一种复杂涌流条件下互感器饱和的识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体是一种复杂涌流条件下互感器饱和 的识别方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力建设的快速推进，电网逐渐发展成为规模大、结构复杂、运行方式灵活的 复杂电网，而其暂态过程的复杂多样性，对保护用电流互感器的性能提出了更高的要求。现 场事故分析表明，暂态过程中电流互感器饱和是导致差动保护误动的主要原因之一。而差 动保护通常是电力系统设备的主保护，其误动可能对设备本身安全和系统稳定运行构成严 重危害。
[0003] 复杂电网电磁暂态过程导致电流互感器发生饱和的因素多样，其中空合变压器所 产生的励磁涌流与和应涌流是备受关注的一种暂态过程。近些年来，电网发生过多起由于 空合变压器，导致相邻元件包括变压器、发电机和线路差动保护误动的事故，严重威胁电能 可靠供应和电网稳定运行。研宄分析表明空投变压器所产生的励磁涌流以及和应涌流中 的非周期分量使得互感器发生饱和，是导致差动保护误动的主要原因。在该情况下，互感 器传变的一次电流幅值有可能并不大，但是由变压器空投产生的非周期分量电流衰减十分 缓慢，此时互感器可能会发生局部暂态饱和，产生谐波含量较低的传变误差电流，传统的饱 和识别判据，如谐波法，无法有效防止保护误动。针对此问题，也有一些建议与措施被提出： 选择性能更好的电流互感器以防止其在和应涌流期间暂态饱和（见束洪春，贺勋，李立 新.变压器和应涌流分析.电力自动化设备，2006, 26 (10): 7-12.);加强二次谐波判据并 根据二次谐波含量改善比例制动特性（见郑涛，赵萍.和应涌流对差动保护的影响因素 分析及防范措施.电力系统自动化，2009, 33(3) : 74-77);提高差动保护启动定值（见袁宇 波，李德佳，陆于平，等.变压器和应涌流的物理机理及其对差动保护的影响.电力系统 自动化，2005,（6): 9-14);通过计算相对磁链累积法判断互感器饱和（见毕大强，冯存亮， 葛宝明.电流互感器局部暂态饱和识别的研宄.中国电机工程学报，2012,（31):184-190)。
[0004] 上述方法对于互感器饱和的识别有一定指导意义，但实际应用中仍存在问题：选 择性能更好的电流互感器增加了成本，且受安装位置的限制；在高压电力系统中，由于长输 电线路分布电容以及串补电容谐振的影响，故障电流中二次谐波含量也可能较大，加强二 次谐波闭锁判据可能会延长故障情况下保护出口的时间；提高差动保护定值会影响内部故 障时的灵敏度；计算相对磁链累积法根据一段时间内磁链累积曲线的方差拐点个数来判断 差流是否由互感器饱和引起，其机理解释尚待求证，方法的有效性尚待实践证明。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种复杂涌流条件下互感器饱和的识别方法，能有效识别互感器在相 邻变压器空投期间发生的饱和，从而避免变压器差动保护因互感器饱和而误动。
[0006] 一种复杂涌流条件下互感器饱和的识别方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤⑴：读取被保护设备两侧三相电流采样值；
[0008] 步骤（2):根据读取的被保护设备两侧三相电流采样值判断是否启动互感器饱 和识别判据，若判断结果为是则启动互感器饱和识别判据，并执行步骤（3)，否则返回步骤 (1);
[0009] 具体的，根据电流采样值，计算被保护设备两侧三相电流的基波幅值及其非周期 分量，并且计算差动电流与制动电流幅值，若某相电流中开始出现非周期分量且此时差动 保护并未动作，则记该相为巾 3相，且启动互感器饱和识别判据，转入步骤（3);否则，当二 次电流非周期分量小于整定值或者差动保护动作时，则转回步骤（1);
[0010] 步骤⑶：从步骤⑵结束开始计时，如果在tsrtl时间内电流非周期分量开始变小 则停止计时并执行步骤（4)，如果计时时间达到t srtl则返回步骤（1);
[0011] 具体的，从步骤（2)结束开始计时，若其中被保护设备一侧的（^相电流非周期分 量幅值开始变小，与此同时差动保护并未动作，则进入步骤（4)，并停止计时。从步骤（2)结 束开始计时，若计时时间达到tsetl，则转到步骤（1);
[0012] 步骤（4):从步骤（3)结束开始计时，如果在tsrt2时间内差动保护动作则认为差动 保护因互感器饱和而发生误动，转入步骤（5)，并且停止计时，如果计时时间达到t srt2则返 回步骤（1);
[0013] 具体的，从步骤（3)结束时开始计时，若在tsrt2时间内，差动保护动作，则认为差动 保护因互感器饱和而发生误动，转入步骤（5)，并且停止计时。从步骤（3)结束时开始计时， 若计时时间达到t srt2，则转到步骤（1)。
[0014] 步骤（5):差动保护动作平台定值自适应调整；
[0015] 具体的，将差动保护启动电流定值提高到原启动值的ksrt4倍并开始计时，当满足 以下三个条件之一时，返回为原定值，并转到步骤（1);
[0016] 返回条件为：
[0017] A、运行变压器差流大于kS6t4IJW返回，I n为额定负荷电流；
[0018] B、若计算到运行变压器差流一直落在原有差动保护动作区外，则继续计时，计时 达到tset3则返回；
[0019] C、若运行变压器差流先进入原有差动保护动作区内，则在出动作区时返回。
[0020] 进一步的，％咐取 2s，t ^取 0? 05s，t 如3取 10s。
[0021] 进一步的，步骤（2)中根据读取的被保护设备两侧三相电流采样值判断是否启动 互感器饱和识别判据具体为：若式（15)满足，则判断被保护设备开始流过非周期分量电 流，且此时差动保护并未动作，则开始启动互感器饱和识别判据，
[0022] (Im, z4>^ksetlIM；14)) n (lN,z4>^ksetlIN；14)) n (Id, 4>^I〇p. 〇) (15)
[0023] 式中：小代表A，B和C三相，IM;z(t与I &0分别代表被保护设备两侧电流非周期 分量幅值，ID，代表差动电流基波有效值，I 为原有差动保护的启动门坎值，ksrtl为整定 的非周期分量系数，可取0.2,记式（15)满足的相别为（i>s
[0024] 进一步的，步骤（3)中判断电流非周期分量是否开始变小具体为