[发明专利]适用于自动重合闸的电流互感器剩磁快速抑制装置及方法

权利要求书

1.适用于自动重合闸的电流互感器剩磁快速抑制装置，其特征在于，包括连接在电流互感器二次侧的剩磁抑制电路，所述剩磁抑制电路包括与电流互感器二次侧连接的继电器，所述继电器并行连接有开关模块，所述开关模块还串联有直流电压源，所述继电器和开关模块还分别连接有控制器；

所述电流互感器二次侧的正、负极端分别连接的继电器的正、负极端，所述电流互感器二次侧的正端与继电器的正极端之间还连接有电阻Rz和电流传感器，所述电流传感器连接所述控制器；

开关模块为4个带有反并联二极管的IGBT组成，分别为S₁、S₂、S₃、S₄，所述S₁和S₃串联，所述S₂和S₄串联，所述S₁和S₂还连接直流电压源的正极，所述S₃和S₄还连接直流电压源的负极，所述直流电压源的正极侧处还连接有限流电阻R_S，所述继电器的正极还连接在S₁和S₃之间，所述继电器的负极还连接在所述S₂和S₄之间；

所述控制器内置有计时器。

2.适用于自动重合闸的电流互感器剩磁快速抑制方法，其特征在于，采用权利要求1所述的适用于自动重合闸的电流互感器剩磁快速抑制装置，包括以下步骤：

步骤1，控制器通过检测故障断开时CT二次侧电流的衰减直流分量极性确定重合闸期间CT剩磁的极性；

步骤2，确定剩磁抑制电路投入的时刻，具体为：如果CT二次侧电流变为0，且持续时间大于m(m≥1.5)个工频周期，则认为重合闸过程已经开始，此时，由控制器发信号断开继电器，将剩磁抑制电路投入CT二次侧；

步骤3，根据步骤1确定的剩磁极性驱动开关模块，具体为：若剩磁极性为“正”，则闭合S₁、S₄，给CT二次侧加上正极性的直流电压直到正向饱和；反之，则闭合S₂、S₃，给CT二次侧加上负极性的直流电压直到负向饱和；

步骤4，改变开关模块输出电压极性，使CT到达对应的反向饱和状态，具体为：若正向饱和，则打开S₁、S₄，闭合S₂、S₃，使电压极性反转；反之，则打开S₂、S₃，闭合S₁、S₄；同时，计时器开始工作，记录下饱和到反向饱和所用的时间t_s；

步骤5，在反向饱和点以后，循环改变开关模块输出电压极性，使每次的持续时间满足下面的关系式：

式中，Δt_i表示反向饱和后第i次电压反转的持续时间；N为剩磁抑制过程总的电压反转次数；k为比例系数，为本次电压反转持续时间与前一次电压反转持续时间的比值；

步骤6，循环执行步骤5，直到第N-1次电压反转的磁通变化量占饱和到反向饱和磁通变化量的百分比不超过3％，此时控制器发信号将继电器闭合，待继电器闭合后，控制器停止向开关模块发脉冲，使抑制电路从CT二次侧回路切除，剩磁得到充分抑制。

3.根据权利要求2所述的适用于自动重合闸的电流互感器剩磁快速抑制方法，其特征在于，步骤5中所述的电压反转次数N不小于8。

4.根据权利要求2所述的适用于自动重合闸的电流互感器剩磁快速抑制方法，所述直流电压源其中，T_f代表工频周期；Φsat为CT的饱和磁通；Tr为重合闸过程持续时间；d为重合闸过程剩磁抑制的可靠系数，取值范围为0.8～0.9。

5.根据权利要求2所述的适用于自动重合闸的电流互感器剩磁快速抑制方法，其特征在于，所述限流电阻R_S满足以下公式：

式中，I_2N为CT的额定电流；I_min为电流传感器能够精确测量的限值，P_N为直流电压源的额定功率，U_DC为直流电压源。