[發明專利]基于電流綜合特征的電流互感器拖尾電流識別方法

在審

• 申請號: 202010281277.1
• 申請日: 2020-07-16
• 公開（公告）號: CN111610388A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 李振興;徐浩;甘濤;程兆林;李振華;徐艷春;翁漢琍
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/12
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

基于電流綜合特征的電流互感器拖尾電流識別方法，首先通過拖尾電流的直流特征與故障電流的交流特征，比較短數據窗內采樣電流序列符號一致性，形成判據1，識別出大部分故障電流；進一步通過拖尾電流的單調性，比較短數據窗內采樣電流斜率序列符號一致性，形成判據2，剔除故障電流波峰至波谷時段的影響；最后通過拖尾電流緩變與故障電流陡變的特征，形成判據3，剔除過零附近時段的影響；綜合以上三種原則構建電流互感器拖尾電流的識別判據。本發明方法簡單、可靠，快速，復合繼電保護可靠性設計要求，能夠很好地應用在工程中。

技術領域

本發明一種基于電流綜合特征的電流互感器拖尾電流識別方法，涉及輸電線路故障分析技術領域。

背景技術

當電力系統發生故障時，繼保裝置動作并跳相應斷路器，故障被隔離，故障電流消失，保護返回。但由于電流互感器(Current Transformer,CT)二次側電流回路存在電感元件，跳閘瞬間部分電能儲存于電感元件，在斷路器斷開后，CT的激磁繞組、二次側繞組和CT二次保護、測量回路構成回路，并釋放儲存在電感中的能量，此時保護仍可能測量到衰減的非周期直流分量(即拖尾電流)。當拖尾電流初始幅值較高且時間常數較大時，保護可能因有流判據持續滿足導致失靈保護誤動，進而擴大停電范圍，對系統產生較大影響。

為了消除拖尾電流對保護判斷的影響，有效識別拖尾電流和故障電流，對提高保護動作的可靠性至關重要。目前，拖尾電流的識別方法一般通過波形過零點檢測區分故障電流和拖尾電流。但當故障電流中非周期直流分量一旦過大，故障電流波形可能在一周波甚至更長的時間內偏于零軸一側，波形短時不會過零點，導致這類方法識別時間較長，一定程度上可能影響保護動作可靠性。文獻(萬洛飛，李志堅，宋斌，等.一種基于拖尾電流識別的失靈保護實現[J].電力系統保護與控制，2017(11):89-94)利用拖尾電流與故障電流的波形差異性形成拖尾電流識別判據，提高了識別速度，但判據較為單一，判別結果易受外界干擾，可靠性不高。文獻(余越，郭雅蓉，李巖軍，等.基于CT拖尾電流截斷算法的失靈保護延時優化研究[J].電網技術，2017(01):285-290)利用電流在一周波內二次諧波、三次諧波的含量和形成拖尾電流識別判據，但該方法識別時間也相對較長。

發明內容

為了解決高壓斷路器跳閘后由于電流互感器拖尾電流導致失靈保護誤動，本發明提出一種基于電流綜合特征的電流互感器拖尾電流識別方法。該方法對比故障電流與拖尾電流的綜合特征，基于采樣電流序列符號一致性原則、采樣電流斜率序列符號一致性原則、斜率特征比較小原則，構建電流互感器拖尾電流識別方法。旨在快速識別電流互感器拖尾電流，作為斷路器失靈保護的輔助判據，防止失靈保護誤動。

本發明采取的技術方案為：

基于電流綜合特征的電流互感器拖尾電流識別方法，首先通過拖尾電流的直流特征與故障電流的交流特征，比較短數據窗內采樣電流序列符號一致性，形成判據1，識別出大部分故障電流；進一步通過拖尾電流的單調性，比較短數據窗內采樣電流斜率序列符號一致性，形成判據2，剔除故障電流波峰至波谷時段的影響；最后通過拖尾電流緩變與故障電流陡變的特征，形成判據3，剔除過零附近時段的影響；綜合以上三種原則構建電流互感器拖尾電流的識別判據。

基于電流綜合特征的電流互感器拖尾電流識別方法，包括以下步驟：

步驟1：線路故障保護動作后，啟動電流互感器拖尾電流輔助判據，選取T/4數據窗；

步驟2：選取當前時刻前T/4時間窗內N+m個采樣電流值，組成采樣電流序列；

步驟3：基于采樣電流序列，計算兩點斜率，組成采樣電流斜率序列；

步驟4：基于采樣電流斜率序列，舍去1到2對極值，組成均衡斜率序列，并重新編排采樣電流序列；

步驟5：基于拖尾電流的直流特性，構建采樣電流符號一致性判據；