电流互感器饱和的影响因素研究文献综述

 2022-11-05 03:11

文献综述

1、研究背景和意义

电力系统发生故障时,一次侧电流可达负荷电流的几十倍甚至上百倍,且含有一定分量的衰减直流偏移分量。在这种情况下,用于继电保护和测量用的电流互感器铁心会发生饱和。当电流互感器铁心饱和时,CT二次侧电流发生畸变,不能准确传变一次侧电流。大量研究及现场经验表明,二次设备可能因得到不准确的电流信息而产生错误的动作行为。如由于CT饱和会引起差动保护的误动作。目前,差动保护被广泛用于保护变压器、发电机、母线以及输电线。当CT发生饱和时,二次侧电流波形发生畸变。当饱和的两侧CT饱和程度不同,或者只有一侧CT发生饱和的情况下,会产生超过保护阈值的差值电流,从而导致电流差动保护误动作,严重威胁电网的安全。

大量研究及现场经验表明,二次设备可能因得到不准确的电流信息而发生如:差动保护误动作、反时限过流保护延时动作、速断过流保护拒动等错误的动作行为。解决CT的饱和问题,二次电流能够与准确传变一次电流,上述问题将得以有效的解决。

2、国内外研究现状

国内在研究CT饱和时常采用差分法、电流下降法、小波检测法、时差法、谐波比判断法。

文献[1~3]提出的差分法具有运算量小、易于实时运算、灵敏度高的优点,但稳定性低、抗噪声能力。以二次电压的比值作为判定饱和的最终依据的改进差分法除保留了差分法的优点外,还大大提高了判定的稳定性。但是由于二次电压的比值仅在CT出入饱和时才会超出上限阈值和下限阈值限定的范围,因此,改进措施可以抑制短时噪声的干扰。但长时间的噪声干扰仍会使判定结果出现错误,需要进一步研究。

文献[4~5]提出基于CT饱和后二次电流突然下降的特点提出了判别CT饱和的电流下降法。区外故障时该方法能可靠闭锁电流差动保护,区内故障时则能快速开放差动保护,且解决了电流互感器饱和情况下同名相转换性故障差动保护的开放问题。该方法性能优越,特征清晰,判据逻辑简单,实现简单,是一种十分有前途的CT饱和判别方法。

利用小波变换能检测信号奇异性的原理,文献[6]提出了一种实时检测CT饱和区和线性区的一种新方法。在故障开始后对CT二次电流实时进行多尺度小波变换,由于CT二次电流波形在故障发生时刻、进入饱和时刻都有奇异性,分别对应小波模极大值,因此可根据小波模极大值的不同特征判断对应时刻是进饱和点还是出饱和点,从而实现CT饱和区闭锁、线性区开放的母差保护。该方法逻辑简单、灵敏度高,但要求信号的采样率较高,算法本身计算量大,受系统谐波影响也大。

文献[7]提出的时差法根据差动电流出现时刻与故障发生时刻之间的时间差来区别是区内故障还是区外故障饱和,优点是简单可靠,但是当CT严重饱和时,时间差的精确测量存在一定困难。

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