[发明专利]一种基于多项式插值和指数函数分段拟合的电流互感器稳态误差计算方法

说明书

本发明公开了一种基于多项式插值和指数函数分段拟合的电流互感器稳态误差的精确计算方法，具体表现为进行短路电流越限情况下的电流互感器稳态误差分析计算。本发明用多项式插值和指数函数综合解析表达式拟合伏安特性曲线，可以计算出当流过电流互感器安装位置一次侧最大短路电流，特别是越限短路电流时的稳态误差值和电流互感器10%误差时的最大允许负载和10%误差曲线，不仅可以判断出电流互感器是否超出10%误差，还可以准确计算出误差值多少，用于判断对保护的影响等。经过与多组实测数据验证，能够较好拟合实测数据，计算结果准确，具有实际应用性。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种用于电流互感器稳态误差的精确计算方法，具体表现为在短路电流越限情况下的电流互感器稳态误差分析计算。

背景技术

电流互感器是电力设备中将强电流信号转换成二次使用的弱电流信号，用于保护、测量回路，其运行性能的好坏直接关系到保护的正常运行、测量的准确性。当电网发生短路故障，穿过电流互感器的短路电流超过其设计允许的准确限值后，电流互感器可能发生饱和(与其所带二次负载有关)，饱和后电流互感器的一、二次电流已非正常的线性关系，传变误差将超过相关规程规定的允许值(10％)，误差过大将导致继电保护在原设定保护范围内误动或拒动。因此通过电流互感器的伏安特性数据，验算电流互感器的10％误差是否满足要求，具有重要意义。

然而，目前电流互感器伏安特性的电压电流数据，通常只做到CT饱和点附近，此饱和点对应励磁电流较小，不大于二次额定电流。因此，对于流过CT的最大短路电流，特别是越限短路电流，没有相应伏安特性数据可以直接使用，无法直接获取最大短路电流传变误差10％时的对应励磁电压，这样就限制了电流互感器最大短路电流时的误差校核计算。

发明内容

为解决以上所述电流互感器最大短路电流时误差校核的限制性，考虑到励磁绕组的饱和特性，本发明提供了一种基于多项式差值和指数函数分段拟合伏安特性曲线的电流互感器稳态误差计算方法。

为解决上述技术问题本发明所采取的技术方案为：

一种基于多项式插值和指数函数分段拟合的电流互感器误差计算方法，其方法步骤是：

步骤一、现场测试：将电流互感器一次绕组开路，将二次绕组与二次负载断开，在二次绕组侧通入交流电压U₂，测试二次电流I₂，得到一组电压电流U₂-I₂数据即伏安特性数据，并收集电流互感器参数：二次绕组阻抗Z₂、二次负载阻抗Z_l、一次短路电流与一次额定电流的比值m₁₀；

步骤二、伏安特性曲线的拟合：根据伏安特性试验测量数据，用多项式插值和指数函数综合解析表达式分段拟合伏安特性曲线U₂＝f(I₂)；

步骤三、励磁曲线的拟合：考虑励磁绕组的饱和性，励磁方程是非线性方程如式(1)，由伏安特性解析表达式拟合励磁曲线E＝f(I_e)；

E＝U₂-I_e×Z₂ (1)

式中：E为励磁电压，U₂为二次电压，I_e为励磁电流，Z₂为二次绕组阻抗；

步骤四、误差值计算：

根据式(2)(3)(4)求解出流过一次侧短路电流时电流互感器传变误差值和此时的励磁电流和励磁电压，并按照《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》规程要求220kV系统的给定暂态系数不宜低于2.0，计算中电流倍数考虑暂态系数为2.0进行计算，