力系统的一次电流成正比，能够真实地反应电力系统中一次电流的情况；该模型包括如下单元：（1）传感头单元传感头是获取一次电流信号的关键部件，在电子式互感器中相当于信号源；忽略电容和负荷时，传感头的传递函数如下： H 0 ( s ) = U s I p = sL m R Fe R sh s ( R Fe + L m R s + L m R sh ) + R Fe R s + R Fe R sh = K h · sT h sT h + 1 - - - ( 1 ) 式中：Ip为一次电流；Us为二次输出电压；Rsh为取样电阻；RFe为铁心损耗等效电阻；Lm为等效归一化电感；Rs为二次绕组的总电阻；Kh为传感头等效增益；Th为传感头等效时间常数；s为时间对应频域的变量；（2）放大环节传感头的输出电压变化范围较大，电压信号在A/D转换前需通过放大电路对传感头的输出电压进行放大，放大环节的传递函数为；H1(s)＝K1*K2＝14.9                       （2）式中：K1、K2分别为放大环节增益；（3）移相环节经过传感头的处理，此时的输出电压信号与一次电流信号存在相位差，需要进行补偿相位，该移相环节的传递函数为： H 2 ( s ) = 1 - sT ph 1 + sT ph - - - ( 3 ) 式中：Tph为移相环节的时间常数，一般取5×10‑7；（4）隔直环节移相环节的输出信号存在直流信号，需要隔直环节，其传递函数为： H 3 ( s ) = sT g 1 + sT g - - - ( 4 ) 式中：Tg为隔直环节的时间常数，一般取1.1。