[发明专利]一种计算电流互感器暂态传变特性的简易方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种计算电流互感器暂态传变特性的简易方法及装置，本发明利用电流互感器的基本电气参数，以简易的数值计算方法计算任意一次电流作用下电流互感器的暂态响应，可计算出电流互感器的饱和时刻以及全过程的励磁电流、二次电流数值，运算简单，易于实现，不必依赖专业的电磁暂态计算软件，只需利用通用的计算工具或者电子表格编制简单的计算流程即可实现，准确度可满足在工程应用需求。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，涉及一种计算电流互感器暂态传变特性的简易方法及装置。

背景技术

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。电网中暂态过程更加复杂多样，对继电保护所使用的电流互感器的暂态性能形成更大考验。现场事故分析表明，暂态过程中电流互感器饱和导致继电保护误动、拒动的事件时有发生。因此，计算电网复杂暂态过程中电流互感器的传变特性对于提高继电保护动作正确率、保障电网安全稳定运行具有十分重要的现实意义。

目前常用于电流互感器暂态传变特性的计算方法有电磁暂态仿真、解析计算两种方法。前者需要专业的电磁暂态仿真计算软件，且该类计算软件中电流互感器模型所需的部分参数不易获取，较难在工程实际中得到有效应用。后者一般基于电流互感器等效电路的解析计算，这种方法有两个难点：一是只适用于互感器铁芯磁化曲线的线性段，在磁化曲线的非线性段，由于磁导率及与磁导率相关的励磁电感不是常数，且其表达式非常复杂，难以进行解析计算；二是要求互感器的一次电流表达式必须能作解析计算，对于变压器涌流、直流偏磁、交直流相互作用等复杂的一次电流，较难甚至无法用解析法作计算。

因此，需要提供一种易于实现且能适用于工程应用的计算方法，以解决电流互感器暂态传变特性计算的技术需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种计算电流互感器暂态传变特性的简易方法及装置，解决了电流互感器暂态传变特性计算的技术需求。

本发明实施例提供了计算电流互感器暂态传变特性的简易方法，包括：

S1：获取到包含固定时间步长的一次电流离散值序列，设置k＝0、初始时间t＝0、励磁电流初值和一次电流初始值，将初始时间增加一次电流序列的固定时间步长作为当前时刻；

S2：令k＝k+1，在一次电流序列中获取到与当前时刻对应的一次电流值，根据上一时刻的一次电流值计算当前时刻的励磁电流，根据当前时刻的一次电流值和当前时刻的励磁电流计算当前时刻的二次电流；

S3：判断在当前时刻的励磁电流作用下电流互感器的铁芯是否趋向饱和，若是，则将当前时刻作为饱和时刻，再执行S4，若不是，则执行S4；

S4：判断k是否不小于一次电流序列的长度，若小于，将当前时刻增加固定时间步长作为新的当前时刻，再重新执行S2，若不小于，则输出第一次得到的饱和时刻、励磁电流序列和二次电流序列。

优选地，步骤S1之前还包括：

S0：获取到电流互感器的准确限值系数、励磁特性曲线和额定变比，通过预置第一公式根据准确限值系数进行计算得到准确限值励磁电流；

其中，预置第一公式为：

式中，k_al为电流互感器的准确限值系数；I_sn为电流互感器的额定二次电流；R_s为电流互感器二次回路阻抗，其数值为电流互感器二次线圈电阻和二次负载电阻的总和；ω_n为电流互感器的额定工作频率；L_e.uns为电流互感器的不饱和励磁电感。

优选地，判断在当前时刻的励磁电流作用下电流互感器的铁芯是否趋向饱和具体为：

判断当前时刻的励磁电流的绝对值是否不小于准确限值励磁电流。