基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010649855.2 (22)申请日 2020.07.08 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号 (72)发明人 杨鸣司马文霞熊钊袁涛 孙魄韬 (74)专利代理机构 重庆缙云专利代理事务所 (特殊普通合伙) 50237 代理人 王翔 (51)Int.Cl. G01R 19/165(2006.01) G01R 15/20(2006.01) G01R 15/18(2006.01) (54)发明名称 基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算 方。

2、法 (57)摘要 本发明公开基于电磁式电压互感器的暂态 过电压反算方法， 主要步骤为： 1)建立电压互感 器电磁对偶模型； 2)对电压互感器电磁对偶 模型进行开路试验； 3)对电压互感器电磁对偶 模型进行短路试验； 4)建立两条励磁支路深度饱 和时的励磁曲线； 5)结合两条励磁支路未饱和时 的单值磁化曲线和深度饱和时的励磁曲线， 从而 表征电压互感器铁芯饱和特性； 6)实时监测电压 互感器二次侧过电压， 并根据基尔霍夫电压电流 定律和PT电磁对偶模型中每个元件的伏安关 系反演计算得到一次侧过电压的时序波形数据。 本发明可以准确地通过互感器的二次畸变电压 和互感器模型来测量电力系统中的暂态过电压。

3、， 能够反映真实过电压事故的时序演进过程。 权利要求书3页 说明书8页 附图5页 CN 111879996 A 2020.11.03 CN 111879996 A 1.基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法， 其特征在于， 主要包括以下步骤： 1)基于所述电压互感器电磁对偶模型、 绕组与铁芯电磁耦合机制建立考虑几何物理结 构的电压互感器电磁对偶 模型。 其中， 电压互感器一次绕组等效为理想变压器I， 二次绕组 等效为理想变压器II； 所述电压互感器电磁对偶 模型具有两条励磁支路， 分别记为励磁支 路I和励磁支路II； 2)对电压互感器电磁对偶 模型进行开路试验， 从而确定电磁对偶 模型的两条。

4、励磁支 路励磁电阻Rm1、 Rm2的数值， 基于梯形积分法分别建立两条励磁支路未饱和时的单值磁化曲 线； 3)对电压互感器电磁对偶 模型进行短路试验， 从而确定电磁对偶 模型的漏感Ls和绕 组电阻Rs的数值； 测量绕组直流电阻， 并根据绕组直流电阻将绕组电阻Rs分配到电压互感器 电磁对偶 模型的两侧， 即设置电压互感器一次侧的绕组电阻为Rs1， 二次侧的绕组电阻为 Rs2； 4)将交直流混合电源作为激励源， 激励并测试电压互感器铁芯在不同饱和程度下的励 磁电感； 根据电压互感器 模型两条励磁支路参数和电压互感器 模型电路结构对端口励磁 电感进行分配， 得到两条励磁支路的深度饱和电感Lm1和深度。

5、饱和电感Lm2； 将两条励磁支路 的深度饱和电感转化为励磁曲线深度饱和段的数据点， 建立两条励磁支路深度饱和时的励 磁曲线； 5)结合两条励磁支路未饱和时的单值磁化曲线和深度饱和时的励磁曲线， 从而表征电 压互感器铁芯饱和特性； 6)基于基尔霍夫电压、 电流定律和PT电磁对偶 模型中电磁元件伏安特性推导得到基 于反算电路模型的离散反演算法， 实时监测电压互感器二次侧电压数据， 反演计算得到一 次侧过电压的时序波形数据。 2.根据权利要求1或2所述的基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法， 其特征在 于， 当电压互感器工作在非饱和区时， 模型的两个励磁电感远大于漏感， 不计漏感影响， 对 端口。

6、励磁电感进行分配的方法为： 将磁通和励磁电阻平均分配到两条励磁支路； 其中， 两条励磁曲线的磁通、 电流和电阻分别满足下式： 1 2 (1) Rm1Rm22Rm (3) 式中， 表示磁通； i表示电流， Rm表示电阻； 下标1表示励磁支路I； 下标2表示励磁支路 II。 3.根据权利要求1所述的基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法， 其特征在于， 当电压互感器工作在饱和区时， 两条励磁曲线的深度饱和电感Lm1_s和深度饱和电感Lm2_s分 配如下： 权利要求书 1/3 页 2 CN 111879996 A 2 式中， s1(n)、 s2(n)分别表示两条励磁曲线第n个离散磁通数据； is1。

7、(n)、 is2(n)分别表 示两条励磁曲线第n个离散电流数据； 两条励磁曲线的电流分别满足下式： is1(n)+is2(n)is(n) (7) 式中， n为二次侧离散数据序号， n1， 2， 3， ； is(n)为两条励磁曲线第n个离散总电 流数据。 4.根据权利要求1所述的基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法， 其特征在于， 反算一次侧过电压的时序波形数据的主要步骤如下： 1)根据电压互感器的变压特性与隔离特性， 设定电压互感器一次侧线圈匝数和二次侧 线圈匝数满足下式： 式中， N1： N表征电磁式电压互感器的变压特性， k为电压互感器变比， 其值取决于一次侧 绕组与二次侧绕组匝数比；。

8、 N： N2表征电磁式电压互感器的隔离特性； 2)低频或高幅值暂态过电压作用于PT时， 电压互感器工作在饱和或深度饱和状态下， 此时流过励磁电感的电流iLm1与iLm2与励磁电感磁通表现出非线性特性， 即满足以下非线性 函数： iLm1fLm1( 1)； iLm2fLm2( 2) (9) 式中， fLm1( 1)、 fLm2( 2)分别表示关于励磁支路I磁通 1的非线性函数和关于励磁支路 II磁通 2的非线性函数； 其中， 励磁电感Lm2的交链磁通 2(n)满足下式： 式中， u3为电压互感器二次侧励磁支路励磁电感Lm2两端电压； t为第n个离散电压数 据u3(n)和第n-1个离散电压数据u3。

9、(n-1)之间的时间差； 3)计算二次侧励磁支路电压u3， 即： 式中， u2为电压互感器二次侧电压； 4)由漏感Ls的伏安特性计算漏感电压， 主要步骤为： 4.1)建立漏感电压uLs的连续积分函数， 即： 式中， iRm1为流经励磁电阻Rm1的电流； 权利要求书 2/3 页 3 CN 111879996 A 3 4.2)将连续积分函数(12)转换为差分代数方程， 即： 式中， iLs(n)为流经漏感Ls的第n个离散电流数据； 4.3)对公式(13)进行解算， 得到漏感电压uLs； 5)计算一次侧励磁支路电压u5， 即： 6)计算电压互感器一次侧电流iRs1， 即： 7)计算一次侧端口电压u1。

10、， 即： u1u5+iRs1Rs1 (16)。 5.根据权利要求1所述的基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法， 其特征在于： 基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法用于还原一次侧真实波形。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111879996 A 4 基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法 技术领域 0001 本发明涉及电力技术， 具体是基于电磁式电压互感器的低频或高幅值暂态过电压 反算方法。 背景技术 0002 过电压是电网电磁暂态过程的重要表现形式， 对电气设备绝缘可靠性、 系统绝缘 配合、 继电保护和运行控制产生重要影响， 是威胁电网安全可靠运行的重要因素之一。 过电 压研究始终。

11、贯穿电力系统输配电装备及系统安全的重要阶段： 过电压是绝缘配合设计与校 验的重要依据， 是运行中事故溯源、 设备绝缘风险评估和维护的重要因素， 也是设备退役决 策的重要参考。 电力系统拥有避雷针、 避雷线、 避雷器和防雷接地等一系列过电压防护措 施， 但过电压现象仍时有发生并造成电气设备击穿、 放电、 闪络、 爆炸等一系列事故。 过电压 在线监测可实现过电压波形的在线捕捉和实时分析， 为过电压事故反演、 治理及数值仿真 研究提供真实的第一手数据。 0003 电压互感器是获取电力系统过电压信号的主要装置， 其核心电磁感应单元为铁 芯， 在监测具有宽幅和宽频特征的过电压(过电压全波数据)时存在本征。

12、物理缺陷： 高幅值 过电压会造成铁芯饱和， 导致二次侧电压波形严重失真； 电压互感器铁芯的动态磁化过程 具有频率依赖特性， 造成电压互感器的有效传感频率不超过500Hz， 成为制约过电压全波监 测的根本性问题。 对此， 人们从建立电压互感器宽频模型的角度出发， 提出真实还原一次侧 电压波形的方法， 取得了一定的研究成果， 例如以下两种： 0004 1)根据电压互感器二次侧电压信号及其宽频传输特性， 建立过电压反演计算模 型。 其宽频传输特性是采用矢量网络分析仪测量获得， 励磁信号小， 网络函数是线性的， 没 有考虑到铁芯的饱和非线性效应。 0005 2)将电压互感器传统T型等效电路与黑盒模型并。

13、联， 建立其宽频非线性并联扩展 模型， 可以考虑铁芯的饱和效应， 但T模型在模拟铁芯深度饱和时存在固有物理缺陷， 在仿 真低频或高幅值暂态过程时存在较大误差。 发明内容 0006 本发明的目的是提供基于电磁式电压互感器的低频或高幅值暂态过电压反算方 法， 以提高电压互感器针对低频暂态电压的感知能力。 基于电磁式电压互感器的低频或高 幅值暂态过电压反算方法， 主要包括以下步骤： 0007 1)基于互感器电磁对偶模型、 绕组与铁芯电磁耦合机制建立考虑几何物理结构的 电压互感器电磁对偶 模型。 其中， 电压互感器一次绕组等效为理想变压器I， 二次绕组等效 为理想变压器II。 所述电压互感器电磁对偶 。

14、模型具有两条励磁支路， 分别记为励磁支路I 和励磁支路II。 电压互感器电磁对偶 模型中一次绕组、 二次绕组间的电容和电压互感器二 次侧电容在研究低频或高幅值暂态电压工作特性时可忽略。 0008 2)对电压互感器电磁对偶 模型进行标准开路试验， 从而确定电磁对偶 模型的两 说明书 1/8 页 5 CN 111879996 A 5 条励磁支路励磁电阻Rm1、 Rm2的数值， 并分别建立两条励磁支路未饱和时的单值磁化曲线。 0009 3)对电压互感器电磁对偶 模型进行短路试验， 从而确定电磁对偶 模型的漏感Ls 和绕组电阻Rs的数值。 测量绕组直流电阻， 并根据绕组直流电阻将绕组电阻Rs分配到电压。

15、互 感器电磁对偶 模型的两侧， 即设置电压互感器一次侧的绕组电阻为Rs1， 二次侧的绕组电阻 为Rs2。 0010 4)将交直流混合电源作为激励源， 测试电压互感器铁芯在不同饱和程度下的励磁 电感， 考虑电压互感器不同端口励磁支路励磁特性的差异， 基于电路模型提出端口励磁曲 线的分配方法， 根据分配原理分别得到两条励磁支路的深度饱和电感Lm1_s和深度饱和电感 Lm2_s。 将两条励磁支路的深度饱和电感转化为励磁曲线深度饱和段的数据点， 建立两条励 磁支路深度饱和时的励磁曲线。 交直流混合电源包括函数发生器和功率放大器。 所述函数 发生器产生激励脉冲， 并通过功率放大器放大后发送至电压互感器。。

16、 0011 当电压互感器工作在非饱和区时， 模型的两个励磁电感远大于漏感， 可以忽略漏 感影响， 对端口励磁电感进行分配的方法为： 将磁通和励磁电阻平均分配到两条励磁支路。 0012 其中， 两条励磁曲线的磁通、 电流和电阻分别满足下式： 0013 1 2 (1) 0014 0015 Rm1Rm22Rm (3) 0016 式中， 表示磁通。 i表示电流， Rm表示电阻。 下标1表示励磁支路I。 下标2表示励磁 支路II。 0017 当电压互感器工作在饱和区时， 两条励磁曲线的深度饱和电感Lm1_s和深度饱和电 感Lm2_s分配如下： 0018 0019 0020 式中， n为二次侧离散数据序号。

17、， n1， 2， 3， 。 s1(n)、 s2(n)分别表示两条励磁 曲线第n个离散磁通数据。 is1(n)、 is2(n)分别表示两条励磁曲线第n个离散电流数据。 0021 其中， 两条励磁曲线的电流分别满足下式： 0022 0023 is1(n)+is2(n)is(n) (7) 0024 式中， is(n)为两条励磁曲线第n个离散总电流数据。 0025 5)结合两条励磁支路未饱和时的单值磁化曲线和深度饱和时的励磁曲线， 从而表 征电压互感器铁芯饱和特性。 0026 6)基于基尔霍夫电压、 电流定律和PT电磁对偶 模型中电磁元件伏安特性推导得 到基于反算电路模型的离散反演算法， 实时监测电压。

18、互感器二次侧电压数据， 反演计算得 到一次侧过电压的时序波形数据。 0027 反算一次侧过电压的时序波形数据的主要步骤如下： 说明书 2/8 页 6 CN 111879996 A 6 0028 6.1)根据电压互感器的变压特性与隔离特性， 设定电压互感器一次侧线圈匝数和 二次侧线圈匝数满足下式： 0029 0030 式中， N1： N表征电压互感器的变压特性， k为电磁式电压互感器变比， 其值取决于 一次侧绕组与二次侧绕组匝数比。 N： N2表征电磁式电压互感器的隔离特性。 0031 6.2)低频或高幅值暂态过电压作用于PT时， 电压互感器工作在饱和或深度饱和状 态下， 此时流过励磁电感的电流。

19、iLm1与iLm2与励磁电感磁通表现出非线性特性， 即满足以下 非线性函数： 0032 iLm1fLm1( 1)。 iLm2fLm2( 2) (9) 0033 式中， fLm1( 1)、 fLm2( 2)分别表示关于励磁支路I磁通 1的非线性函数和关于励磁 支路II磁通 2的非线性函数。 0034 其中， 励磁电感Lm2的交链磁通 满足下式： 0035 0036 式中， u3为电压互感器二次侧励磁支路励磁电感Lm2两端电压。 t为第n个离散电 压数据u3(n)和第n-1个离散电压数据u3(n-1)之间的时间差。 0037 6.3)计算二次侧励磁支路电压u3， 即： 0038 0039 式中， 。

20、u2为电压互感器二次侧电压。 0040 6.4)由漏感Ls的伏安特性计算漏感电压， 主要步骤为： 0041 6.4.1)建立漏感电压uLs的连续积分函数， 即： 0042 0043 式中， iRm1为流经励磁电阻Rm1的电流。 0044 6.4.2)将连续积分函数(12)转换为差分代数方程， 即： 0045 0046 式中， iLs(n)为流经漏感Ls的第n个离散电流数据。 0047 6.4.3)对公式(13)进行解算， 得到漏感电压uLs。 0048 6.5)计算一次侧励磁支路电压u5， 即： 0049 0050 6.6)计算电压互感器一次侧电流iRs1， 即： 说明书 3/8 页 7 CN。

21、 111879996 A 7 0051 0052 6.8)计算一次侧端口电压u1， 即： 0053 u1u5+iRs1Rs1 (16) 0054 值得说明的是， 所述过电压反算过程， 是在二次侧过电压波形已知的情况下， 由基 尔霍夫电压电流定律和每个元件的电压、 电流关系， 从二次侧依次往一次侧反算， 获取一次 侧过电压的时序波形数据。 0055 本发明的技术效果是毋庸置疑的， 电磁式电压互感器铁芯渐变饱和特性的表征准 确度对于电压反算的误差影响较大， 准确的表征励磁曲线的渐变饱和区是实现准确反算的 前提， 本发明提供的电磁式电压互感器的低频或高幅值暂态过电压反算方法， 相对于现有 过电压在线。

22、监测技术， 具有如下优点： 不改动现有一次侧设备的电气连接方式， 不引入任何 非标一次设备， 只需在现有的电压互感器基础上增加二次侧采集装置及存储装置， 成本低； 可以准确地测量电力系统中的由铁芯非线性引起的低频或高幅值暂态过电压， 能够反映真 实过电压事故的时序演进过程。 0056 本发明所提算法还原一次侧真实波形， 最大误差大幅降低， 可不新增任何非标一 次设备， 而极大地提高了PT(电压互感器)对于低频暂态电压的准确测量与感知能力。 附图说明 0057 图1为电磁式电压互感器结构图； 0058 图2为电磁对偶原理图I； 0059 图3为电磁对偶原理图II； 0060 图4为考虑铁芯的电磁。

23、式电压互感器电路示意图； 0061 图5为电磁式电压互感器低频或高幅值暂态过电压反算模型； 0062 图6为开路试验获取的不同电压下的磁滞回环及基本磁化曲线； 0063 图7为电磁式电压互感器深度饱和试验平台； 0064 图8为电磁式电压互感器 模型的两条励磁支路的拟合曲线； 0065 图9为电压互感器高幅值高频谐振电压的实测与反算波形； 0066 图10为电压互感器高幅值暂态电压的实测与反算波形； 0067 图11为电压互感器反算电压频谱对比； 具体实施方式 0068 下面结合实施例对本发明作进一步说明， 但不应该理解为本发明上述主题范围仅 限于下述实施例。 在不脱离本发明上述技术思想的情况。

24、下， 根据本领域普通技术知识和惯 用手段， 做出各种替换和变更， 均应包括在本发明的保护范围内。 0069 实施例1： 0070 参见图1至图5， 基于电磁式电压互感器的低频或高幅值暂态过电压反算方法， 主 要包括以下步骤： 0071 1)参见图2至图4， 基于互感器电磁对偶模型、 绕组与铁芯电磁耦合机制建立考虑 几何物理结构的电压互感器电磁对偶 模型。 图2中， F1、 F2为激励电源， 1、 2分别表示励磁支 说明书 4/8 页 8 CN 111879996 A 8 路I和励磁支路II。 图3中， i1、 i2分别作为深度饱和电感Lm1和深度饱和电感Lm2的电流源。 其 中， 电压互感器一。

25、次绕组等效为理想变压器I， 二次绕组等效为理想变压器II。 所述电压互 感器电磁对偶 模型具有两条励磁支路， 分别记为励磁支路I和励磁支路II。 针对电磁式电 压互感器低频或高幅值暂态电压的反算研究， 建模时可忽略杂散电容的影响。 0072 2)对电压互感器电磁对偶 模型进行开路试验， 从而确定电磁对偶 模型的两条励 磁支路的励磁电阻Rm1、 励磁电阻Rm2的数值， 并分别建立两条励磁支路未饱和时的单值磁化 曲线。 0073 3)对电压互感器电磁对偶 模型进行短路试验， 从而确定电磁对偶 模型的漏感Ls 和绕组电阻Rs的数值。 测量绕组直流电阻， 并根据绕组直流电阻将绕组电阻Rs分配到电压互 。

26、感器电磁对偶 模型的两侧， 即设置电压互感器一次侧的绕组电阻为Rs1， 二次侧的绕组电阻 为Rs2。 0074 4)将交直流混合电源作为激励源， 测试电压互感器铁芯在不同饱和程度下的励磁 电感， 并根据分配原理分别得到两条励磁支路的深度饱和电感Lm1_s和深度饱和电感Lm2_s。 将 两条励磁支路的深度饱和电感转化为励磁曲线深度饱和段的数据点， 建立两条励磁支路深 度饱和时的励磁曲线。 交直流混合电源包括函数发生器和功率放大器。 所述函数发生器产 生激励脉冲， 并通过功率放大器放大后发送至电压互感器。 当电压互感器工作在非饱和区 时， 对端口励磁电感进行分配的方法为： 将磁通和励磁电阻平均分配。

27、到两条励磁支路。 0075 其中， 两条励磁曲线的磁通、 电流和电阻分别满足下式： 0076 1 2 (1) 0077 0078 Rm1Rm22Rm (3) 0079 式中， 表示磁通。 i表示电流， Rm表示电阻。 下标1表示励磁支路I。 下标2表示励磁 支路II。 0080 当电压互感器工作在饱和区时， 两条励磁曲线的深度饱和电感Lm1_s和深度饱和电 感Lm2_s分配如下： 0081 0082 0083 式中， n为二次侧离散电压数据序号， n1， 2， 3， 。 s1(n)、 s2(n)分别表示两条 励磁曲线第n个离散磁通数据。 is1(n)、 is2(n)分别表示两条励磁曲线第n个离。

28、散电流数据。 0084 其中， 两条励磁曲线的电流分别满足下式： 0085 0086 is1(n)+is2(n)is(n) (7) 0087 式中， is(n)为两条励磁曲线第n个离散总电流数据。 0088 5)结合两条励磁支路未饱和时的单值磁化曲线和深度饱和时的励磁曲线， 从而表 征电压互感器铁芯饱和特性。 说明书 5/8 页 9 CN 111879996 A 9 0089 6)基于基尔霍夫电压、 电流定律和PT电磁对偶 模型中电磁元件伏安特性推导得 到基于反算电路模型的离散反演算法， 实时监测电压互感器二次侧电压数据， 反演计算得 到一次侧过电压的时序波形数据。 。 0090 反算一次侧过。

29、电压的时序波形数据的主要步骤如下： 0091 6.1)根据电压互感器的变压特性与隔离特性， 设定电压互感器一次侧线圈匝数和 二次侧线圈匝数满足下式： 0092 0093 式中， N1： N表征电压互感器的变压特性， n为电磁式电压互感器变比， 其值取决于 一次侧绕组与二次侧绕组匝数比。 N： N2表征电磁式电压互感器的隔离特性。 0094 6.2)低频或高幅值暂态过电压作用于PT时， 电压互感器工作在饱和或深度饱和状 态下， 此时流过励磁电感的电流iLm1与iLm2与励磁电感磁通表现出非线性特性， 即满足以下 非线性函数： 0095 iLm1fLm1( 1)。 iLm2fLm2( 2) (9)。

30、 0096 式中， fLm1( 1)、 fLm2( 2)分别表示关于励磁支路I磁通 1的非线性函数和关于励磁 支路II磁通 2的非线性函数。 0097 其中， 励磁电感Lm2的交链磁通 满足下式： 0098 0099 式中， u3为电压互感器二次侧励磁支路励磁电感Lm2两端电压。 t为第n个离散电 压数据u3(n)和第n-1个离散电压数据u3(n-1)之间的时间差。 0100 6.3)计算二次侧励磁支路电压u3， 即： 0101 0102 6.4)由漏感Ls的伏安特性计算漏感电压， 主要步骤为： 0103 6.4.1)建立漏感电压uLs的连续积分函数， 即： 0104 0105 式中， iRm。

31、1为流经励磁电阻Rm1的电流。 0106 6.4.2)将连续积分函数(12)转换为差分代数方程， 即： 0107 0108 式中， iLs(n)为流经漏感Ls的第n个离散电流数据。 0109 6.4.3)对公式(13)进行解算， 得到漏感电压uLs。 0110 6.5)计算一次侧励磁支路电压u5， 即： 0111 说明书 6/8 页 10 CN 111879996 A 10 0112 6.6)计算电压互感器一次侧电流iRs1， 即： 0113 0114 6.8)计算一次侧端口电压u1， 即： 0115 u1u5+iRs1Rs1 (16) 0116 实施例2： 0117 参见图6至图11， 基于。

32、电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法的实验， 主要如 下： 0118 1)建模： 以10kV单相电磁式电压互感器为研究对象进行建模， 其型号为JDZ10(G)- 10B3， 容量为15VA， 铁芯材料为10JNEX900无取向硅钢。 0119 2)开路试验： 为了获得铁芯单值无磁滞磁化曲线， 进行多组开路试验， 施加在PT (电压互感器)二次侧的电压从0.1pu逐渐增加。 由于PT额定工作点低， 且额定容量为15VA， 结合实验室条件， 开路试验最大电压施加到1.4pu， 试验数据如表1所示， 其对应的磁滞回线 和单值磁化曲线如图4所示， 电压互感器的励磁电阻为1237.7欧。 分析可知， 当。

33、电压U 141.4V时， 峰值电流为0.822A， 为PT二次侧额定电流(0.15A)的5-6倍， 此时铁芯饱和程度已 较高。 0120 表1电磁式电压互感器的单值磁化曲线数据 0121 0122 3)短路试验： 将电压互感器的二次测(1a-1b端)短路， 电压施加在一次侧。 逐渐增 加电压使电流达到额定值(0.15A)， 测量并记录电压和电流。 计算得到的的绕组电阻和漏感 参数： 获得漏感Ls1.96mH， 绕组电阻为Rs0.6756， 由试验变压器一、 二次侧绕组直流电 阻Rdc12.2677k， Rdc20.3945， 计算得到电磁对偶 模型一、 二次侧绕组电阻分别为： Rs10.25，。

34、 Rs20.43。 0123 4)深度饱和试验： 搭建电压互感器深度饱和电感测试平台， 如图5所示， 函数发生 器产生带有交流耦合信号的直流电压， 功率放大器用于提供足够的电源容量。 在测得了电 压互感器电磁对偶 模型两条励磁支路的深度饱和电感后， 将它们转化为深度饱和励磁曲 线上的数据， 结果如表2所示。 结合上述开路试验得到的励磁曲线， 获得了两条考虑深度饱 和的励磁曲线， 如图8所示。 0124 表2不同饱和状态下的数据分配结果 说明书 7/8 页 11 CN 111879996 A 11 0125 0126 5)根据以上数据， 在Matlab中编写了基于电磁式电压互感器的暂态过电压的反。

35、算 程序， 并进行了分频铁磁谐振过电压的反算验证。 搭建了电磁式电压互感器的分频铁磁谐 振试验平台， 在互感器一次侧产生了分频铁磁谐振过电压， 在互感器二次侧测量得到了响 应的波形， 根据实施例1提出的暂态过电压反算方法， 将电压互感器二次侧的电压波形反算 到一次侧， 结果如图9和图10所示。 由反算波形对比图可知， PT二次侧电压的畸变部分得到 了较高程度的还原。 0127 反算结果相对误差可表示为： 0128 0129 0130 其中： U1为本文方法反算得到的一次侧反算电压， V。 U1为一次侧真实电压值， V。 Er 为反算电压相对于真实电压的相对误差。为反算波形的整体误差， N为PT。

36、端口采集数据 量。 n0,1,2,N。 0131 表3反算电压和归算电压误差对比 0132 0133 针对电磁式电压互感器工频过电压试验中的反算电压、 一次真实电压、 二次归算 电压进行傅里叶分解， 将离散电压数据其中主要的谐波分量如图11所示。 0134 由表3中的误差分析以及图10中的频谱分析可得， 通过本文提出的基于电磁式电 压互感器反算算法计算得到的反算电压整体反算误差仅为4.6， 且最大误差由原始的 65.64降低至9， 明显提高了电压互感器暂态电压的感知水平。 此外， 由频谱分析可知， 归算电压中存在较多的高次谐波， 反算电压与真实电压的谐波分量基本一致， 证明反算电 压可以较为准确的得到一次侧真实电压数据。 说明书 8/8 页 12 CN 111879996 A 12 图1 图2 说明书附图 1/5 页 13 CN 111879996 A 13 图3 图4 图5 说明书附图 2/5 页 14 CN 111879996 A 14 图6 图7 说明书附图 3/5 页 15 CN 111879996 A 15 图8 图9 说明书附图 4/5 页 16 CN 111879996 A 16 图10 图11 说明书附图 5/5 页 17 CN 111879996 A 17 。