用于抑制差分偏置的系统和方法与流程

本公开的至少一实施例涉及用于抑制差分偏置的系统和方法。

背景技术：

1、电流互感器(current transformer)通常用于测量电气系统中的电流。保护继电器可以用于检测电路中的故障状况并激活故障保护措施，诸如通过断开断路器和/或其他形式的阻断来减轻或消除故障。

技术实现思路

1、根据本公开的至少一个方面，提供了一种用于修改电路的跳闸电平(trip level)的系统，该系统包括被配置为响应于差分电流超过跳闸电平而激活的保护设备、耦合到电路的输入的第一电流互感器、耦合到电路的输出的第二电流互感器、耦合到第一电流互感器和第二电流互感器的至少一个测量电路，该至少一个测量电路被配置为从第一电流互感器获得第一电流测量，从第二电流互感器获得第二电流测量，基于第一电流测量和第二电流测量确定偏置电流，以及基于偏置电流修改保护设备的跳闸电平。

2、在各种示例中，至少一个测量电路还被配置为响应于确定耦合到电路的变压器(transformer)饱和，修改跳闸电平。在一些示例中，至少一个测量电路还被配置为基于差分电流确定变压器饱和。在至少一个示例中，差分电流基于第一电流测量和第二电流测量之和。在各种示例中，至少一个测量电路还被配置为基于偏置电流的减小来确定变压器饱和。在一些示例中，修改保护设备的跳闸电平包括将偏置值添加到跳闸电平。

3、在至少一个示例中，基于差分电流、先前确定的偏置值和偏置电流的改变的倍数中的最大值来确定偏置值。在各种示例中，偏置电流的改变基于先前的偏置电流。在一些示例中，偏置值基于大于系统时间常数的时间常数以指数速率衰减。在至少一个示例中，至少一个测量电路还包括耦合到第一电流互感器并且被配置为对第一电流进行测量和采样的第一测量块、耦合到第一测量块并且被配置为跟踪第一电流的频率的频率跟踪电路、以及耦合到第一测量块并且被配置为计算差分电流、偏置电流和偏置值中的一个或多个的差分功能电路(differential function circuit)。

4、在各种示例中，第一测量块还包括耦合到第一电流互感器并被配置为在获得第一电流测量时防止量化误差的抗混叠滤波器，耦合到抗混叠滤波器并被配置为对第一电流测量进行采样和数字化的模数转换器(adc)，耦合到adc和频率跟踪电路并被配置为补偿至少adc的频率响应的数字滤波器，耦合到数字滤波器和频率跟踪电路并被配置为对第一电流测量的频率进行采样的跟踪电路，以及耦合到跟踪电路和差分功能电路并被配置为基于第一电流测量计算傅里叶值的傅里叶测量电路。在一些实例中，所述系统包含耦合到所述第二电流互感器、所述频率跟踪电路和所述差分功能电路的第二测量块。

5、根据本公开的至少一个方面，提供了一种修改电路的跳闸电平的方法，包括测量来自电流互感器的感应电流以获得感应电流测量，将感应电流测量转换为电压，对电压进行采样以获得电压样本，基于电压样本计算一个或多个傅里叶值，响应于计算一个或多个傅里叶值而计算偏置电流，响应于计算一个或多个傅里叶值而计算差分电流，响应于计算偏置电流和差分电流而确定变压器是否正在经历饱和，以及响应于确定变压器正在经历饱和，修改保护设备的跳闸电平。

6、在一些示例中，该方法包括基于偏置电流确定变压器正在经历饱和。在各种示例中，该方法包括基于差分电流确定变压器正在经历饱和。在至少一个示例中，该方法包括基于偏置电流、差分电流和较早偏置值中的一者或多者来确定偏置值。在一些示例中，修改保护设备的跳闸电平包括将偏置值添加到跳闸电平。在各种示例中，添加到跳闸电平的偏置值基于大于系统时间常数的时间常数以指数速率衰减。在至少一个示例中，该方法包括响应于将感应电流测量转换为电压而将电压样本提供给抗混叠滤波器以防止量化误差。在一些示例中，确定差分电流和确定偏置电流基于傅里叶值。

7、根据本公开的至少一个方面，一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有指令，所述指令被配置为指示至少一个处理器测量来自电流互感器的感应电流以获得感应电流测量，将感应电流测量转换为电压，对电压进行采样以获得电压样本，基于电压样本计算一个或多个傅里叶值，响应于计算一个或多个傅里叶值而计算偏置电流，响应于计算一个或多个傅里叶值而计算差分电流，响应于计算偏置电流和差分电流而确定变压器是否正在经历饱和，以及响应于确定变压器正在经历饱和，修改保护设备的跳闸电平。

8、在一些示例中，指令还指示至少一个处理器基于偏置电流确定变压器正在经历饱和。在各种示例中，指令还指示至少一个处理器基于差分电流确定变压器正在经历饱和。在至少一个示例中，指令还指示至少一个处理器基于偏置电流、差分电流和较早偏置值中的一者或多者来确定偏置值。在一些示例中，指令还指示至少一个处理器通过将偏置值添加到跳闸电平来修改保护设备的跳闸电平。在各种示例中，添加到跳闸电平的偏置值基于大于系统时间常数的时间常数以指数速率衰减。在至少一个示例中，指令还指示至少一个处理器基于一个或多个傅里叶值来确定差分电流和偏置电流。

技术特征：

1.一种用于修改电路的跳闸电平的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个测量电路还被配置为响应于确定耦合到所述电路的变压器饱和，修改所述跳闸电平。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个测量电路还被配置为基于所述差分电流确定所述变压器饱和。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述差分电流基于所述第一电流测量和所述第二电流测量之和。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个测量电路还被配置为基于所述偏置电流的减小来确定所述变压器饱和。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，修改所述保护设备的所述跳闸电平包括将偏置值添加到所述跳闸电平。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，基于所述差分电流、先前确定的偏置值和所述偏置电流的改变的倍数中的最大值来确定所述偏置值。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述偏置电流的改变基于先前的偏置电流。

9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述偏置值基于大于系统时间常数的时间常数以指数速率衰减。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个测量电路还包括：

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第一测量块还包括：

12.根据权利要求10所述的系统，还包括耦合到所述第二电流互感器、所述频率跟踪电路和所述差分功能电路的第二测量块。

13.一种修改电路的跳闸电平的方法，所述方法包括：

14.根据权利要求13所述的方法，还包括基于所述偏置电流确定所述变压器正在经历饱和。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括基于所述差分电流确定所述变压器正在经历饱和。

16.根据权利要求13所述的方法，还包括基于所述偏置电流、所述差分电流和较早偏置值中的一个或多个来确定偏置值。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，修改所述保护设备的所述跳闸电平包括将所述偏置值添加到所述跳闸电平。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，添加到所述跳闸电平的所述偏置值基于大于系统时间常数的时间常数以指数速率衰减。

19.根据权利要求13所述的方法，还包括响应于将所述感应电流测量转换为所述电压，将所述电压样本提供给抗混叠滤波器以防止量化误差。

20.根据权利要求13所述的方法，其中，确定所述差分电流和确定所述偏置电流基于所述傅里叶值。

21.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有指令，所述指令被配置为指示至少一个处理器进行以下操作：

22.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，所述指令还指示所述至少一个处理器基于所述偏置电流确定所述变压器正在经历饱和。

23.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，所述指令还指示所述至少一个处理器基于所述差分电流确定所述变压器正在经历饱和。

24.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，所述指令还指示所述至少一个处理器基于所述偏置电流、所述差分电流及较早偏置值中的一个或多个来确定偏置值。

25.根据权利要求24所述的非暂时性计算机可读介质，所述指令还指示所述至少一个处理器通过将所述偏置值添加到所述跳闸电平来修改所述保护设备的所述跳闸电平。

26.根据权利要求25所述的非暂时性计算机可读介质，其中，添加到所述跳闸电平的所述偏置值基于大于系统时间常数的时间常数以指数速率衰减。

27.根据权利要求21所述的非暂时性计算机可读介质，所述指令还指示所述至少一个处理器基于所述一个或多个傅里叶值确定所述差分电流和所述偏置电流。

技术总结
本公开的示例包括一种用于修改电路的跳闸电平的系统，该系统包括被配置为响应于差分电流超过跳闸电平而激活的保护设备、耦合到电路的输入的第一电流互感器、耦合到电路的输出的第二电流互感器、耦合到第一电流互感器和第二电流互感器的至少一个测量电路，该至少一个测量电路被配置为从第一电流互感器获得第一电流测量，从第二电流互感器获得第二电流测量，基于第一电流测量和第二电流测量确定偏置电流，以及基于偏置电流修改保护设备的跳闸电平。

技术研发人员：I·D·扬
受保护的技术使用者：施耐德电气（澳大利亚）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31