電力系統(tǒng)中，母線保護(hù)常采用電流差動(dòng)原理，然而電流互感器發(fā)生飽和時(shí)，其二次電流會(huì)嚴(yán)重畸變，容易導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。雖然電子式互感器擁有一系列傳統(tǒng)互感器不具備的優(yōu)勢(shì)，然而由于其在電力系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)間較短，存在易受外界干擾影響等問(wèn)題，故現(xiàn)階段常規(guī)電磁式互感器仍為主導(dǎo)。因此對(duì)于常規(guī)互感器，快速識(shí)別飽和及故障類型，對(duì)于母線差動(dòng)保護(hù)可靠性的提升有重大意義。

現(xiàn)階段，學(xué)者們提出了各種CT飽和識(shí)別方案，然而尚存在一些不足之處，例如：各種基于時(shí)差法的方案仍依賴于故障與飽和發(fā)生存在一定的時(shí)間差（一般大于3ms），如果檢測(cè)得到的時(shí)差小于該門(mén)檻值，則認(rèn)為時(shí)差不存在。若遇到嚴(yán)重快速飽和或出現(xiàn)強(qiáng)脈沖干擾的情況，基于時(shí)差判據(jù)的檢測(cè)方法將誤判為時(shí)差不存在而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，并且當(dāng)區(qū)外故障導(dǎo)致CT飽和后又發(fā)生轉(zhuǎn)換性故障時(shí)，保護(hù)可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間拒動(dòng)。

電流諧波法僅根據(jù)電流信號(hào)中的諧波分量判定是否發(fā)生飽和，無(wú)法從本質(zhì)上識(shí)別故障與飽和的發(fā)生時(shí)刻。而差動(dòng)保護(hù)在CT飽和程度較高時(shí)，差動(dòng)電流可能仍位于跳閘區(qū)而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)?；谛〔O大值的信號(hào)擾動(dòng)檢測(cè)是目前比較有效的突變點(diǎn)檢測(cè)方法。

文獻(xiàn)[11]將該理論用于識(shí)別CT中的突變發(fā)生時(shí)刻的波形特征，然而該方法僅依賴單一CT的電流信息，沒(méi)有更多可參考量進(jìn)行對(duì)比和甄別，抗干擾能力較差，某些極端情況下判據(jù)可能失效。因此，進(jìn)一步研究能夠應(yīng)對(duì)各種極端情況的飽和識(shí)別策略對(duì)于差動(dòng)保護(hù)的正確動(dòng)作具有重要意義。

由于連接于同一母線上的所有CT時(shí)頻分量具有較高的相似度且互為參照對(duì)象，故本文利用連接于同一母線上的所有保護(hù)用CT采集電流進(jìn)行互校驗(yàn)比對(duì)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)小波包分析進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)CT飽和的可靠識(shí)別以及有效數(shù)據(jù)段的提取，并采用不同保護(hù)濾波算法進(jìn)行保護(hù)判斷。仿真表明本文所提策略能夠應(yīng)對(duì)各種不同的故障及飽和場(chǎng)景，即使對(duì)于嚴(yán)重飽和或干擾，以及轉(zhuǎn)換性故障等特殊場(chǎng)景也能正確應(yīng)對(duì)。

圖1 小波多分辨率分析示意圖

圖9 變電站簡(jiǎn)化模型圖

結(jié)論

為解決CT發(fā)生飽和時(shí)其二次側(cè)電流畸變進(jìn)而導(dǎo)致母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的問(wèn)題，提出一種新的CT飽和識(shí)別及有效數(shù)據(jù)提取方案，能夠可靠識(shí)別各種不同類型的CT飽和，并保證保護(hù)動(dòng)作的正確性。通過(guò)理論分析和仿真驗(yàn)證，形成以下研究結(jié)論：

1）所提能量函數(shù)對(duì)傳統(tǒng)的小波包變換進(jìn)行了優(yōu)化，能夠?yàn)V除偽極值點(diǎn)及小的振蕩抖動(dòng)，使信號(hào)的突變點(diǎn)檢測(cè)更為精確。

2）所提方法能夠正確識(shí)別出CT嚴(yán)重快速飽和與干擾的場(chǎng)景，并且在轉(zhuǎn)換性故障發(fā)生時(shí)及時(shí)開(kāi)放保護(hù)，相較于傳統(tǒng)的CT識(shí)別方案有明顯的優(yōu)勢(shì)。上述工作為CT飽和識(shí)別的工程應(yīng)用和推廣提供了新思路。