关键字 |
| 频率响应,电容式电压互感器,级响应、相位响应 |
介绍 |
| 高压系统,成本,设计和制造的复杂性传统感应电压互感器高是由于更多的绝缘要求。电容式电压互感器(cvt)广泛用于传输和sub-transmission网络的线电压转换为低电压,可以直接用作保护、输入系统中测量和控制设备。cvt也满足仪器的基本要求变压器通过提供电气隔离和保护低压变电站设备的高压线路(1、2、3)。CVT的耦合电容器可用于电力线载波通信(PLC)这是一个uniuqe特性。 |
| CVT的二次电压反映了相应减少了初级电压与预定义的比率在稳定状态。的输出信号CVTis不再一个复制的初级电压在系统瞬态条件下由于CVT能量存储元素的存在。输出信号的失真CVT系统瞬态条件下由各种频率成分,持续时间短。本文回顾与参数varaition CVT的频率响应,解释了各种设计参数的影响在非基本频率的不准确。 |
电容式电压互感器模型 |
| CVT的主要组件(如图1所示) |
| 即堆栈电容作为一个分压器缩减一个中间的线电压的电压 |
| 二世。调优(补偿)反应堆的协议栈的电抗补偿电容,以避免相移之间的初级和二级电压在系统工作频率 |
| 三世。降压变压器(SDT)进一步减少中间电压较低水平,美联储继电器和其他设备 |
| 承运铁磁谐振抑制电路,以减轻铁磁谐振振荡(4、5、6、7)。 |
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| 以下是CVT考虑的参数。 |
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CVT频率响应 |
| CVT由其获得的频率响应(分贝或dB)和相位角(成弧度或角度)策划与频率(弧度/秒或赫兹)。这些情节被称为大小分别或振幅响应和相位角的反应。一般来说,团结的增益级(1.0)和零相角转移(0°)度的宽范围的频率是一个理想的频率响应。CVT,很难获得理想的频率响应。 |
| 增益曲线绘制得到的增益值显示在不同频率的关系:获得dB = 20 * log10(获得),理想的响应的单位增益(1.0)相当于零增益在dB 20 * log10 (1) = 0。CVT的幅度响应随频率,即获得根本不是恒定的频率。收益曲线是平的,代表了单位增益频率在正常操作。因此,在稳态条件下性能好。然而,CVT的反应是对其他频率偏离单位增益。因此,输出信号不是一个确切的复制品其他频率的输入信号。本文关心的开关瞬态系统中发生,CVT的频率响应是10 khz。 |
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| 的典型的级响应CVT图3所示(一个)。在正常工作频率,增益曲线是平的,我统一。e,输出信号与输入信号按比例缩小。子synchronuos频率,增益小于统一即。,the output signal is less than the input signal in terms of magnitude. There is attenuation in the output signal for DC and sub synchronous components of the signal. For the higher order frequencies the attenuation is more. |
| CVT的相位响应图3 (b)所示。CVT的相位响应随频率。在额定频率没有即输入和输出信号之间的相位差。、零相移(0°)。子synchronuos频率,输入信号的输出信号引导阶段。在高阶频率的情况下,输出信号滞后于输入信号。阶段曲线几乎是线性到300 Hz,仍几乎恒定的频率高于300赫兹。 |
因素影响CVT的频率响应 |
| 有三个主要因素影响CVT的频率响应(4、5): |
| 我。抑制铁磁谐振电路(FSC) |
| 二世。CVT设计参数 |
| 三世。负担。 |
一)抑制铁磁谐振电路 |
| FSC是一个主要组件的影响CVT的频率响应。有两种类型(FSC的主动FSC和被动FSC)设计广泛使用(1,6)。FSC的活动类型包括电感、电容和负载电阻器。这种形式的LC并联电路串联电阻调到基本频率,它提供了非常高的阻抗。活动类型的固定连接FSC给其他系统谐波的频率响应频率。被动FSC由饱和电感(正常电压的150%)和负载电阻器仍然是不活跃的,例如“被动”,除了铁磁谐振的条件。因此,被动FSC的频率响应是FSC比活跃。 |
| 抑制铁磁谐振电路的电阻值是另一个因素影响CVT的频率响应。一般来说,抑制铁磁谐振电阻(Rf)的价值小于负担。因此,它会加载对CVT的影响。活跃的FSC被认为是研究CVT的射频频率响应的影响。图4 (a)。显示的大小反应CVT铁磁谐振抑制不同抗性。射频衰减导致更多的低价值的输出信号和幅度曲线改善射频增加价值,即。的损失减少价值较高的射频信号。 |
| 输出信号子同步频率的输入信号和它落后于输入信号高阶频率如图4所示(b)。CVT的相位响应较好与Rf值增加非基本频率。可以看出CVT的大小和相位响应改善与铁磁谐振抑制的价值增加阻力。然而,相位响应的变化与Rf值的变化最小。 |
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B) CVT设计参数 |
| CVT的各种设计参数,对其频率响应的影响是: |
| 答:降压器的比例 |
| 的匝比的增加降压器将导致更高的价值的次级电流阻抗对于一个给定的负担,增加降压器的加载[4]。因此,对于一个给定的负担,匝比的增加导致更好的级响应。 |
| b .堆栈电容 |
| 频率响应的变化电容的值是图5所示。子同步频率,幅度响应更好增加电容的值如图5所示(一个)。电容值的增加给更好的相位响应子同步频率如图5所示(b)。可以看出没有变化的大小和相位响应变化的电容高阶频率。 |
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C)负担 |
| 通常是连接外部的CVT的负担也扮演了一个重要的角色在决定其频率响应(1、6、8)。成分的影响(功率因数)和大小的研究被认为是负担。 |
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| 负担的影响功率因数对CVT的频率响应是图6所示。一般来说,功率因数统一负担或0.8使用滞后功率因数的负担。滞后功率因数0.6负担是仅用于说明目的。级响应更好的负担较低的功率因数,如图7所示。(a)。增加负担的相位响应提高功率因数对次同步频率但相位响应恶化与负担增加功率因数高阶频率如图7 (b)所示。 |
| 滞后功率因数在0.8负担一定范围的子同步频率,增益曲线穿过零dB点即获得不仅仅是团结。增益曲线变得平坦频率超过50赫兹。统一的功率因数负担,增益曲线是平的和统一的正常操作频率和更高频率的衰减更比其他功率因数负担。 |
| 统一的功率因数负担有较低的相移子synchrnous频率相移是相对高阶频率。0.8落后pf负担,有相对更多的相移观测子同步频率但相移是较较小和更高的频率仍然几乎不变。 |
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| 负担的影响大小与统一功率因数(VA)在CVT的频率响应图7所示。级的图7 (a)推断CVT变得平坦的响应频带宽减少额定频率附近的负担。图7 (b)推断,相角的变化是减少,成为平面附近的额定频率减少的负担。大小和相位响应的CVT正在改善减少负担如图7所示的VA (a)和图7 (b)。 |
结论 |
| 本文了CVT的详细响应频率域和各种因素影响其频率响应的影响。因素影响CVT的频率响应是抑制铁磁谐振电路的类型及其阻尼电阻的值,转换比率,堆栈电容和负担的组成和大小。从本文仿真研究,我们可以得出结论,高价值的被动FSC铁磁谐振抑制电阻、高声波时差转换比率和堆栈电容,低负担VA可以帮助更好的CVT frequecny响应。滞后功率因数0.8负担给更好的频率响应高阶频率比统一功率因数的负担。 |
确认 |
| 作者感谢中央权力的管理研究所允许出版的。 |
引用 |
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- Sweetana,。,“Transient Response Characteristics of Capacitive Potential Devices”,IEEE电力设备和系统卷,pas - 90 9月/ 1971年10月,页1989 - 2001。
- Kezunovic。M。,Fromen.C.W. and Nilsson. S.L., “Digital Models of Coupling Capacitor Voltage Transformers for Protective Relay Transient Studies”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 7, No. 4, Oct 1992, pp. 1927-1935.
- Kojovic。Kezunovic LJ。m和Fromen。漫画,“A New Method for the CCVT Performance Analysis Using Field Measurements, Signal Processing and EMTP Modeling”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 9, No. 4, Oct 1994, pp.1907-1915.
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