[发明专利]基于瞬时电流特征的电流互感器饱和识别改进方法

摘要

本发明公开一种基于瞬时电流特征的电流互感器(CT)饱和改进识别方法，在传统时差法配合虚拟制动电流法识别电流互感器饱和的基础上，根据饱和前的故障电流瞬时采样值，利用离散滑窗迭代傅立叶算法拟合出CT饱和前故障电流的交直流分量情况,然后利用遗传算法(GA)训练后的BP神经网络拟合故障电流与虚拟制动电流门槛值D的隐式关系，最后将实时测量的故障电流瞬时采样值输入算法程序，自适应的选取虚拟制动电流门槛值D。本发明能够有效解决传统虚拟制动电流法选取固定门槛值在严重饱和时闭锁差动保护时间过长问题，并且能够在发生区外转区内故障时加快开放差动保护。

主权项

1.一种基于瞬时电流特征的电流互感器饱和识别方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用时差法确定CT未饱和区，判定故障是否为区外故障，若为区外故障则闭锁差动保护，否则动作与断路器跳闸；2)提取故障电流非饱和区数据，拟合故障电流交流分量A、直流分量B、相角和常数λ四个参数；3)采用遗传算法优化BP神经网络参数，然后用数据样本训练BP神经网络模型，拟合A、B、λ四个参数与虚拟制动电流门槛值D对应的隐式关系；4)实时提取故障电流采样数据，自适应的调整虚拟制动电流门槛值D；5)计算一个周期内差流值大于虚拟制动电流值的电流采样点数N，决定差动保护开放与闭锁时刻；步骤1)中利用时差法确定CT未饱和区，判定故障是否为区外故障，具体为：步骤1‑1，利用采用离散滑窗迭代傅立叶检测法，检测故障时刻T1，由式(1)、(2)计算瞬时基波数据：J1a(kι)＝A1cos(ωkι)+B1sin(ωkι)   (1)其中，i1'a(iι)表示采样数据，Nnew表示新的采样点；由式(3)计算计算瞬时谐波数据，根据式(4)计算瞬时谐波发生突变的时刻，即为故障发生时刻T1；i”1a(kι)＝i'1a(kι)‑J1a(kι)   (3)i”1a(kι)≥i0   (4)其中，i0表示谐波和的门槛值；步骤1‑2，检测差动保护继电器是否出现差流，如果有差流出现，记录差流越限时刻T2，T2‑T1为CT未饱和区，若T2‑T1＞2ms，则闭锁差动保护，差流计算公式以及差流越限判别式分别如式(5)、(6)所示：Id＞KrIr   (6)其中，为制动电流，K_r＝I_d/I_r为制动系数；所述的步骤2)中根据步骤1)确定的CT非饱和区，提取故障电流非饱和区数据，拟合故障电流交流分量A、直流分量B、相角和常数λ四个参数，具体为：将式(7)表示的未饱和电流采样数据Ik表示为式(8)的形式：其中，f_samp为电流采样频率、f为系统频率；ω＝2πf/f_samp；提取两个T₁到T₂之间电流的连续部分，第一部分用标号k_i到k_i+m_i表示，第二部分用标号k_j到k_j+m_j表示，由式(8)写出如式(9)所示矩阵方程，由式(10)可以解出故障电流交流分量A、直流分量B、相角和常数λ四个参数：MP＝I   (9)P＝(MTM)‑1MTI   (10)其中，