随着电力供应改革的深入，预计未来发电机组除了投资发电厂运营外，在销售、新部门分销、区域间输电系统和整个产业链运营方面也将有更大的发展空间。能源计量作为结算交易的重要基础，也将越来越受到内部业务管理的重视，以从大规模运营转向精细化管理。发电机出口和测量将越来越受到重视，尤其是作为数百万发电机输出转换器数据的无标记测量，及时、准确和保存，为使用真实客观的数据做出商业决策提供基础。
1电流互感器的高频等效电路模型
1.1电流互感器及其低频等效电路
电流互感器是电气系统中常用的主要电气设备。其主要功能是将高电压、大电流转换为低电压、小电流，为能量测量和继电保护提供信号源。油浸式电流互感器的绝缘通常由主电容屏和终屏组成，具有同轴结构和良好的脉冲电压频率响应特性，范围可达MHz，具有波形失真和电压稳定的特点。通过测量浸入油中的功率转换器的最终屏幕，它失去功率并将其集成到地面，从而可以转换为总线电压。具体实现是使用由罗氏线圈组成的电流传感器来检测电容器在地上的电流，并通过集成电阻器获得与阻断电流有关的电压信号，然后对电压信号进行积分，以恢复作用在电容器上的第一电压波形。
1.2电流互感器的高频等效电路
电流互感器的低频等效电路将逆变器等效为C0电容器，并联电阻R0不随频率变化。然而，当不同形式的浪涌作用于电容器件时，接地泄漏电流的幅度和频率变化很大。在兆赫频率分量的作用下，包括传输电压。电流互感器本身的寄生电感及其产生的谐振特性很难忽视其传输特性。此时，电流互感器的第一电压波形不应简单地用电容器和电阻器的并联模型来描述，而应通过电容器分布参数、电阻器和寄生电感来描述，传输系数K和主电压频率之间的比率并不简单地与电容器成比例。本文提出了一种电力变压器的高频等效模型，该模型输入电力变压器中心导体的U电压，并发出电力变压器I屏的最终电流。为了便于理解本文提出的等效高频电路，油浸式电流互感器的绝缘主要由电容器的主屏和最终屏组成，采用同轴结构。主容量屏幕不接地，并用绝缘油隔离；最后的屏幕来了。考虑到实际的转换器是一个U形结构。
2电源设计方案
2.1自动补偿控制原理
检查一次电路的电阻和电感的组成，电感比阻抗大得多。根据该特性曲线，使用并联或串联电容器进行无功功率补偿。当电容器被设置为谐振时，电容器的感应电流和电流的大小可以相等，方向可以相反，使得电容器的无功感应功率和无功功率可以相互平衡。该系统只需要有源部分容量，从而降低了电源、复合电子电源、电源和电流互感器等设备的容量要求。电路组成为等效阻抗和电感，并收集电路电压、电流幅值和相位等参数来计算电路功率因数。这种方法接线简单，可以根据电流校准接线完成，无需额外接线。分析和计算不需要手动操作。
2.2电力电子电源与电工电源的复合电源
传统电流互感器的电源由单相电压调节器提供。对于150kVA单相电压调节器，输入电压为400V，输入电流不小于375A。这种类型的电源存在三相不平衡问题，配电变压器配有三相不平衡保护。这种类型的电源受到严格限制。此外，能量使用效率低，电流高，所需的导线厚度厚，并且损耗也大。该系统的复合电源采用电子电源技术，将三相电源转换为单相可调电源。当输出功率低且输出电压很低时，这种类型的电子电源通常具有不稳定的输出和显著的波形失真。该系统采用电子电源与电源相结合的方式，采用串联低功率可编程电源与电子电源相结合，实现全功率范围、优异的输出波形和稳定的输出电压。电源是从电子电源转换为单相电源的三相电源。当额定功率为150kVA时，输入电流约为230A，转换为单相电源时，输出电流约为500A。该模式解决了三相功率不平衡的问题，降低了输入电源线的电流，提高了功耗，降低了线路损耗。
3试验结果保护逻辑改进
3.1保护逻辑改进方案
电流传感器的二次电路经常发生在中性线发生故障时，但是当系统正常运行时，中性线发生故障后，次级电流可以正常传输，导致无法检测到异常，避免和减少类似情况，从而导致保护失效和放电事件。本文提出以下逻辑增强方案：电流传感器二次回路的中性导体去掉后，二次回路没有零阶，即使不对称质量短路，也没有零阶电流。去掉电流互感器二次回路的中性导体，可以连接到保护装置。现场将专用零序电流互感器配置为外部零序电流保护器件，在保护操作期间作为外部零序电流进行监控，如果在激活零序电流后自动生成外部零序电流，则保护使用初始电流样本来执行逻辑。
3.2改进方案的仿真验证
本文使用基于IEC61850的新建模测试平台来验证上述改进逻辑的可行性。该平台将实时xPCTarget操作系统与低成本工业控制计算机相结合,并使用MATLAB/Simulink图形软件作为继电保护原理的开发工具。系统仿真采用实时仿真系统,根据IEC61850标准,通过消息结构和网络仿真验证平台的硬件结构。具有实时安全逻辑的工业控制计算机取代了实际的保护装置。安全逻辑使用 Simulink 来开发和调试安全逻辑。工业控制计算机和RTplus仿真系统通过IEC61850SV和GOOSE协议实时交互。开发主机和工业控制计算机之间的通信使用标准的TCP/IP协议。使用 Simulink 设计控制变量并实时记录工业控制计算机安全逻辑错误的机器。
结束语
通过分析电流特性和电流互感器二次回路中性导体在进一步故障时的电阻,确认测试结果的正确性。为了避免电流互感器二次电路零点中断后出现保护故障和泄漏事件,本文还提出了改进保护逻辑的适当方案。模拟结果证实了改进逻辑的可行性。参考文献
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