[发明专利]一种故障时电流互感器铁芯饱和时间计算方法

说明书

本发明公开了一种故障时电流互感器铁芯饱和时间计算方法，实施步骤如下：S1：通过数学拟合得到的电流互感器的一次短路电流的数学表达式和对电流互感器的测量得到电流互感器的参数；S2：通过电流互感器的参数设计电流互感器的饱和磁通量的数学表达式；S3：将磁通量的数学表达式与饱和磁通量的数学表达式对比，若存在交点，则执行S4；若不存在交点，则方法结束；S4：通过是否存在剩磁计算电流互感器铁芯的饱和时间。本发明可以对饱和时间进行定量计算，准确度高，有助于事故分析、改进保护和设备选型；同时考虑了剩磁对饱和时间的影响，具备实用性；而且对不同类型的电流互感器计算不同的饱和时间，具有通用性。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，更具体地，涉及一种故障时电流互感器铁芯饱和时间计算方法。

背景技术

电流互感器是继电保护判别系统运行状态所需的重要设备，其测量准确性对于继电保护的动作性能至关重要。而多种形式的短路故障、变压器励磁涌流等异常运行工况期间的复杂暂态过程将导致电流互感器不同程度地饱和，给二次电流的测量产生影响，干扰继电保护的正确判断。近年来，现场发生多起因电流互感器暂态饱和造成的保护误动事故，严重威胁电力系统安全稳定运行。为了解决电流互感器暂态饱和造成的保护误动问题，需要更换暂态性能更好的电流互感器或者改进保护算法识别饱和特征。文献(DLT866-2004电流互感器和电压互感器选择及计算导则[S].北京:中国电力出版社,2004.)通过考核暂态面积系数来判断电流互感器的抗饱和能力。许多文献提出的电流互感器饱和识别方法，为了综合考虑设备成本以及改进算法的适用性，需要定量计算电流互感器铁芯饱和时间。目前的文献无论是数字仿真还是动模试验，往往只描述暂态饱和过程中二次电流波形畸变特征，无法计算铁芯实际进入饱和时间。

发明内容

本发明克服了上述现有的电流互感器饱和识别方法无法计算饱和时间的技术缺陷，提供了一种故障时电流互感器铁芯饱和时间计算方法，填补了现有的电流互感器饱和识别方法无法计算饱和时间的空白。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种故障时电流互感器铁芯饱和时间计算方法，实施步骤如下：

S1：通过数学拟合得到的电流互感器的一次短路电流的数学表达式和对电流互感器的测量得到电流互感器的参数；

S2：通过电流互感器的参数设计电流互感器的饱和磁通量的数学表达式；

S3：将磁通量的数学表达式与饱和磁通量的数学表达式对比，若存在交点，则执行S4；若不存在交点，则方法结束；

S4：通过是否存在剩磁计算电流互感器铁芯的饱和时间。

在一种优选的方案中，所述的S1的具体步骤如下：

S1.1：通过数学拟合得到电流互感器的一次短路电流的数学表达式，得到电流互感器的一次电流工频量幅值，一次电流时间常数和短路初始电流与电压的夹角；

S1.2：测量电流互感器得到电流互感器的变比、二次匝数、二次电阻、负载电阻以及饱和电压和不饱和电感；

S1.3：电流互感器的二次回路时间常数通过以下公式进行求取：

T_s＝L_e/(R_ct+R_b)

式中，T_s为二次回路时间常数，L_e为不饱和电感，R_ct为二次电阻，R_b为负载电阻；

S1.4：电流互感器的磁通量通过以下公式进行求取：