[发明专利]和应涌流下电流互感器饱和的预测和检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电厂及变电站自动化系统的继电保护，并且更具体地涉及一种和应涌流下电流互感器（CT）饱和的预测和检测方法。

背景技术

在电力系统中往往存在几个并联或串联连接的变压器。如果其中至少一个变压器投入运行，则有时可能会在这些变压器之间产生和应涌流。

通常，在变压器高压侧和低压侧分别安装高压侧电流互感器和低压侧电流互感器，通过这两个电流互感器实现变压器差动保护。长时间的和应涌流可能造成用于变压器差动保护的高压侧或低压侧电流互感器饱和，并且进而导致差动保护误动。

在一侧电流互感器饱和之后，其电感将降低，这将造成该电流互感器的阻抗角降低并且也造成该电流互感器输出的电流幅度降低。在此情况下，饱和电流互感器的电流将超前于未饱和电流互感器（即正常的另一侧电流互感器）的电流，饱和电流互感器的输出电流与未饱和电流互感器的输出电流之间的矢量差被称为差动电流。随着电流互感器饱和深度增加，饱和电流互感器的输出电流与未饱和电流互感器的输出电流之间的角度差将变得更大，即，所述差动电流的角度将变得更大，并且所述差动电流中的DC分量也将变得更大。最终，当一侧电流互感器深度饱和而另一侧电流互感器正常工作时，所述差动电流将大得足以触发变压器差动保护，从而造成差动保护误动。

目前在一些变电站自动化系统产品中，例如，施耐德公司的Micom P40平台的产品，没有采取任何方法来防止差动保护误动。而且，使用者也经常会抱怨出现这种差动保护误动的问题。

因此，需要一种能够检测这种电流互感器饱和并且防止差动保护误动的方式。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种电流互感器饱和预测方法，其通过检测和应涌流情况下变压器高压侧和低压侧分别设置的电流互感器输出的高压侧电流和低压侧电流，并根据其变化特性进行电流互感器饱和预测，可以在由于电流互感器饱和引起变压器差动保护之前有效地预测到电流互感器即将饱和或者检测到电流互感器饱和，从而可以有效地避免变压器差动保护误动。

根据本发明一方面，提供了一种电流互感器饱和预测方法，在变压器的高压侧连接第一电流互感器，在变压器的低压侧连接第二电流互感器，所述第一电流互感器和所述第二电流互感器用于变压器差动保护，所述电流互感器饱和预测方法包括：检测所述第一电流互感器输出的第一电流，并检测所述第二电流互感器输出的第二电流；计算所述第一电流的第一基波矢量、第一DC分量和第一总有效值，并计算所述第二电流的第二基波矢量、第二DC分量和第二总有效值；以及根据所述第一基波矢量、所述第一DC分量、所述第一总有效值、所述第二基波有效值、所述第二DC分量和所述第二总有效值，产生电流互感器饱和预测信号。

在所述电流互感器饱和预测方法中，所述第一基波矢量和所述第二基波矢量中相位超前的一个为超前电流矢量，而另一个为滞后电流矢量，并且所述产生电流互感器饱和预测信号包括：在所述第一电流和所述第二电流满足基本饱和判定条件、并且满足至少一个附加饱和判定条件时，产生电流互感器饱和预测信号，所述基本饱和判定条件包括以下至少一项：所述第一DC分量与所述第一总有效值的比率大于DC比率阈值、且作为所述超前电流矢量和所述滞后电流矢量的角度差的电流矢量角度差在预定角度差范围之内；以及所述第二DC分量与所述第二总有效值的比率大于所述DC比率阈值、且所述电流矢量角度差在所述预定角度差范围之内。

在所述电流互感器饱和预测方法中，所述附加饱和判定条件包括以下至少一项：所述超前电流矢量的有效值随着饱和的加深越来越小；所述电流矢量角度差随着饱和的加深越来越大；作为所述第一电流与所述第二电流之差的差动电流的直流分量随着饱和的加深越来越大；所述第一电流和所述第二电流的同时刻相关系数大于第一预定阈值；以及所述第一电流和所述第二电流的周期相关系数大于第二预定阈值。

在所述电流互感器饱和预测方法中，所述超前电流矢量的有效值随着饱和的加深越来越小包括以下至少一项：第二时刻的所述超前电流矢量的有效值小于第一时刻的所述超前电流矢量的有效值的第一预定倍数；以及

第一时刻的所述超前电流矢量的有效值与所述第二时刻的所述超前电流矢量的有效值之差与所述第一时刻的所述超前电流矢量的有效值之比大于第一预定比率，其中，所述第一时刻在所述第二时刻之前。