电流互感器铁心饱和引起二次电流畸变的补偿研究

电流互感器（TA）铁心饱和将引起二次电流发生畸变，对此，该文提出一种新的补偿方法。新方法采用TA二次绕组感应电压和二次电流波形的奇异性特征检测饱和的开始和结束，并通过适当延时检测结果来确定铁心不饱和时段。在铁心不饱和时段，通过定义新的目标函数并引入实时最小二乘算法来估计一次电流参数；在铁心饱和时段和铁心饱和状态发生变化的过渡时段，则以参数估计结果求取二次电流的补偿值。该方法具有补偿精度高、便于实时实现等特点。仿真分析表明，该方法适用范围广，能够在含有噪声的环境下正常工作。实验结果进一步验证了该方法的实用性。     

基于波形奇异性特征检测电流互感器铁心饱和的新方法

结合铁心磁化曲线特点分析电流互感器铁心饱和的物理过程,得到了铁心饱和开始及结束时,电流互感器二次侧感应电压和电流波形的奇异性特征：感应电压的模值及二次回路功率因数较高时二次电流的模值在饱和开始时骤降,在饱和结束时骤升;感应电压和电流的高阶差分会出现模极大值串。由此,提出一种新的铁心饱和检测方法。该方法具有运算量小、便于实时实现等特点。仿真和实验表明,该方法有效、实用。     

基于波形奇异性特征检测电流互感器铁心饱和的新方法

结合铁心磁化曲线特点分析电流互感器铁心饱和的物理过程，得到了铁心饱和开始及结束时，电流互感器二次侧感应电压和电流波形的奇异性特征：感应电压的模值及二次回路功率因数较高时二次电流的模值在饱和开始时骤降，在饱和结束时骤升；感应电压和电流的高阶差分会出现模极大值串。由此，提出一种新的铁心饱和检测方法。该方法具有运算量小、便于实时实现等特点。仿真和实验表明，该方法有效、实用。     

一种基于相关分析的CT饱和检测方案

电流互感器饱和将可能引起继电保护误动作.分析了电流互感器饱和机理以及饱和后的二次电流特征,基于相关分析理论,提出了一种CT饱和检测方法.该方法首先记录二次电流发生突变的点,找出离突变点最近的二次电流极值点,计算极值点后一周波内二次电流前后半波的自相关系数,根据自相关系数的大小构成CT饱和与否的检测判据.仿真结果表明,该...     

一种利用小波变换开放电流互感器线性区的方法

电流瞬时值差动母线保护易受电流互感器(CT)饱和的影响而误动作.该文提出一种利用小波变换分析电流互感器二次电流波形的方法,能准确检测到每周波电流互感器二次电流过零点与饱和时刻,利用该方法可以实现电流互感器线性区开放母差保护.     

磁制动母线差动保护研究

在磁制动母线差动保护的基本原理基础上提出了一种实时检测电流互感器(CT)二次电阻R的方法.该方法思路是:将CT二次电流进行希尔伯特变换,通过计算波形方差,判断CT饱和,再利用电流导数最大值法确定CT初始饱和点,由饱和点磁链计算出CT二次电阻.仿真结果表明该方法能准确确定CT初始饱和点,不受电流暂态过程与谐波影响,能有效防止磁制动母线保护因CT二次负载变化引起的误动.     

波形相关系数法的电流互感器饱和检测

利用数字信号处理中的自相关函数理论,提出全波波形相关系数法与半波波形相关系数法相结合的电流互感（CT）器饱和检测算法。仿真结果表明：该算法抗干扰能力强,稳定性高,识别准确;能检测各种运行工况下的CT饱和,不受非周期分量、二次谐波含量以及二次电流过零点的影响。     

一种利用小波变换开放电流互感器线性区的方法

电流瞬时值差动母线保护易受电流互感器 (CT)饱和的影响而误动作。该文提出一种利用小波变换分析电流互感器二次电流波形的方法 ,能准确检测到每周波电流互感器二次电流过零点与饱和时刻 ,利用该方法可以实现电流互感器线性区开放母差保护     

基于频数分布的防止变压器差动保护误动的新方法

为有效防止变压器区外故障因CT饱和引起的差动保护误动,提出了一种基于频数分布的检测CT饱和的新方法。该方法截取从故障发生到差流达到第一个极值之间的部分差流波形并经适当变换,利用频数分布直方图进行电流波形处理。根据频数分布特征,能够实现CT严重饱和、一般饱和、轻度饱和情况下变压器区内外故障的准确检测。该方法只需定位故障发生时刻,而不需定位差流出现时刻,算法简单,快速可靠。经大量仿真实验验证了新方法的可靠性和准确性。     

磁制动母线差动保护研究

在磁制动母线差动保护的基本原理基础上提出了一种实时检测电流互感器 (CT)二次电阻R的方法。该方法思路是 :将CT二次电流进行希尔伯特变换 ,通过计算波形方差 ,判断CT饱和 ,再利用电流导数最大值法确定CT初始饱和点 ,由饱和点磁链计算出CT二次电阻。仿真结果表明该方法能准确确定CT初始饱和点 ,不受电流暂态过程与谐波影响 ,能有效防止磁制动母线保护因CT二次负载变化引起的误动     

基于动态虚拟磁通分析的CT饱和识别方案研究

阐述了CT的工作原理,分析了CT饱和时铁芯磁通的特征,提出了基于动态虚拟磁通分析的CT饱和识别方案。该方案通过二次电流与CT铁芯磁通存在的联系计算动态虚拟磁通,根据CT饱和时饱和区磁通达到最大值与电流过零时刻的相对时间变短进行CT饱和识别,根据CT饱和时线性区磁通小于饱和区的磁通进行线性区识别。该方案利用磁通特征识别饱和及线性区,不受非周期分量、高次谐波等电流特征的影响。经仿真验证,该方案能够快速判断CT是否发生饱和,准确定位线性区起止点,原理简单,实现方便,具有实际应用价值。     

基于小矢量算法的自适应椭圆制动特性变压器差动保护

随着高压、超高压变压器的应用,采用半周或全周数据窗计算方法的传统差动保护,动作时间往往会达到30 ms 以上,已经无法满足快速动作的要求。区外故障时,初始暂态分量、CT饱和以及谐波的影响,使不平衡电流增大,差动保护容易误动。采用小矢量变数据窗的计算方法,同时考虑到区外故障因CT饱和或谐波以及暂态电流等影响使电流波形畸变,自动修复制动电流因波形畸变造成实际电流和估算电流计算的误差,在传统比率制动差动保护的基础上,用椭圆制动特性来描述差动保护。区内故障时,动作时间在10~15 ms左右,同时有效的防止了区外故障时或区外故障切除时保护的误动。仿真和试验证明,采用补偿波形畸变的小矢量算法自适应椭圆制动特性,提高差动保护的可靠性和灵敏性,较之传统比率差动保护具有明显优越性和实用性。     

电流互感器二次畸变电流波形修复研究

电流互感器(CT)饱和是继电保护误动作的主要影响因素。利用电流互感器等值电路模型,分析了现有电流互感器饱和后二次畸变电流波形修复的方法及其不足。提出了基于差分算法的波形修复方法,并通过Matlab仿真波形修复前后的对比,验证了该方法的可行性和优越性。     

Phasor Estimation in the Presence of DC Offset and CT Saturation

A hybrid algorithm for phasor estimation is proposed that is immune to DC offset and current transformer (CT) saturation problems. The algorithm utilizes partial sum (PS)-based and multistage least-squares (MLS)-based methods before and after CT saturation is detected, respectively. The MLS-based method is initiated when the third difference of the secondary current detects the start point of the first saturation period. The determination of each saturation period is based on the sum of the secondary current from the start point of the first saturation period. A least-squares (LS) technique estimates the DC offset parameters from the single-cycle difference of the secondary current in the unsaturated periods. Removal of DC offset from the secondary current yields the sinusoidal waveform portion. Finally, the LS technique is used once again to estimate the phasor from the sinusoidal waveform portion. The performance of the algorithm was evaluated for a-g faults on a 345-kV 100-km overhead transmission line. The electromagnetic transient program was used to generate fault current signals for different fault angles and remanent fluxes. The performance evaluation shows that the proposed algorithm accurately estimates the phasor of a current signal regardless of DC offset and CT saturation. The paper concludes by describing the hardware implementation of the algorithm on a prototype unit based on a digital signal processor.     

基于虚拟制动电流采样点差动的CT饱和识别方法

分析了CT饱和产生的机理以及CT饱和后二次电流的本质特征,根据一次电流过零点附近CT二次电流存在线性传递区的特点,提出基于虚拟制动电流采样点差动的识别CT饱和方法。理论分析与动模试验结果表明,该方法能够很好地解决变压器区外故障时由于电流互感器饱和造成变压器比率差动保护误动的问题,进一步提高了差动保护的可靠性,具有实际应用的价值。     

An efficient compensation algorithm for current transformer saturation effects

Current transformer (CT) saturation leads to inaccurate current measurement and, therefore, may cause malfunction of protective relays and control devices that use currents as input signals. This paper introduces an efficient compensation algorithm capable of converting from a sampled current waveform that is distorted by CT saturation to a compensated current waveform. Attractive features include quick response time, no cumulative estimation errors, desired sample-by-sample output, independent of CT parameters/characteristics and secondary burdens, and simplicity for online implementation. The accuracy and robustness of the introduced compensation algorithm are demonstrated through extensive test cases reflecting a wide range of variations in fault conditions and CT parameters.     

基于支持向量机的电流互感器饱和补偿算法

提出一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的电流互感器(current transducer,CT)二次侧饱和电流补偿算法。以最近1周期故障电流采样数据的归一化值作为输入向量,以故障后5个周期的电流数据作为训练样本,利用SVM来建立CT二次侧饱和电流与一次侧电流之间的非线性关系,进而对饱和电流进行精确补偿。仿真分析表明,该方法在各种CT饱和条件下均能有效补偿,对于相同的训练样本,其补偿精度要高于神经网络方法。     

区外故障时变压器差动保护误动行为分析

采用内桥接线方式的110kV芦都站2号主变差动保护高压侧装设两组CT,一组位于线路侧,另一组在桥联断路器处。当线路断路器重合到永久性故障时,线路的二次电流波形严重畸变,而桥联二次电流则为标准的正弦量,出现了同一型号的CT在同一电流下表现出了不同特性的问题,由此导致差动保护误动作。采用大电流试验与模拟剩磁效应的方法证实,电流波形畸变的原因在于剩磁的影响,剩磁使CT处于暂态饱和状态、暂态饱和导致传变特性变坏进而造成二次电流的畸变。采取抗饱和措施后问题得到解决。