CN114035138A - 一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法及装置 - Google Patents

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王振宇
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Abstract

本发明涉及一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法及装置，首先获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值；然后根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性；将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和。本发明提供的技术方案，利用输电线路的电压和电流的相关性，可及时识别出电流互感器的饱和状态，有效避免电流互感器饱和导致的保护误动作，提升电网安全。

Description

一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统故障检测技术领域，尤其涉及一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法及装置。
背景技术
电流互感器是电力系统中重要的二次测量设备，其正常运行直接关系到电力系统的安全，现场中已多次出现由于一次电流过大引起电流互感器饱和，导致二次电流畸变，最终发生保护越级跳闸的事故。当发生区外故障导致电流互感器饱和时，若不能及时识别出电流互感器饱和状态，会严重影响距离保护、差动保护的动作行为，可能造成保护误动作。
发明内容
基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法及装置，利用输电线路的电压和电流的相关性，可及时识别出电流互感器的饱和状态，有效避免电流互感器饱和导致的保护误动作，提升电网安全。
为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法，包括：
获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值；
根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性；
将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和。
进一步的，采用以下公式计算电压电流相关性：
Figure BDA0003342905370000021
其中，ρ为电压电流相关性，U(n)为输电线路的电压采样值，I(n)为输电线路的电流采样值，k为一个周波采样值的个数，t与电压超前于电流的角度
Figure BDA0003342905370000022
相关。
进一步的，t与电压超前于电流的角度
Figure BDA0003342905370000023
的关系包括：
Figure BDA0003342905370000024
其中，INT()为取浮点数的整形部分。
进一步的，所述若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和，包括：
若ρ＜0.7，则判别为发生电流互感器饱和。
根据本发明的另一个方面，提供了一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别装置，包括电流电压采样模块、电压电流相关性计算模块和电流互感器饱和判别模块；其中，
所述电流电压采样模块，用于获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值；
所述电压电流相关性计算模块，用于根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性；
所述电流互感器饱和判别模块，用于将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和。
进一步的，所述电压电流相关性计算模块采用以下公式计算电压电流相关性：
Figure BDA0003342905370000031
其中，ρ为电压电流相关性，U(n)为输电线路的电压采样值，I(n)为输电线路的电流采样值，k为一个周波采样值的个数，t与电压超前于电流的角度
Figure BDA0003342905370000032
相关。
进一步的，t与电压超前于电流的角度
Figure BDA0003342905370000033
的关系包括：
Figure BDA0003342905370000034
其中，INT()为取浮点数的整形部分。
进一步的，所述电流互感器饱和判别模块判别电流互感器饱和，包括：若ρ＜0.7，则判别为发生电流互感器饱和。
综上所述，本发明提供了一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法及装置，首先获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值；然后根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性；将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和。本发明提供的技术方案，利用输电线路的电压和电流的相关性，可及时识别出电流互感器的饱和状态，有效避免电流互感器饱和导致的保护误动作，提升电网安全。
附图说明
图1是本发明实施例适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法，该适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法的流程图如图1所示。对于输电线路的电压和电流，正常运行情况下，电压超前于电流一个角度
Figure BDA0003342905370000041
令U表示电压，I表示电流，则U与
Figure BDA0003342905370000042
具有极高的相关性。定义输电线路的电压电流相关性如下：
Figure BDA0003342905370000043
Figure BDA0003342905370000044
其中，U(n)为输电线路电压的采样值，I(n)为输电线路电流的采样值，k为一个周波采样值的个数，
Figure BDA0003342905370000045
为电压超前于电流的角度，Int(f)为取浮点数f的整形部分。对于输电线路，正常运行情况下，U(n)与I(n+t)为强相关性，即ρ≈1。当电流互感器发生饱和时，电流互感器的二次电流出现“残缺”，而电压互感器的二次电压仍为正常电压。根据电流互感器饱和的严重程度，电压电流相关性会相应的降低，饱和越严重，相关性相应的也会越低。当电压电流相关性小于一定阈值时，可认为发生电流互感器饱和。
基于以上分析，本发明实施例提供的电流互感器饱和判别方法包括如下步骤：
S1、获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值。
S2、根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性。采用以下公式计算电压电流相关性：
Figure BDA0003342905370000046
其中，ρ为电压电流相关性，U(n)为输电线路的电压采样值，I(n)为输电线路的电流采样值，k为一个周波采样值的个数，t与电压超前于电流的角度
Figure BDA0003342905370000051
相关。
t与电压超前于电流的角度
Figure BDA0003342905370000052
的关系包括：
Figure BDA0003342905370000053
其中，INT()为取浮点数的整形部分
S3、将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和，可根据以下原则进行判别：
若ρ＜0.7，则判别为发生电流互感器饱和。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别装置，包括电流电压采样模块、电压电流相关性计算模块和电流互感器饱和判别模块；其中，
所述电流电压采样模块，用于获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值；
所述电压电流相关性计算模块，用于根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性；
所述电流互感器饱和判别模块，用于将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和。
进一步的，所述电压电流相关性计算模块采用以下公式计算电压电流相关性：
Figure BDA0003342905370000054
其中，ρ为电压电流相关性，U(n)为输电线路的电压采样值，I(n)为输电线路的电流采样值，k为一个周波采样值的个数，t与电压超前于电流的角度
Figure BDA0003342905370000061
相关。
进一步的，t与电压超前于电流的角度
Figure BDA0003342905370000062
的关系包括：
Figure BDA0003342905370000063
其中，INT()为取浮点数的整形部分。
进一步的，所述电流互感器饱和判别模块判别电流互感器饱和，包括：若ρ＜0.7，则判别为发生电流互感器饱和。
本发明实施例适用于输电线路的电流互感器饱和判别装置中各个模块实现其功能的具体步骤与本发明第一个实施例适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法中的各步骤相同，在此不再赘述。
综上所述，本发明涉及一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法及装置，首先获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值；然后根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性；将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和。本发明提供的技术方案，利用输电线路的电压和电流的相关性，可及时识别出电流互感器的饱和状态，有效避免电流互感器饱和导致的保护误动作，提升电网安全。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别方法，其特征在于，包括：
获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值；
根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性；
将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用以下公式计算电压电流相关性：
Figure FDA0003342905360000011
其中，ρ为电压电流相关性，U(n)为输电线路的电压采样值，I(n)为输电线路的电流采样值，k为一个周波采样值的个数，t与电压超前于电流的角度
Figure FDA0003342905360000012
相关。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，t与电压超前于电流的角度
Figure FDA0003342905360000013
的关系包括：
Figure FDA0003342905360000014
其中，INT()为取浮点数的整形部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和，包括：
若ρ<0.7，则判别为发生电流互感器饱和。
5.一种适用于输电线路的电流互感器饱和判别装置，其特征在于，包括电流电压采样模块、电压电流相关性计算模块和电流互感器饱和判别模块；其中，
所述电流电压采样模块，用于获取输电线路一个周波的电流采样值和电压采样值；
所述电压电流相关性计算模块，用于根据所述电流采样值和电压采样值计算所述输电线路的电压电流相关性；
所述电流互感器饱和判别模块，用于将所述电压电流相关性与相关性阈值进行比较，若该电压电流相关性小于相关性阈值，则判别为发生电流互感器饱和。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电压电流相关性计算模块采用以下公式计算电压电流相关性：
Figure FDA0003342905360000021
其中，ρ为电压电流相关性，U(n)为输电线路的电压采样值，I(n)为输电线路的电流采样值，k为一个周波采样值的个数，t与电压超前于电流的角度
Figure FDA0003342905360000022
相关。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，t与电压超前于电流的角度
Figure FDA0003342905360000023
的关系包括：
Figure FDA0003342905360000024
其中，INT()为取浮点数的整形部分。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电流互感器饱和判别模块判别电流互感器饱和，包括：
若ρ<0.7，则判别为发生电流互感器饱和。
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