一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法技术

本发明专利技术涉及一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，包括以下步骤：计算采样值的差分电流；对所述差分电流进行傅里叶变化确定其基波和谐波；将所述基波进行差分幅值还原和将所述谐波不做差分的幅值还原；根据所述基波、谐波和幅值还原确定CT拖尾电流和短路电流；根据所述CT拖尾电流和短路电流构建截断CT拖尾电流的判据，并修正判据的制动系数。本发明专利技术技术方案确保在出现CT拖尾电流的情况下失灵保护不发生误动。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及电力系统继电保护领域，更具体涉及一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法。
技术介绍
：断路器失灵保护是电力系统中广泛的应用的一种后备保护，主要是针对主保护正确动作出口，但由于断路器机构失灵没跳开而故障仍然存在时的保护配置。根据断路器失灵保护原理可知，断路器失灵保护延时应大于断路器动作时间和保护返回时间之和。当系统发生故障，继电保护检测到故障后动作出口跳闸。断路器断开后，电流互感器(CT)由于存在衰减的直流分量而出现CT电流拖尾现象，此时CT电流不为零，而是按照一定的时间常数逐渐衰减到零。现有的保护中通常采用0.06A为无流定值，这种单一门槛判据对CT拖尾电流的识别能力较差。当存在CT拖尾问题，且未对CT拖尾电流进行处理的情况下，保护返回时间可达200ms，很有可能导致失灵保护误动作从而扩大故障范围。针对以上问题，本专利技术提出了一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，确保在出现CT拖尾电流的情况下失灵保护不发生误动。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，包括以下步骤：计算采样值的差分电流；对所述差分电流进行傅里叶变化确定其基波和谐波；将所述基波进行差分幅值还原和将所述谐波不做差分的幅值还原；根据所述基波、谐波和幅值还原确定CT拖尾电流和短路电流；根据所述CT拖尾电流和短路电流构建截断CT拖尾电流的判据，并修正判据的制动系数。所述差分电流通过下式确定：其中，为第n个点采样值电流，为第n-1个点采样值电流。所述基波通过半波傅里叶变换得到；所述谐波通过全波傅里叶变换得到。通过下式所述半波傅里叶变换确定基波：式中：N为基波信号的一周期采样点数；xk为差分电流第k次采样值；a1T/2为经半波傅里叶变换后基波分量的实部；b1T/2为经半波傅里叶变换后基波分量的虚部；通过下式全波傅里叶变换确定谐波：式中：anT为经全波傅里叶变换后n次谐波分量的实部；bnT为经全波傅里叶变换后n次谐波分量的虚部。通过下式确定基波幅值还原：式中：为差分电流经傅里叶变换得到的相量值；为经傅里叶变换并还原后得到的相量值；ω为基波信号角频率；T为基波信号周期时间。所述拖尾电流通过当前点前半个周波数据窗先经差分，后经半波傅里叶变换计算得出：式中：为经半波傅里叶变换的基波电流；为CT拖尾电流。所述短路电流通过当前点空一个周波前一个周波数据窗先经差分，后经全波傅里叶变换计算得出：式中：为经全部傅里叶变换的基波电流；为短路电流。所述不做差分的幅值还原的谐波包括二次谐波和三次谐波，所述二次谐波和三次谐波的通过当前点前一个周波数据窗先经差分，后经全波傅里叶变换计算得出：式中：为经全波傅里叶变换的二次谐波；为经全波傅里叶变换的三次谐波；所述构建截断CT拖尾电流的判据的过程包括：建立直角坐标系，以短路电流为坐标横轴，CT拖尾电流为坐标纵轴描点，形成曲线。断路器未断开时，斜率≈1，计算的采样电流的二次谐波和三次谐波数值不大；断路器断开，出现CT拖尾电流，计算谐波的全波傅里叶开始跨窗，计算的谐波陡增，以二次谐波与三次谐波之和表示谐波含量：CT拖尾电流截断判据为：式中：K为制动系数，K＝0.5*Iharmonic，若Iharmonic＞1，K＝0.5；Iset1＝0.05A；Iset1＝0.3A。满足上述判据时，截断CT拖尾电流。和最接近的现有技术比，本专利技术提供技术方案具有以下优异效果1、本专利技术技术方案基于CT拖尾电流-短路电流判据平面进行判断，在存在CT拖尾电流的情况下，能快速截断CT拖尾电流，缩短保护返回时间；2、本专利技术技术方案有效避免现有保护因不能及时识别CT拖尾电流造成失灵保护误动的情况；3、本专利技术技术方案修正判据的制动系数，提高判据的灵敏度。附图说明图1为本专利技术实施例的截断CT拖尾电流的判据平面示意图；图2为本专利技术实施例的CT拖尾电流和短路电流计算示意图；图3为本专利技术实施例的电流采样值波形示意图；图4为本专利技术实施例的CT拖尾电流和短路电流在判据平面上描点画出的曲线示意图；图5为本专利技术实施例的随时间变化曲线示意图。具体实施方式下面结合实施例对专利技术作进一步的详细说明。实施例1：本例的专利技术提供一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，包括以下步骤：(1)差分电流：保护安装处的采样电流为计算差分电流(2)傅里叶变换：半波傅里叶算法基波公式：式中：N为基波信号的一周期采样点数；xk为差分电流第k次采样值；a1T/2为经半波傅里叶变换后基波分量的实部；b1T/2为经半波傅里叶变换后基波分量的虚部。全波傅里叶算法通式：式中：anT为经全波傅里叶变换后n次谐波(n＝1为基波)分量的实部；bnT为经全波傅里叶变换后n次谐波(n＝1为基波)分量的虚部。(3)差分幅值还原：差分电流经傅里叶变换后还原公式式中：为差分电流经傅里叶变换得到的相量值；为经傅里叶变换并还原后得到的相量值。(4)CT拖尾电流和短路电流：当前点前半个周波数据窗先经差分，后经半波傅里叶变换计算得出CT拖尾电流：式中：为经半波傅里叶变换的基波电流；为CT拖尾电流。当前点空一个周波前一个周波数据窗先经差分，后经全波傅里叶变换计算得出短路电流：式中：为经全部傅里叶变换的基波电流；为短路电流。如图2所示。(5)当前点前一个周波数据窗先经差分，后经全波傅里叶变换计算得出二次谐波和三次谐波(计算所有谐波不做差分的幅值还原)：式中：为经全波傅里叶变换的二次谐波；为经全波傅里叶变换的三次谐波。建立直角坐标系，以短路电流为坐标横轴，CT拖尾电流为坐标纵轴描点，形成曲线。断路器未断开时，斜率≈1，计算采样电流的二次谐波、三次谐波数值不大；断路器断开，出现CT拖尾电流，计算谐波的全波傅里叶开始跨窗，计算的谐波陡增，以二次谐波与三次谐波之和表示谐波含量：CT拖尾电流截断判据为：式中：K为制动系数，K＝0.5*Iharmonic，若Iharmonic＞1，K＝0.5；Iset1＝0.05A；Iset1＝0.3A。满足上述判据时，截断CT拖尾电流。电流采样值波形如图3所示，当t＝55ms时断路器断开，出现CT拖尾电流。计算CT拖尾电流和短路电流，并在判据平面上描点画出曲线，如图4所示。计算二次谐波与三次谐波分量之和Iharmonic随时间变化曲线，如图5所示。开关合上时，曲线斜率近似为1，此时的二次谐波、三次谐波不大。开关断开出现CT拖尾电流，此时谐波的全波傅里叶变换计算结果开始跨窗，计算的谐波陡增，判据制动系数K随谐波含量Iharmonic的变化而变化。曲线在开关断开后第13点(10.83ms)落入无流区。如图3所示，现有保护判据无流门槛值为0.06A，在存在CT拖尾电流的情况下，保护返回时间大于100ms，而本专利技术中的判据可以在10.83ms截断CT拖尾电流，大大缩短了保护返回时间，提高了失灵保护的可靠性。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本专利技术精神和范围的任何修改或者等同替换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，其特征在于：包括以下步骤：计算采样值的差分电流；对所述差分电流进行傅里叶变化确定其基波和谐波；将所述基波进行差分幅值还原和将所述谐波不做差分的幅值还原；根据所述基波、谐波和幅值还原确定CT拖尾电流和短路电流；根据所述CT拖尾电流和短路电流构建截断CT拖尾电流的判据，并修正判据的制动系数。

【技术特征摘要】
1.一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，其特征在于：包括以下步骤：计算采样值的差分电流；对所述差分电流进行傅里叶变化确定其基波和谐波；将所述基波进行差分幅值还原和将所述谐波不做差分的幅值还原；根据所述基波、谐波和幅值还原确定CT拖尾电流和短路电流；根据所述CT拖尾电流和短路电流构建截断CT拖尾电流的判据，并修正判据的制动系数。2.如权利要求1所述的一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，其特征在于：所述差分电流通过下式确定：其中，为第n个点采样值电流，为第n-1个点采样值电流。3.如权利要求1所述的一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，其特征在于：所述基波通过半波傅里叶变换得到；所述谐波通过全波傅里叶变换得到。4.如权利要求3所述的一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，其特征在于：通过下式所述半波傅里叶变换确定基波：式中：N为基波信号的一周期采样点数；xk为差分电流第k次采样值；a1T/2为经半波傅里叶变换后基波分量的实部；b1T/2为经半波傅里叶变换后基波分量的虚部；通过下式全波傅里叶变换确定谐波：式中：anT为经全波傅里叶变换后n次谐波分量的实部；bnT为经全波傅里叶变换后n次谐波分量的虚部。5.如权利要求1所述的一种失灵保护中的截断电流互感器拖尾电流方法，其特征在于：通过下式确定基波幅值还原：式中：为差分电流经傅里叶变换得到的相量值；为经傅里叶变换并还原后得到的相量值；ω为基波信号角频率；T为基波...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳焕章，郭雅蓉，王兴国，周泽昕，谢俊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国家电网公司华中分部，
类型：发明
国别省市：北京;11