电磁式电压互感器“低频过电压激励-响应”逆问题求解

杨 鸣 熊 钊 司马文霞 李永福 何东升 邹滨阳

（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400030 2. 国网重庆市电力公司重庆电力科学研究院 重庆 401123 3. 国家智能电网输配电设备质量监督检验中心 东莞 523325）

0 引言

电力系统中的电压传感装置大多是将高电压转换为可直接测量的低电压信号，实现对电力系统电压状态的实时观测，其传感过程的数学本质是电力系统电压“激励-响应”正问题，即已知传感装置的端口电压传变特性和一次激励电压，获得与一次激励电压具有映射关系的二次响应[1]。通过传感装置测量电力系统高电压的本质是电压“激励-响应”逆问题的求解，也即已知传感装置二次响应及其传变特性，求解获得其一次激励电压。

电磁式电压互感器（Potential Transformer, PT）是35kV及以下交流电力系统中大规模应用的电压传感装置。额定工况下，PT电压“激励-响应”逆问题的求解可简化为：将二次响应电压按变比进行齐次性放大而获得具有极高精度的一次激励电压。然而，由于PT具有频率特性和铁心非线性特性，在高幅值工频过电压、铁磁谐振、直流偏磁等电磁暂态电压作用下，PT铁心可能会出现饱和，其中最为典型的是铁磁谐振，当PT与整个系统的对地电容构成特殊的单相或三相共振回路，满足发生铁磁谐振的参数条件时就会出现铁磁谐振，造成系统中产生较严重的谐振过电压、过电流导致设备损坏[2]，若按变比对电压“激励-响应”逆问题进行求解，会导致测量电压的波形畸变、误差激增，对电能质量监测、暂态电压感知、事故溯源等产生严重影响[3]。……