CN204758750U - 一种电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置 - Google Patents
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Abstract
一种电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置，所述装置包括三绕组主变压器、母线、开关和电流互感器；两个三绕组主变压器高压侧分别连接Line1母线和Line2母线；主变压器T1的高、中、低压三侧的开关分别连接Brk1开关、Brk3开关和Brk5开关；主变压器T2的高、中、低压三侧的开关分别连接Brk2开关、Brk4开关和Brk6开关；两台变压器T1和T2的中压侧分别连接母线Bus1和母线Bus2；低压侧分别连接母线Bus3和母线Bus4；其中母线Bus1和母线Bus2通过母联开关Brk7连接并列运行，母线Bus3和母线Bus4通过母联开关Brk8连接并列运行。本实用新型动态评估仿真模型装置通过与仿真工作站和RTDS仿真器结合，搭建动态模型，实现了电流互感器的数字动模测试。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置，属电力测试技术领域。
背景技术
随着特高压电网的建设和大容量机组的相继接入，电网结构发生着巨大变化，全网每年短路电流攀升较快。根据江西省近几年的短路电流计算结果，发现省内存在部分电流互感器（TA）短路电流倍数超标，不满足电流互感器（TA）准确限制系数的要求。因此，我们需要研究出一种能够对电流互感器抗短路能力的评估方法，对经计算超标的电流互感器进行分析评估，进一步判定其是否满足运行要求。
RTDS是全数字实时仿真系统，因此它被广泛的运用于电力系统仿真与分析，它能直接连接到电力系统控制和保护装置上。通过在RTDS系统上搭建与现场实际等值的模型，并输入系统实际运行参数来模拟仿真，这些输出结果真实地代表了在实际网络中的情形。基于RTDS系统的评估比其他理论计算和静态测试评估方法更全面，因为我们能够通过RTDS系统能模拟及搭建不同的故障逻辑，来模拟许多恶劣且在很现实中难以出现的故障，而这对于常规物理系统来说是很难实现的。
在常规的电流互感器测试中，电流互感器的测试项目众多，大部分测试项目都采用静态的测试方法，如用电流互感器测试仪大多数只能对电流互感器进行静态特性测试，对于考验电流互感器抗短路电流能力以及其是否发生饱和而使得二次波形畸变的情况往往不易发现。为此，开发一种新型的电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置很有必要。
发明内容
本实用新型的目的是，构建一套电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置。
本实用新型的技术方案是，建立一种电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置，实现其对电流互感器抗短路能力的评估。其装置的建立依据需要评估的电流互感器所属的变电站/线路的现场实际运行的具体接线方式来构建。
本实用新型建立了动态评估仿真模型装置，该模型装置适用于220kV及以上电压等级的电流互感器评估。
所述动态评估仿真模型装置包括三绕组主变压器、母线、开关、电流互感器、主变保护器和RTDS全数字实时仿真系统；两个三绕组主变压器高压侧分别连接Line1母线和Line2母线；主变压器T1的高、中、低压三侧的开关分别连接Brk1开关、Brk3开关和Brk5开关；主变压器T2的高、中、低压三侧的开关分别连接Brk2开关、Brk4开关和Brk6开关；两台变压器T1和T2的中压侧分别连接母线Bus1和母线Bus2；低压侧分别连接母线Bus3和母线Bus4；其中母线Bus1和母线Bus2通过母联开关Brk7连接并列运行，母线Bus3和母线Bus4通过母联开关Brk8连接并列运行；主变保护器连接RTDS全数字实时仿真系统。
所述两个三绕组主变压器，含有三个电压等级分别是220kV、110kV和10kV。
所述变压器T1高压侧配置了电流互感器，分别是绕组TA15和TA16；绕组TA15和TA16分别为变压器T1的两套主变保护器提供电流。
所述变压器T2高压侧配置了电流互感器，分别是绕组TA25和TA26；绕组TA25和TA26分别为变压器T2的两套主变保护器提供电流。
具体动态评估仿真模型装置示意图详细见图1所示。动态评估仿真模型装置建立后可以进一步将实际所需的变压器、线路、电流互感器、系统等值等参数进行设置，使得模型更加切合实际运行工况，从而能进一步准确评估的所需要评估的电流互感器。
为了检验电流互感器在不同故障发生情况下，互感器传变二次电流的准确性和精度，动态评估仿真模型装置在电网结构模型搭建的基础上，还另外设计搭建了不同类型的故障模型。
故障模型的逻辑组成后，可以动态模拟出各种不同类型的故障，这就与静态测试有着本质的区别。常规的静态测试中，一般都按照电流互感器测试仪固有的测试逻辑和程序进行设置，测试其伏安特性、拐点电压和饱和曲线等，对于电流互感器真实的抗短路能力测试不易实现。而动态评估方法能有效弥补这个不足，只要根据本装置设计搭建的测试逻辑，可以灵活模拟和控制电网发生不同故障类型下，其所需要评估的电流互感器一次和二次数据的动态记录和分析。
根据动态评估仿真模型装置，可以进行动态评估。
规程中对电流互感器的性能要求如下：（1）要求保护区内故障时，电流互感器误差不致影响保护可靠动作。（2）要求保护区外最严重故障时电流互感器误差不会导致保护误动作或无选择性动作。
根据以上性能要求，对电流互感器TA15、TA16、TA25和TA26在区内故障和区外故障时的性能进行评估。
本实用新型的有益效果是，本动态评估仿真模型装置通过与仿真工作站和RTDS仿真器结合，搭建动态模型，实现了电流互感器的数字动模测试。该动态评估仿真模型装置同时适用于不同电压等级的电流互感器，同时也适用于安装在不同位置电流互感器（如变压器三侧的电流互感器或者线路两侧电流互感器等）。该仿真模型装置对被测试品可根据实际的电网运行情况，进行离线等值的实时校核与评估。在检测过程中，运用该动态评估仿真模型装置所发现的问题是常规的静态测试过程中难以发现的，对于评估电流互感器抗短路能力具有广泛的适用性。
附图说明
图1为动态评估仿真模型装置结构示意图；
图２为变压器T1的高压侧仿真评估电流波形；
图３为TA15的二次电流评估波形；
图４为TA16的二次电流评估波形。
具体实施方式
本实用新型通过建立动态评估仿真模型装置来实现动态评估。
本实用新型的实例动态评估仿真模型装置结构如图1所示。
在评估过程中设置了整个装置的大、小两种运行方式。第一线路模型Line1和第二线路模型Line2的单位长度线路参数采用具体运行中的实际参数。该评估仿真模型，参数设置简单明了，适用于不同的电压等级。
本次测试过程中，为检验电流互感器抗短路能力，在离互感器不同的位置共设置一下几个短路点：
K1和K2：中压侧（110kV）母线处短路；
K3和K4：变压器高压侧出口短路；
K5和K6：低压侧（10kV）母线处短路。
为了检验电流互感器在不同故障发生情况下，互感器传变二次电流的准确性和精度，动态评估仿真模型装置在电网结构模型搭建的基础上，还另外设计搭建了不同类型的故障模型，可以灵活模拟和控制电网发生不同故障类型下，其所需要评估的电流互感器一次和二次数据的动态记录和分析。实施过程中，将变压器、线路、电流互感器、系统等值等参数输入模型。尤其是被评估的电流互感器相关参数，如：额定电流、型号及准确限制系数、额定容量、现场实测伏安特性曲线参数等。
具体实例如下：某站主变T1高压侧电流互感器的保护用两个绕组的额定电流800/5A，型号及准确限制系数10P20，额定容量30VA。现在需要对T1高压侧的电流互感器抗短路性能进行评估，接下来就利用基于RTDS的电流互感器抗短路评估方法进行评估如下。
为了验证被评估的电流互感器在最严重的故障情况下的抗短路性能水平，因此故障点设置在变压器T1高压侧出口k3点。根据系统参数计算得出，系统阻抗角为87.5°，取故障初始角为-2.5°，即当该站的220kVA相电压的相角为-2.5°时，发生三相短路故障，此时主变T1高压侧电流互感器（TA15和TA16）的A相故障电流暂态非周期分量含量最大，暂态饱和最严重。
模拟k3点发生三相短路时，可以通过仿真评估得出变压器T1高压侧电流互感器TA15和TA16的一次故障电流仿真波形图（图2）。通过图形数据分析可以看出，A相故障电流含有较大的非周期分量，使故障电流波形偏向时间轴的一侧，而B、C相中的非周期分量含量较小，这与故障初始角有关。
主变T1高压侧TA15、TA16二次电流暂态仿真波形，见图3、图4。可以看出：
（a）A、B、C三相二次暂态电流波形呈尖顶波状，畸变严重，表明CT均发生了暂态饱和。
（b）A相二次电流非周期分量含量较多，引起的饱和程度最深，造成传变后的二次电流幅值最小。
（c）TA16比TA15二次电流暂态误差要大一些。
因此得出本次评估结论：数字仿真与性能验证结果相一致，即TA15和TA16三相在严重的外部短路（k1、k5）故障时，误差在规定值之内，变压器差动保护不会发生误动。TA15和TA16在区内（k3）短路时，TA15和TA16会发生暂态饱和，二次电流波形发生畸变较严重，不能正确传变一次电流，且暂态误差很大，远超过误差规定值10%，最大暂态误差为48.38%，最小暂态误差为17.75%。
该评估结论为变压器T1高压侧电流互感器的技术改造提供决策依据，保证采用的电流互感器能正确传变一次电流，确保该主变保护正确动作，而避免造成停电事故或设备损坏事故的发生。
本实用新型的动态评估仿真模型装置合理地利用RTDS的实时仿真功能，该仿真模型装置的评估方法也适用于不同电压等级的电流互感器，同时也适用于安装在不同位置电流互感器（如变压器三侧的电流互感器或者线路两侧电流互感器等）。该仿真模型装置根据被测试品的实际电网运行情况，进行离线等值的实时校核与评估。在检测过程中，运用该动态评估仿真模型装置所发现的问题是常规的静态测试过程中难以发现的，对于评估电流互感器抗短路能力具有广泛的适用性。
Claims (4)
1.一种电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置，其特征在于，所述装置包括三绕组主变压器、母线、开关、电流互感器、主变保护器和RTDS全数字实时仿真系统；两个三绕组主变压器高压侧分别连接Line1母线和Line2母线；主变压器T1的高、中、低压三侧的开关分别连接Brk1开关、Brk3开关和Brk5开关；主变压器T2的高、中、低压三侧的开关分别连接Brk2开关、Brk4开关和Brk6开关；两台变压器T1和T2的中压侧分别连接母线Bus1和母线Bus2；低压侧分别连接母线Bus3和母线Bus4；其中母线Bus1和母线Bus2通过母联开关Brk7连接并列运行，母线Bus3和母线Bus4通过母联开关Brk8连接并列运行；主变保护器连接RTDS全数字实时仿真系统。
2.根据权利要求1所述的一种电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置，其特征在于，所述两个三绕组主变压器，含有三个电压等级分别是220kV、110kV和10kV。
3.根据权利要求1所述的一种电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置，其特征在于，所述变压器T1高压侧配置了电流互感器，分别是绕组TA15和TA16；绕组TA15和TA16分别为变压器T1的两套主变保护器提供电流。
4.根据权利要求1所述的一种电流互感器抗短路能力动态评估仿真模型装置，其特征在于，所述变压器T2高压侧配置了电流互感器，分别是绕组TA25和TA26；绕组TA25和TA26分别为变压器T2的两套主变保护器提供电流。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107527528B (zh) * | 2017-10-09 | 2023-08-15 | 贵州电网有限责任公司 | 一种变压器的高压侧绕组特性故障仿真装置及其仿真方法 |
| CN110514943A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-11-29 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于有限元分析的变压器抗短路能力校核方法 |
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