諧波對電流互感器的傳變特性及電能計量影響研究.pdf

1、隨著非線性負載的增多,電網(wǎng)中的諧波含量明顯增大,諧波污染問題日益嚴重。諧波畸變不僅會損耗變壓器和電纜等設備的使用壽命、使保護裝置誤動、干擾數(shù)據(jù)通信等,還會對電能計量產(chǎn)生很大影響。針對電能計量,相關研究注重于諧波畸變下電能表計量的準確性和計量方式的改進,往往忽略了電能計量裝置中與電能表配合使用的電流互感器所帶來的影響。面對實際電網(wǎng)越來越復雜的信號,基于工頻設計的電流互感器面臨著極大挑戰(zhàn)。針對諧波畸變信號下電流互感器的傳變特性所引起的誤差,

2、進而導致對電能計量的影響的一些相關問題,本文展開了研究,主要研究內容如下:
　　首先,介紹了電流互感器的工作原理,依據(jù)其等值電路詳細分析了一、二次側各參數(shù)間的關系和電流互感器誤差產(chǎn)生的原因。利用相量圖和電磁關系得到電流互感器的比值差和相位差表達式,針對影響電流互感器誤差的一些因素做了深入研究。
　　第二,對于現(xiàn)有的電流互感器模型進行總結歸納,詳細分析各類模型的優(yōu)缺點。結合本文研究內容及模型特點,選取了諧波畸變下仿真與實際結果

3、較為接近的J-A和LUCUS模型,為接下來的研究作了準備工作。
　　第三,建立了電流互感器在直流分量下的等效分析模型。推導得到了在直流分量下電流互感器傳變誤差的計算公式。經(jīng)計算得知,直流分量對電流互感器的傳變誤差影響很大。由基波的有功功率誤差量化了直流分量與電能計量之間的關系。對于提高直流分量下電流互感器的傳變性能提出了一些改善的建議。
　　第四,為了在異步采樣下減少頻譜泄漏,采用基于Hanning窗的FFT算法,提高諧波分

4、析的精度。對比頻率響應方法,提出一種分析諧波條件下電流互感器傳變特性的新方法,通過仿真對比發(fā)現(xiàn),頻率響應方法所得的結果可能不是實際可靠的。對諧波條件下影響電流互感器傳變特性的一些因素作了深入研究。
　　第五,考慮電流互感器非線性影響,推導了諧波有功功率誤差表達式。研究表明,電流互感器非線性所產(chǎn)生的相位差可能會諧波有功功率的測量帶來的很大影響,進而影響電能計量。利用PSCAD模擬實際情況工作環(huán)境,將電流互感器置于諧波污染的電路中和對