本發(fā)明電磁測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電流互感器飽和檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)中使用電流互感器測(cè)量電網(wǎng)電流。由于傳統(tǒng)電磁式電流互感器鐵芯材料的非線性，當(dāng)被測(cè)電流過(guò)大時(shí)電流互感器將發(fā)生飽和。電流互感器飽和時(shí)，其勵(lì)磁電流顯著變大，折算到一次側(cè)的二次電流不再與一次電流相等，造成電流測(cè)量誤差。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，系統(tǒng)故障電流可能遠(yuǎn)大于電流互感器一次側(cè)額定電流，從而造成電流互感器的飽和。電流互感器的飽和可能會(huì)引起電流差動(dòng)保護(hù)等繼電保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。電流互感器飽和檢測(cè)可在電流互感器發(fā)生飽和時(shí)為繼電保護(hù)系統(tǒng)提供閉鎖信號(hào)，防止保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)，從而提高電力系統(tǒng)可靠性。

傳統(tǒng)的電流互感器飽和檢測(cè)方法有基于二次電流諧波比的測(cè)量方法或基于小波變換的測(cè)量方法等。這些方法可以準(zhǔn)確的判斷電流互感器飽和的發(fā)生，然而通常需要對(duì)整個(gè)工頻周期的電流信號(hào)做處理，實(shí)時(shí)性較差?；趯?dǎo)數(shù)、差分方程等的電流互感器飽和檢測(cè)算法通常計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，然而易受噪聲的影響，存在技術(shù)缺陷。

因此，提出一種擁有強(qiáng)抗噪聲能力的電流互感器飽和檢測(cè)方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電流互感器飽和檢測(cè)方法及裝置，解決了基于導(dǎo)數(shù)、差分方程等的電流互感器飽和檢測(cè)算法通常計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，然而易受噪聲的影響的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電流互感器飽和檢測(cè)方法，包括：

s1：獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到二階差分電流；

s2：將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0。

s3：根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；

s4：依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定。

優(yōu)選地，步驟s1具體包括：

獲取到通過(guò)長(zhǎng)度為6的滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流進(jìn)行采樣的6個(gè)二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)6個(gè)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到二階差分電流，預(yù)置第二公式具體為：

id2[n]＝2i[n]-i[n-1]-i[n-2]-i[n-3]-i[n-4]+2i[n-5]；

其中i[n]、i[n-1]、i[n-2]、i[n-3]、i[n-4]和i[n-5]為滑動(dòng)時(shí)間窗長(zhǎng)度為6時(shí)對(duì)電流互感器二次電流采樣的6個(gè)二次電流采樣值。

優(yōu)選地，步驟s2具體包括：

將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，若二階差分電流大于預(yù)設(shè)閾值，則確定二階差分電流對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻為電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，若二階差分電流小于預(yù)設(shè)閾值，則返回執(zhí)行步驟s1。

優(yōu)選地，步驟s1前還包括：

s0：通過(guò)預(yù)置第一公式計(jì)算預(yù)設(shè)閾值，預(yù)置第一公式具體為：

其中if為系統(tǒng)最大短路電流；k為可靠系數(shù)，本公式中取3；n為系統(tǒng)在一個(gè)工頻周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，n＝fs/50，fs為系統(tǒng)采樣頻率。

優(yōu)選地，步驟s4具體包括：依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值進(jìn)行乘積計(jì)算，直到乘積計(jì)算結(jié)果小于0，則判斷飽和結(jié)束。

預(yù)置第三公式具體為：

其中l(wèi)為電流互感器負(fù)載電感，r為電流互感器負(fù)載電阻，t為系統(tǒng)采樣間隔，n為飽和起始時(shí)刻后的采樣時(shí)刻，n0為飽和起始時(shí)刻。

優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電流互感器飽和檢測(cè)裝置，包括：

平滑濾波單元，用于獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流進(jìn)行采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到二階差分電流；

飽和起始單元，用于將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0；

第一積分單元，用于根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；

比較積分單元，用于依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定。

優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)裝置還包括：

閾值單元，用于通過(guò)預(yù)置第一公式計(jì)算預(yù)設(shè)閾值。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電流互感器飽和檢測(cè)方法及裝置，其中，該電流互感器飽和檢測(cè)方法包括：s1：獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到平滑濾波后的二階差分電流；s2：將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0；s3：根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；s4：依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)電流互感器二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，在不改變信號(hào)峰值寬度、高度的基礎(chǔ)上有效地濾除噪聲干擾，解決了基于導(dǎo)數(shù)、差分方程等的電流互感器飽和檢測(cè)算法易受噪聲的影響的技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖3為本發(fā)明為仿真模擬實(shí)驗(yàn)所使用的系統(tǒng)電路圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一個(gè)結(jié)果示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)裝置的另一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電流互感器飽和檢測(cè)方法及裝置，解決了基于導(dǎo)數(shù)、差分方程等的電流互感器飽和檢測(cè)算法易受噪聲的影響的技術(shù)問(wèn)題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施例，包括：

101、獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到平滑濾波后的二階差分電流；

需要說(shuō)明的是，僅獲取到滑動(dòng)時(shí)間窗內(nèi)的二次電流采樣值，不需要對(duì)整個(gè)工頻周期的電流信號(hào)做處理，然后通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)滑動(dòng)時(shí)間窗內(nèi)的二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到二階差分電流。

102、將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0；

需要說(shuō)明的是，將計(jì)算得到的當(dāng)前采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值的大小進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0。

103、根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；

需要說(shuō)明的是，在確定了飽和起始時(shí)刻n0后，n0+1采樣時(shí)刻指的是，飽和起始時(shí)刻n0后一個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值。

104、依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定；

需要說(shuō)明的是，依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，其中，n≥n0+1，即在得到采樣時(shí)刻n0+1對(duì)應(yīng)的二次電流后，繼續(xù)對(duì)電流互感器進(jìn)行二次電流的采樣，即采樣時(shí)刻n，此處n可為1、2、3…n，可以理解的是，每對(duì)一個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的二次電流進(jìn)行計(jì)算則得到一個(gè)積分計(jì)算結(jié)果，將該結(jié)果按照預(yù)置比較方式與第一積分值進(jìn)行比較，如果不滿足條件，則重新計(jì)算得到下一個(gè)采樣時(shí)刻積分計(jì)算結(jié)果，直到按照預(yù)置比較方式滿足條件。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電流互感器飽和檢測(cè)方法，包括：獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到平滑濾波后的二階差分電流；將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0；根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)電流互感器二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，在不改變信號(hào)峰值寬度、高度的基礎(chǔ)上有效地濾除噪聲干擾，解決了基于導(dǎo)數(shù)、差分方程等的電流互感器飽和檢測(cè)算法易受噪聲的影響的技術(shù)問(wèn)題。

以上是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，以下將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的另一個(gè)實(shí)施例，包括：

200、通過(guò)預(yù)置第一公式計(jì)算預(yù)設(shè)閾值，預(yù)置第一公式具體為：

其中if為系統(tǒng)最大短路電流；k為可靠系數(shù)，本公式中取3；n為系統(tǒng)在一個(gè)工頻周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，n＝fs/50，fs為系統(tǒng)采樣頻率；

需要說(shuō)明的是，根據(jù)預(yù)置第一公式，通過(guò)計(jì)算可以確切地得到預(yù)設(shè)閾值。

201、獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到平滑濾波后的二階差分電流；

需要說(shuō)明的是，僅獲取到滑動(dòng)時(shí)間窗內(nèi)的二次電流采樣值，不需要對(duì)整個(gè)工頻周期的電流信號(hào)做處理，然后通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)滑動(dòng)時(shí)間窗內(nèi)的二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到二階差分電流。

進(jìn)一步地，獲取到通過(guò)長(zhǎng)度為6的滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流進(jìn)行采樣的6個(gè)二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)6個(gè)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到二階差分電流，預(yù)置第二公式具體為：

id2[n]＝2i[n]-i[n-1]-i[n-2]-i[n-3]-i[n-4]+2i[n-5]；

其中i[n]、i[n-1]、i[n-2]、i[n-3]、i[n-4]和i[n-5]為滑動(dòng)時(shí)間窗長(zhǎng)度為6時(shí)對(duì)電流互感器二次電流采樣的6個(gè)二次電流采樣值。

202、將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0；

需要說(shuō)明的是，將計(jì)算得到的當(dāng)前采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值的大小進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0。

進(jìn)一步地，將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，若二階差分電流大于預(yù)設(shè)閾值，則確定二階差分電流對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻為電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，若二階差分電流小于預(yù)設(shè)閾值，則返回執(zhí)行步驟s1；

需要說(shuō)明的是，若計(jì)算得到的當(dāng)前采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的二階差分電流比預(yù)設(shè)閾值大，則當(dāng)前采樣時(shí)刻n即為電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0，若計(jì)算得到的當(dāng)前采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的二階差分電流比預(yù)設(shè)閾值小，則需要返回201重新獲取下一個(gè)滑動(dòng)時(shí)間窗內(nèi)的電流互感器二次電流采樣值后，重新進(jìn)行計(jì)算。

203、根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；

需要說(shuō)明的是，在確定了飽和起始時(shí)刻n0后，n0+1采樣時(shí)刻指的是，飽和起始時(shí)刻n0后一個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值。

204、依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定；

進(jìn)一步地，依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值進(jìn)行乘積計(jì)算，直到乘積計(jì)算結(jié)果小于0，則判斷飽和結(jié)束；

預(yù)置第三公式具體為：

其中l(wèi)為電流互感器負(fù)載電感，r為電流互感器負(fù)載電阻，t為系統(tǒng)采樣間隔，n為飽和起始時(shí)刻后的采樣時(shí)刻，n0為飽和起始時(shí)刻；

需要說(shuō)明的是，依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，每計(jì)算一個(gè)采樣時(shí)刻得到一個(gè)積分計(jì)算結(jié)果，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值進(jìn)行乘積計(jì)算，如果乘積計(jì)算結(jié)果大于0，則重新計(jì)算得到下一個(gè)采樣時(shí)刻積分計(jì)算結(jié)果；如果乘積計(jì)算結(jié)果小于0，則確定得到的積分計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻為飽和結(jié)束時(shí)刻，判斷飽和結(jié)束。

以上是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，以下將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的一個(gè)應(yīng)用例進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

t0：計(jì)算預(yù)設(shè)閾值，預(yù)設(shè)閾值設(shè)為：

th＝k*|id|max；

其中，k為可靠系數(shù)，本發(fā)明取3。|id|max是不發(fā)生飽和時(shí)可能出現(xiàn)的最大的id2[n]絕對(duì)值。

故障時(shí)電流互感器二次電流可近似如下展開(kāi)：

其中if是穩(wěn)態(tài)故障電流，tp是一次繞組的時(shí)間常數(shù)，ts是二次繞組的時(shí)間常數(shù)。因此故障時(shí)id2[n]可分解為三部分：

上式中n為每個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，t為采樣間隔。由于t遠(yuǎn)小于繞組的時(shí)間常數(shù)tp、ts，a[n]可通過(guò)三角公式改寫為：

由于采樣間隔較小，n可近似認(rèn)為連續(xù)。故可以通過(guò)對(duì)上式求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)為零的方式計(jì)算a[n]的極大值。因此a[n]的極大值點(diǎn)為：

t1：獲取長(zhǎng)度為6的滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流采樣的6個(gè)二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第一公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到平滑濾波后的二階差分電流：

若對(duì)原輸入信號(hào)以數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為5、多項(xiàng)式階數(shù)為2進(jìn)行多項(xiàng)式平滑濾波，則其一階導(dǎo)數(shù)id1[n]為：

id1[n]＝2i[n]+i[n-1]-i[n-3]-2i[n-4]；

再對(duì)id1[n]做一階差分計(jì)算，得到電流互感器二次電流多項(xiàng)式平滑濾波后的二階差分電流id2[n]：

id2[n]＝2i[n]-i[n-1]-i[n-2]-i[n-3]-i[n-4]+2i[n-5]；

t2：將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)二階差分電流id2[n]大于預(yù)設(shè)閾值th時(shí)，即判斷二階差分電流對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻n為電流互感器飽和起始時(shí)刻n0。

t3：根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值，預(yù)置第三公式具體為：

其中l(wèi)為電流互感器負(fù)載電感，r為電流互感器負(fù)載電阻，t為系統(tǒng)采樣間隔，n為飽和起始時(shí)刻后的采樣時(shí)刻，n0為飽和起始時(shí)刻。

t4：依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值進(jìn)行乘積計(jì)算，直到乘積計(jì)算結(jié)果小于0，則判斷飽和結(jié)束。

以上是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的一個(gè)應(yīng)用例子進(jìn)行詳細(xì)的描述，以下將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的另一個(gè)應(yīng)用例進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明為仿真模擬實(shí)驗(yàn)所使用的系統(tǒng)電路圖中的具體參數(shù)為：雙側(cè)電源均為220kv，兩側(cè)電源相角差為10°。電流互感器沒(méi)有剩磁，磁路長(zhǎng)度為0.6377m，鐵芯截面積為2.601e-3m2，負(fù)載電阻為0.5ω，負(fù)載電感為0.8e-3h。在線路上設(shè)置三相短路故障，使電流互感器飽和。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)方法的具體步驟：

h0：計(jì)算預(yù)設(shè)閾值，本實(shí)施例中系統(tǒng)采樣頻率為4khz，故n＝80，可高系數(shù)k為3，最大短路電流為11.65p.u.，因此預(yù)設(shè)閾值為：

h1：獲取長(zhǎng)度為6的滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流采樣的6個(gè)二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第一公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到平滑濾波后的二階差分電流為：

id2[n]＝2i[n]-i[n-1]-i[n-2]-i[n-3]-i[n-4]+2i[n-5]；

其中i[n]、i[n-1]、i[n-2]、i[n-3]、i[n-4]和i[n-5]為滑動(dòng)時(shí)間窗長(zhǎng)度為6時(shí)對(duì)電流互感器二次電流采樣的6個(gè)二次電流采樣值。

h2：將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)二階差分電流id2[n]大于預(yù)設(shè)閾值th時(shí)，即判斷二階差分電流對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻n為電流互感器飽和起始時(shí)刻n0。

h3：根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值，預(yù)置第三公式具體為：

其中l(wèi)為電流互感器負(fù)載電感，r為電流互感器負(fù)載電阻，t為系統(tǒng)采樣間隔，n為飽和起始時(shí)刻后的采樣時(shí)刻，n0為飽和起始時(shí)刻。

h4：依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值進(jìn)行乘積計(jì)算，直到乘積計(jì)算結(jié)果小于0，則判斷飽和結(jié)束。

請(qǐng)參閱圖4，在20db噪聲干擾下，圖3所示系統(tǒng)故障后的互感器飽和電流波形、理想電流波形、多項(xiàng)式平滑濾波后的二階差分電流id2[n]、電流積分i[n]以及最終的飽和檢測(cè)結(jié)果如圖4所示。由圖4可知本實(shí)施例在20db噪聲環(huán)境下成功實(shí)現(xiàn)了電流互感器飽和的精確檢測(cè)，解決了基于導(dǎo)數(shù)、差分方程等的電流互感器飽和檢測(cè)算法通常計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，然而易受噪聲的影響的技術(shù)問(wèn)題。

以下將對(duì)本發(fā)明提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)裝置進(jìn)行詳細(xì)的描述。

請(qǐng)參閱圖5，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例，包括：

平滑濾波單元501，用于獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流進(jìn)行采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到平滑濾波后的二階差分電流；

飽和起始單元502，用于將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0；

第一積分單元503，用于根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；

比較積分單元504，用于依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定。

本發(fā)明提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)裝置，先通過(guò)平滑濾波單元501獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流進(jìn)行采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到二階差分電流；再通過(guò)飽和起始單元502將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0；通過(guò)第一積分單元503根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；然后通過(guò)比較積分單元504依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定。通過(guò)對(duì)電流互感器二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，在不改變信號(hào)峰值寬度、高度的基礎(chǔ)上有效地濾除噪聲干擾，解決了基于導(dǎo)數(shù)、差分方程等的電流互感器飽和檢測(cè)算法易受噪聲的影響的技術(shù)問(wèn)題。

請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流互感器飽和檢測(cè)裝置的另一個(gè)實(shí)施例，包括：

閾值單元600，用于通過(guò)預(yù)置第一公式計(jì)算預(yù)設(shè)閾值；

平滑濾波單元601，用于獲取到通過(guò)滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)電流互感器二次電流進(jìn)行采樣得到的二次電流采樣值，通過(guò)預(yù)置第二公式對(duì)二次電流采樣值進(jìn)行平滑濾波計(jì)算，得到平滑濾波后的二階差分電流；

飽和起始單元602，用于將二階差分電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，得到電流互感器的飽和起始時(shí)刻n0；

第一積分單元603，用于根據(jù)電流互感器飽和起始時(shí)刻n0，對(duì)n0+1采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流互感器二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，得到第一積分值；

比較積分單元604，用于依次對(duì)n0+1采樣時(shí)刻后的采樣時(shí)刻n對(duì)應(yīng)的電流互感器的二次電流通過(guò)預(yù)置第三公式進(jìn)行積分計(jì)算，將得到的積分計(jì)算結(jié)果與第一積分值按照預(yù)置比較方式進(jìn)行飽和結(jié)束時(shí)刻的確定。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。