基于多目标粒子群算法的宽量限电流互感器传变特性分析与优化*

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.002

电器与能效管理技术 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (8): 8-17.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.08.002

基于多目标粒子群算法的宽量限电流互感器传变特性分析与优化^*

谢云浩¹, 吴自然¹^,², 陈威¹^,², 包晓忠³, 许海波²

1. 浙江省低压电器工程技术研究中心(温州大学), 浙江温州 325606
2. 温州大学乐清工业研究院, 浙江温州 325699
3. 浙江天正电气股份有限公司, 浙江乐清 325600

收稿日期:2022-01-28 出版日期:2022-08-30 发布日期:2022-10-11
作者简介:谢云浩(1997—),男,硕士研究生,研究方向为智能电器。|吴自然(1984—),男,副研究员,博士,研究方向为电器智能化。|陈威(1989—),男,副研究员,博士,研究方向为智能电器与智能传感技术。
基金资助:
^*浙江省基础公益研究计划项目(LGG20E070005);温州市重大科技专项(ZG2021026);温州市重大科技专项(ZG2020049);浙江省教育厅一般项目(Y202044245)

Analysis and Optimization of Transmission Characteristics Of Wide Range Current Transformers Based on Multi-Objective Particle Swarm Algorithm

XIE Yunhao¹, WU Ziran¹^,², CHEN Wei¹^,², BAO Xiaozhong³, XU Haibo²

1. Low Voltage Apparatus Technology Research Center of Zhejiang,Wenzhou University, Wenzhou 325606,China
2. Technology Institute of Wenzhou University in Yueqing,Wenzhou 325699,China
3. Zhejiang Tengen Electric Co.,Ltd.,Yueqing 325600,China

Received:2022-01-28 Online:2022-08-30 Published:2022-10-11

摘要/Abstract

摘要：

建立了考虑材料非线性与二次回路参数的电流互感器数学模型,计算宽量限范围内的传变电流波形。同时选用高倍电流下二次侧电流的垂直分辨率作为评价指标,分析关键设计参数对互感器传变特性的影响。在此基础上,利用多目标粒子群优化算法,对250 A额定电流的电流互感器产品进行优化,在保证线性区测量精度的前提下,深度饱和区的垂直分辨率提高13.2%,成本降低5.4%。

关键词: 电流互感器, 速断保护, 垂直分辨率, 多目标粒子群优化算法

Abstract:

The mathematical model of the current transformer considering material nonlinearity and secondary circuit parameters is established to calculate the transmission current waveform in a wide range.The vertical resolution of secondary current with high current value is used as evaluation index to analyze the influence of key design parameters on transformer transmission characteristics.In addition,the multi-objective particle swarm optimization algorithm is used to optimize the current transformer with 250 A rated current.On the premise of ensuring the measurement accuracy in the linear region,the vertical resolution in the deep saturation region is improved by 13.2%and the cost is reduced by 5.4%.

Key words: current transformer, quick-break protection, vertical resolution, multi-objective particle swarm optimization algorithm

中图分类号:

TM452

谢云浩, 吴自然, 陈威, 包晓忠, 许海波. 基于多目标粒子群算法的宽量限电流互感器传变特性分析与优化^*[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(8): 8-17.

XIE Yunhao, WU Ziran, CHEN Wei, BAO Xiaozhong, XU Haibo. Analysis and Optimization of Transmission Characteristics Of Wide Range Current Transformers Based on Multi-Objective Particle Swarm Algorithm[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2022, 0(8): 8-17.

图/表 18

图1

图2

图3

表1

图4

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图6

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表2

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表3

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表4

图10

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表5

图12

表6

参考文献 19

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参数	参数值	参数	参数值
外边长/mm	33	N₂/匝	4 160
内边长/mm	31	线径/mm	0.15
外边宽/mm	23	采样电阻/Ω	2
内变宽/mm	21	垂直分辨率/%	1.131
厚度/mm	6	Cost/元	1.828
放大电路倍数	1.5

参数	二次侧匝数/匝
参数	3 750	4 000	4 160	4 300
k/%	1.153	1.142	1.131	1.121
Cost/元	1.667	1.74	1.828	1.906
r	满足	满足	满足	满足

参数	二次侧绕组线径/mm
参数	0.13	0.14	0.15	0.16	0.17
k/%	0.90	1.01	1.13	1.26	1.4
Cost/元	1.329	1.566	1.828	2.112	2.42
r	满足	满足	满足	满足	满足

参数	采样电阻/Ω
参数	1	5	10
k/%	1.138	1.098	1.068
Cost/元	1.828	1.828	1.828
r	满足	满足	满足

参数	原方案	方案一	方案二
N₂/匝	4 160	2 474	2 588
d_N2/mm	0.15	0.18	0.19
R_s/Ω	2	1	1
放大电路倍数	1.5	2.0	2.0
k/%	1.131	1.164	1.262
Cost/元	1.828	1.465	1.739

基于多目标粒子群算法的宽量限电流互感器传变特性分析与优化^*

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