1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究背景和意义

互感器包括电流互感器和电压互感器，其工作原理与变压器类似。电流互感器的一次绕组串联在被测线路内，电压互感器的一次绕组与线电压或相电压连接。根据互感器作用的不同，互感器的二次绕组可以接入测量仪表、继电保护装置或是其他自动装置的线圈以进行控制。在电力系统中，互感器往往用于将输电线路中较大的电流或电压，转换成用于测量或是控制电路的较小的电流或电压，对互感器的稳定性和可靠性有很高的要求，一旦互感器出现故障，将可能引发严重的后果^[1]。众所周知，电磁式互感器较为精确，现场表现良好。然而由于成本较大且易于损坏，在超高压线路（220kv及以上）上大多数互感器均为电容分压式互感器（cvt）。依据iec60044-7^[2]和iec60044-8^[3],经过校验满足误差限值规定的互感器才能够在实践中应用。类似的，国家标准gb/t 20840.7—2007^[4]和gb/t 20840.8—2007^[5]中也对此互感器的校验规程和误差限值做出了相关规定。由于互感器在长时间运行后设备老化，误差很容易变大，尤其cvt由于其开环结构，稳定性较低。因此不仅要在使用前进行检定，使用中也要定期进行检定，确认互感器工作状态是否正常，误差是否超过限值。常规的检定方法需要将互感器离线才能够检定，部分在线运行中的互感器根本无法停电，即使其他互感器能够停电，离线检定也是一项耗时耗力的工作，且难免带来经济损失^[6]。因此，需要提出一种不需要停电检定，不需要标准器对比，基于数据实时反映互感器运行状况的检测、校准方法。为此需要搭建一个实验室模型，建立一个可以从主要特征反映电网运行状态的包含变电站的局部网络，从而进行数据挖掘，找到互感器状态的判据。

2. 研究的基本内容与方案

目前，仅通过互感器测量数据来判断互感器的工作状态和测量互感器的误差是在线远程仪器校准的一个重要发展方向，为了测试不同的远程校准方案和算法，需要获得大量的电力系统运行数据。本课题设计的基本内容为在了解互感器状态评估需求的基础上，设计并搭建一个供互感器状态评估使用的仿真模型，并借助动模实验室设备搭建模拟系统，包括对发电机接线形式的选择，输电线距离的选择，输电线型号、参数的选择，变电站主接线形式、进线出线数的选择，主变压器形式、台数、容量的选择，模拟负载的功率因数的选择。然后在仿真软件中进行仿真验证系统功能及稳定性，如验证短路电流大小、提供无功补偿等，从而达到保证模拟系统设计能够正常安全运行。最后借助动模实验室模块化设备，选取合适的模块搭建实物系统。

本课题设计的目标是：设计并搭建一个变电站运行模拟系统，即一个包含变电站的局部电力网络，在稳定运行基础上，能够从主要稳态特征量（相角和幅值）反映电网的运行状态；发电机接线形式、输电线路参数、变电站结构以及负载类型尽可能模拟实际电网情况，根据不同的电压等级改变系统内部件的选择；互感器能够方便的投切，以满足对不同互感器进行测试的需求。

3. 研究计划与安排

1~5周：调研、查阅资料、结合毕业设计任务书，确定总体方案，完成开题报告；

4 ~ 6 周：研究变电站运行方式，利用matlab搭建变电站运行仿真模拟系统；

7 ~12周：利用动模实验室相关设备，实现硬件模拟系统的搭建；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张秋雁, 李红斌, 程含渺,等. 有源电子式电流互感器在线监测技术研究[j]. 高电压技术, 2016, 42(1):208-213.

[2] iec 600447，instrumenttransformers-part 7: electronic voltage transformers[s].

[3] iec 600448，instrumenttransformers-part 8: electronic current transformers[s].