本發(fā)明涉及電流互感器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種判斷電流互感器飽和的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年，隨著電網(wǎng)的升級改造，新型保護(hù)裝置的大量采用，一方面大大提高了本地區(qū)供電的可靠性，但另一方面供電容量越來越大，系統(tǒng)短路電流急劇增加，系統(tǒng)中電流互感器飽和的問題日益突出。

現(xiàn)有技術(shù)中，判斷電流互感器飽和，大都是基于電流差動保護(hù)，利用多側(cè)電流互感器的采樣值信息采用時差法或各種改進(jìn)時差法，且采樣值差動本身具備一定的抗電流互感器飽和能力，因此這種判斷電流互感器飽和的方法較容易實(shí)現(xiàn)。但是在配電系統(tǒng)中，電流互感器飽和現(xiàn)象對非差動原理的其他保護(hù)正確動作及測量的準(zhǔn)確性也具有較大影響，而現(xiàn)有技術(shù)中并沒有適用于判斷無差動回路的電網(wǎng)系統(tǒng)中的電流互感器飽和的技術(shù)方案。

因此，如何實(shí)現(xiàn)判斷無差動回路的電網(wǎng)系統(tǒng)中的電流互感器飽和，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種判斷電流互感器飽和的方法，可利用單側(cè)電流互感器的采樣值信息判斷電流互感器飽和，實(shí)現(xiàn)判斷無差動回路的電網(wǎng)系統(tǒng)中的電流互感器飽和。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種判斷電流互感器飽和的方法，所述方法包括：

采集電流互感器的電流值，基于所述電流值計(jì)算相對應(yīng)的相位角及幅值；

基于所述相位角及所述幅值判斷線性傳變區(qū)；

基于所述相位角、所述幅值及所述線性傳變區(qū)判斷負(fù)荷運(yùn)行區(qū)；

基于所述線性傳變區(qū)內(nèi)電流的相位角及幅值計(jì)算電流預(yù)測值和電流差值；

基于所述電流差值及所述負(fù)荷運(yùn)行區(qū)判斷奇異點(diǎn)；

基于所述奇異點(diǎn)修正所述線性傳變區(qū)、所述電流值及所述電流差值；

基于所述線性傳變區(qū)、所述幅值及所述電流差值判斷故障區(qū)；

基于所述故障區(qū)修正所述線性傳變區(qū)；

基于所述線性傳變區(qū)、所述電流差值、所述負(fù)荷運(yùn)行區(qū)及所述故障區(qū)判斷飽和區(qū)。

優(yōu)選地，所述采集電流互感器的電流值，基于所述電流值計(jì)算相對應(yīng)的相位角及幅值包括：

采集所述電流互感器二次側(cè)的所述電流值；

調(diào)用第一算法；

基于所述電流值及所述第一算法計(jì)算所述相位角及所述幅值。

優(yōu)選地，所述基于所述故障區(qū)修正所述線性傳變區(qū)包括：

基于所述故障區(qū)的發(fā)生時間點(diǎn)修正所述線性傳變區(qū)；

基于所述故障區(qū)的結(jié)束時間點(diǎn)修正所述線性傳變區(qū)。

一種判斷電流互感器飽和的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括采集模塊、第一計(jì)算模塊、第一判斷模塊、第二判斷模塊、第二計(jì)算模塊、第三判斷模塊、第一修正模塊、第四判斷模塊、第二修正模塊及第五判斷模塊，其中：

所述采集模塊用于采集電流互感器的電流值，所述第一計(jì)算模塊用于基于所述電流值計(jì)算相對應(yīng)的相位角及幅值；

所述第一判斷模塊用于基于所述相位角及所述幅值判斷線性傳變區(qū)；

所述第二判斷模塊用于基于所述相位角、所述幅值及所述線性傳變區(qū)判斷負(fù)荷運(yùn)行區(qū)；

所述第二計(jì)算模塊用于基于所述線性傳變區(qū)內(nèi)電流的相位角及幅值計(jì)算電流預(yù)測值和電流差值；

所述第三判斷模塊用于基于所述電流差值及所述負(fù)荷運(yùn)行區(qū)判斷奇異點(diǎn)；

所述第一修正模塊用于基于所述奇異點(diǎn)修正所述線性傳變區(qū)、所述電流值及所述電流差值；

所述第四判斷模塊用于基于所述線性傳變區(qū)、所述幅值及所述電流差值判斷故障區(qū)；

所述第二修正模塊用于基于所述故障區(qū)修正所述線性傳變區(qū)；

所述第五判斷模塊用于基于所述線性傳變區(qū)、所述電流差值、所述負(fù)荷運(yùn)行區(qū)及所述故障區(qū)判斷飽和區(qū)。

優(yōu)選地，所述第一計(jì)算模塊包括調(diào)用單元及第一計(jì)算單元，其中：

所述采集模塊用于采集所述電流互感器二次側(cè)的所述電流值；

所述調(diào)用單元用于調(diào)用第一算法；

所述第一計(jì)算單元用于基于所述電流值及所述第一算法計(jì)算所述相位角及所述幅值。

優(yōu)選地，第二修正模塊包括第一修正單元及第二修正單元，其中：

所述第一修正單元用于基于所述故障區(qū)的發(fā)生時間點(diǎn)修正所述線性傳變區(qū)；

所述第二修正單元用于基于所述故障區(qū)的結(jié)束時間點(diǎn)修正所述線性傳變區(qū)。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了一種判斷電流互感器飽和的方法，包括采集電流互感器的電流值，基于電流值計(jì)算相對應(yīng)的相位角及幅值，基于相位角及幅值判斷線性傳變區(qū)，基于相位角、幅值及線性傳變區(qū)判斷負(fù)荷運(yùn)行區(qū)，基于線性傳變區(qū)內(nèi)電流的相位角及幅值計(jì)算電流預(yù)測值和電流差值，基于電流差值及負(fù)荷運(yùn)行區(qū)判斷奇異點(diǎn)，基于奇異點(diǎn)修正線性傳變區(qū)、電流值及電流差值，基于線性傳變區(qū)、幅值及電流差值判斷故障區(qū)，基于故障區(qū)修正線性傳變區(qū)，基于線性傳變區(qū)、電流差值、負(fù)荷運(yùn)行區(qū)及故障區(qū)判斷飽和區(qū)。利用單側(cè)電流互感器的采樣值信息判斷電流互感器飽和，實(shí)現(xiàn)判斷無差動回路的電網(wǎng)系統(tǒng)中的電流互感器飽和。

附圖說明

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

圖1為本發(fā)明公開的一種判斷電流互感器飽和的方法的實(shí)施例1的流程圖；

圖2為本發(fā)明公開的一種判斷電流互感器飽和的方法的實(shí)施例2的流程圖；

圖3為本發(fā)明公開的一種判斷電流互感器飽和的方法的實(shí)施例3的流程圖；

圖4為本發(fā)明公開的一種判斷電流互感器飽和的系統(tǒng)的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明公開的一種判斷電流互感器飽和的系統(tǒng)的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明公開的一種判斷電流互感器飽和的系統(tǒng)的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為故障后未電流互感器未飽和時的仿真結(jié)果；

圖8為故障后發(fā)生電流互感器飽和時仿真結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(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，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動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。

如圖1所示，為本發(fā)明公開的一種判斷電流互感器飽和的方法實(shí)施例1的流程圖，包括以下步驟：

s101、采集電流互感器的電流值，基于電流值計(jì)算相對應(yīng)的相位角及幅值；

由與電流互感器相連的電流值采集器采集電流互感器二次側(cè)的電流值i，由電流值可計(jì)算出與此電流值相對應(yīng)的相位角ψ及幅值a，因可采集不同時間點(diǎn)的電流值，因此，通過不同時間點(diǎn)的電流值可計(jì)算出不同時間點(diǎn)的相位角及幅值。例如ik即為k時間點(diǎn)的電流值，其相對應(yīng)的相位角為ψk，相對應(yīng)的幅值為ak。ik-1為k時間點(diǎn)之前一個采樣周期的電流值，ik-2為在k時間點(diǎn)之前兩個采樣周期的電流值。同理，ik+1即為k時間點(diǎn)之后一個采樣周期的電流值。

在下面的判據(jù)中，&表示與邏輯，|表示或邏輯，|ik|表示求ik的絕對值。

s102、基于相位角及幅值判斷線性傳變區(qū)；

根據(jù)下式對線性傳變區(qū)進(jìn)行判斷：

若

(k＞4)&(|ak-2-ak-3|≤δaset)&(|φk-1-φk-2|≤δφset)&

(|φk-2-φk-3|≤δφset)&(|φk-1-φk-3|≤δφset)

或

(k＞4)&(ak-3:k-1≥anormin)&(|ak-1-ak-2|≤δaset)&(|ak-2-ak-3|≤δaset)&(|ak-1-ak-3|≤δaset)

則

zk-4:k＝1

zk初始化為0，zk-4:k＝1表示k、k-1、k-2、k-3及k-4五個時間點(diǎn)在線性傳變區(qū)內(nèi)；ak-3:k-1表示k-3、k-2、k-1時間點(diǎn)的幅值。

因通過不同的電流值可求出其相應(yīng)的幅值及相位角，將求出的幅值及相位角利用所述方法即可判斷任意時間點(diǎn)是否處于線性傳變區(qū)，繼而判斷出線性傳變區(qū)的范圍。

在上述方法中，δφset按躲過線性傳變區(qū)內(nèi)最大初相角波動值整定；δaset按躲過線性傳變區(qū)內(nèi)最大幅值波動值整定；anormin按躲過正常負(fù)荷狀態(tài)下的最小電流幅值整定。

前一個相位判據(jù)為主要判據(jù)，可以把一定長度的線性傳變區(qū)可靠的判定出來，后一個幅值判據(jù)為輔助判據(jù)，兩個判據(jù)組成或邏輯。

s103、基于相位角、幅值及線性傳變區(qū)判斷負(fù)荷運(yùn)行區(qū)；

當(dāng)判斷出某時間點(diǎn)處于線性傳變區(qū)時，可對其是否處于負(fù)荷運(yùn)行區(qū)進(jìn)行判斷。其判斷方式如下：

若(k＞4)&(anormin≤ak-3:k-1≤anormax)，則lk-4：k＝2。其中anormax按躲過正常負(fù)荷狀態(tài)下的最大電流幅值整定，lk初始化為0，lk-4：k＝2表示k至k-4五個時間點(diǎn)處于負(fù)荷運(yùn)行區(qū)。

為進(jìn)一步精確負(fù)荷運(yùn)行區(qū)的范圍，需要避開奇異點(diǎn)的干擾，因此，當(dāng)滿足上述負(fù)荷運(yùn)行區(qū)的判斷條件時，可對負(fù)荷運(yùn)行區(qū)的范圍進(jìn)行修正。

當(dāng)滿足(k＞6)&(lk-5＝0)&(lk-6＝2)時

lk-5＝2

當(dāng)滿足(k＞7)&(lk-5＝0)&(lk-6＝0)&(lk-7＝2)時

lk-6:k-5＝2

因利用所述方法可以判斷任意時間點(diǎn)是否處于線性傳變區(qū)，因此，也可對任意時間點(diǎn)是否處于負(fù)荷運(yùn)行區(qū)進(jìn)行判斷，最終確定負(fù)荷運(yùn)行區(qū)的范圍。

s104、基于線性傳變區(qū)內(nèi)電流的相位角及幅值計(jì)算電流預(yù)測值及電流差值；

找到距離當(dāng)前時刻最近的線性傳變區(qū)內(nèi)電流的幅值及相位角，利用該幅值和相位角對當(dāng)前時間點(diǎn)的電流采樣值進(jìn)行預(yù)測，即電流預(yù)測值；計(jì)算電流預(yù)測值與當(dāng)前真實(shí)電流值的差值，即電流差值。

若

則

c_ik＝||iprek|-|ik||

k1(0,1,2,...)控制最近線性傳變區(qū)時間點(diǎn)，dk(0,1,2,...)控值延遲間隔，默認(rèn)為0。

其中，代表檢測到最近線性傳變區(qū)時間點(diǎn)，iprek為k時刻的電流預(yù)測值，c_ik為k時刻的電流差值。需要注意的是上述方法僅適用于處于線性傳變區(qū)的時間點(diǎn)。

s105、基于電流差值及負(fù)荷運(yùn)行區(qū)判斷奇異點(diǎn)；

電流差值的閾值為c_iset，當(dāng)c_ik＞c_iset時，初步判定ik為不正常采樣點(diǎn)；nabnor為連續(xù)不正常采樣點(diǎn)數(shù)，連續(xù)不正常采樣點(diǎn)數(shù)的閾值為nabno.rset，當(dāng)nabnor≤nabno.rset時，判定不正常采樣點(diǎn)為奇異點(diǎn)，判據(jù)如下：

若

則

表示k-1時刻到k-nabnor.set時刻的電流差值；為修正k-1時刻到k-nabnor.set時刻的線性傳變區(qū)。

s106、基于奇異點(diǎn)修正線性傳變區(qū)、電流值及電流差值；

當(dāng)上述奇異點(diǎn)判據(jù)滿足時，可對線性傳變區(qū)、電流值及幅值差值進(jìn)行修正，避免奇異點(diǎn)的干擾。具體修正判據(jù)如下：

若

則

若

則

為k-1時刻到k-nabnor.set時刻被修正的電流值；為k-1時刻到k-nabnor.set時刻被修正的電流差值。

s107、基于線性傳變區(qū)、幅值及電流差值判斷故障區(qū)；

利用故障狀態(tài)下線性傳變區(qū)幅值特點(diǎn)和故障發(fā)生時間點(diǎn)電流差值的特點(diǎn)可對故障區(qū)進(jìn)行判斷，并利用故障發(fā)生時間點(diǎn)對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正。

若

(e_k＝＝0)&(k＞8)&(sum(zk-4：k＝＝1)＝＝5)&

[(min(ak-3:k-1)＞anormax)|(sum(c_ik-8:k＞c_iset)≥5)]

則

e_k記錄故障發(fā)生時間點(diǎn)，在正常運(yùn)行狀態(tài)下為初始值0；

sum(zk-4:k＝＝1)＝＝5表示k到k-4五個時刻都在線性傳變區(qū)內(nèi)；

min(ak-3：k-1)表示k-1到k-3三個時刻中幅值的最小值；

sum(c_ik-8:k＞c_iset)≥5表示k到k-8九個時刻中至少有5個電流差值大于c_iset。

利用故障結(jié)束后檢測到的負(fù)荷運(yùn)行區(qū)對故障結(jié)束時間點(diǎn)進(jìn)行定位，并利用故障結(jié)束時間點(diǎn)對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正。

若

(e_k≠0)&(k＞8)&(e_k1＝0)&(lk＝2)

則

e_k1記錄故障結(jié)束時間點(diǎn)，在正常運(yùn)行狀態(tài)下為初始值0。

s108、基于故障區(qū)修正線性傳變區(qū)；

判斷出故障區(qū)后，可利用故障區(qū)對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正，zk′為被修正的線性傳變區(qū)結(jié)果。

s109、基于線性傳變區(qū)、電流差值、負(fù)荷運(yùn)行區(qū)及故障區(qū)判斷飽和區(qū)；

利用電流互感器飽和一般發(fā)生在故障后，且采集的電流值與電網(wǎng)實(shí)際電流值差值急速增大的特點(diǎn)設(shè)立飽和判據(jù)。

計(jì)算電流差值變化率：d_cik-3＝|c_i′k-2-c_i′k-3|

可由下式對飽和區(qū)進(jìn)行判斷：

若

(e_k≠0)&(z′k-7:k-5＝0)&(lk-7:k-5＝0)&

[((d_cik-6＞dc_iset)|(d_cik-7＞dc_iset))|(c_i′k-7:k-5＞c_taset)]

則

ta_satk-6:k-5＝-1

d_ciset為電流差值變化率的整定值；c_taset為電流互感器飽和后電流差值的整定值；ta_satk-6:k-5＝-1表示k-5到k-6兩個時間點(diǎn)處于飽和區(qū)。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種判斷電流互感器飽和的方法，包括采集電流互感器的電流值，基于電流值計(jì)算相對應(yīng)的相位角及幅值，基于相位角及幅值判斷線性傳變區(qū)，基于相位角、幅值及線性傳變區(qū)判斷負(fù)荷運(yùn)行區(qū)，基于線性傳變區(qū)內(nèi)電流的相位角及幅值計(jì)算電流預(yù)測值和電流差值，基于電流差值及負(fù)荷運(yùn)行區(qū)判斷奇異點(diǎn)，基于奇異點(diǎn)修正線性傳變區(qū)、電流值及電流差值，基于線性傳變區(qū)、幅值及電流差值判斷故障區(qū)，基于故障區(qū)修正線性傳變區(qū)，基于線性傳變區(qū)、電流差值、負(fù)荷運(yùn)行區(qū)及故障區(qū)判斷飽和區(qū)。利用單側(cè)電流互感器的采樣值信息判斷電流互感器飽和，實(shí)現(xiàn)判斷無差動回路的電網(wǎng)系統(tǒng)中的電流互感器飽和。

如圖2所示，為本發(fā)明在上述是實(shí)施例的基礎(chǔ)上公開的實(shí)施例2的流程圖，本實(shí)施例包括以下步驟：

s201、采集電流互感器二次側(cè)的電流值；

由電流互感器的二次側(cè)采集三個相鄰時間點(diǎn)的電流值，ik-2、ik-1、ik。ik即為k時間點(diǎn)的電流值，其相對應(yīng)的相位角為ψk，相對應(yīng)的幅值為ak。ik-1為k時間點(diǎn)之前一個采樣周期的電流值，ik-2為在k時間點(diǎn)之前兩個采樣周期的電流值。同理，ik+1即為k時間點(diǎn)之后一個采樣周期的電流值。

s202、調(diào)用第一算法；

調(diào)用第一算法，第一算法可存儲在算法存儲器中。第一算法如下：

s203、基于電流值及第一算法計(jì)算相位角及幅值；

為了計(jì)算出初相角φk-1和幅值ak-1，可做如下變換：

因此，y(m)＝[b2(m)·ck/ck+1]-b1(m)＝0時，φ(m)即是初相角φk-1，可采用試值法計(jì)算出φk-1，試值范圍為-π～π。

本次算法驗(yàn)證試驗(yàn)試值間隔為0.0001，因此試值范圍為-3.1416～3.1416，即φ(m)＝-3.1416+(m-1)×0.0001(m＝1,2,3...,62833)，實(shí)際應(yīng)用時可對試值間隔進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到精度要求。另外，因?yàn)闉榻朴?jì)算，當(dāng)φ(m)＝φk-1時，實(shí)際計(jì)算出來的y(m)很難剛好為零，因此，可設(shè)一定值yset，當(dāng)y(m)≤yset時，即可認(rèn)為已找到φk-1，跳出試值循環(huán)，即利用此時的φ(m)、b1(m)、b2(m)計(jì)算得出ak-1：

如圖3所示，為本發(fā)明在上述是實(shí)施例的基礎(chǔ)上公開的實(shí)施例3的流程圖，本實(shí)施例包括以下步驟：

s301、基于故障區(qū)的發(fā)生時間點(diǎn)修正線性傳變區(qū)；

基于故障區(qū)的發(fā)生時間點(diǎn)可對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正，若e_k＝k，則z′k-8:k＝1且i′k-8:k＝ik-8:k。

s302、基于故障區(qū)的結(jié)束時間點(diǎn)修正線性傳變區(qū)；

基于故障區(qū)的結(jié)束時間點(diǎn)可對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正，若e_k1＝k，則z′k-8:k＝1。

如圖4所示，為本發(fā)明公開的一種判斷電流互感器飽和的系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，本系統(tǒng)包括采集模塊101、第一計(jì)算模塊102、第一判斷模塊103、第二判斷模塊104、第二計(jì)算模塊105、第三判斷模塊106、第一修正模塊107、第四判斷模塊108、第二修正模塊109及第五判斷模塊110，其中：

采集模塊101用于采集電流互感器的電流值，第一計(jì)算模塊102用于基于電流值計(jì)算相對應(yīng)的相位角及幅值；

由與電流互感器相連的電流值采集器采集電流互感器二次側(cè)的電流值i，由電流值可計(jì)算出與此電流值相對應(yīng)的相位角ψ及幅值a，因可采集不同時間點(diǎn)的電流值，因此，通過不同時間點(diǎn)的電流值可計(jì)算出不同時間點(diǎn)的相位角及幅值。例如ik即為k時間點(diǎn)的電流值，其相對應(yīng)的相位角為ψk，相對應(yīng)的幅值為ak。ik-1為k時間點(diǎn)之前一個采樣周期的電流值，ik-2為在k時間點(diǎn)之前兩個采樣周期的電流值。同理，ik+1即為k時間點(diǎn)之后一個采樣周期的電流值。

在下面的判據(jù)中，&表示與邏輯，|表示或邏輯，|ik|表示求ik的絕對值。

第一判斷模塊103用于基于相位角及幅值判斷線性傳變區(qū)；

根據(jù)下式對線性傳變區(qū)進(jìn)行判斷：

若

或

(k＞4)&(ak-3:k-1≥anormin)&(|ak-1-ak-2|≤δaset)&(|ak-2-ak-3|≤δaset)&(|ak-1-ak-3|≤δaset)

則

zk-4:k＝1

zk初始化為0，zk-4:k＝1表示k、k-1、k-2、k-3及k-4五個時間點(diǎn)在線性傳變區(qū)內(nèi)。

因通過不同的電流值可求出其相應(yīng)的幅值及相位角，將求出的幅值及相位角利用方法即可判斷任意時間點(diǎn)是否處于線性傳變區(qū)，繼而判斷出線性傳變區(qū)的范圍。

在上述方法中，δφset按躲過線性傳變區(qū)內(nèi)最大初相角波動值整定；δaset按躲過線性傳變區(qū)內(nèi)最大幅值波動值整定；anormin按躲過正常負(fù)荷狀態(tài)下的最小電流幅值整定；ak-3:k-1表示k-3、k-2、k-1時間點(diǎn)的幅值。

前一個相位判據(jù)為主要判據(jù)，可以把一定長度的線性傳變區(qū)可靠的判定出來，后一個幅值判據(jù)為輔助判據(jù)，兩個判據(jù)組成或邏輯。

第二判斷模塊104用于基于相位角、幅值及線性傳變區(qū)判斷負(fù)荷運(yùn)行區(qū)；

當(dāng)判斷出某時間點(diǎn)處于線性傳變區(qū)時，可對其是否處于負(fù)荷運(yùn)行區(qū)進(jìn)行判斷。其判斷方式如下：

若(k＞4)&(anormin≤ak-3:k-1≤anormax)，則lk-4：k＝2。其中anormax按躲過正常負(fù)荷狀態(tài)下的最大電流幅值整定，lk初始化為0，lk-4：k＝2表示k至k-4五個時間點(diǎn)處于負(fù)荷運(yùn)行區(qū)。

為進(jìn)一步精確負(fù)荷運(yùn)行區(qū)的范圍，需要避開奇異點(diǎn)的干擾，因此，當(dāng)滿足上述負(fù)荷運(yùn)行區(qū)的判斷條件時，可對負(fù)荷運(yùn)行區(qū)的范圍進(jìn)行修正。

當(dāng)滿足(k＞6)&(lk-5＝0)&(lk-6＝2)時

lk-5＝2

當(dāng)滿足(k＞7)&(lk-5＝0)&(lk-6＝0)&(lk-7＝2)時

lk-6:k-5＝2

因利用方法可以判斷任意時間點(diǎn)是否處于線性傳變區(qū)，因此，也可對任意時間點(diǎn)是否處于負(fù)荷運(yùn)行區(qū)進(jìn)行判斷，最終確定負(fù)荷運(yùn)行區(qū)的范圍。

第二計(jì)算模塊105用于基于線性傳變區(qū)內(nèi)電流的相位角及幅值計(jì)算電流預(yù)測值和電流差值；

找到距離當(dāng)前時刻最近的線性傳變區(qū)內(nèi)電流的幅值及相位角，利用該幅值和相位角對當(dāng)前時間點(diǎn)的電流采樣值進(jìn)行預(yù)測，即電流預(yù)測值；計(jì)算電流預(yù)測值與當(dāng)前真實(shí)電流值的差值，即電流差值。

若

則

c_ik＝||iprek|-|ik||

k1(0,1,2,...)控制最近線性傳變區(qū)時間點(diǎn)，dk(0,1,2,...)控值延遲間隔，默認(rèn)為0。

其中，代表檢測到最近線性傳變區(qū)時間點(diǎn)，iprek為k時刻的電流預(yù)測值，c_ik為k時刻的電流差值。需要注意的是上述方法僅適用于處于線性傳變區(qū)的時間點(diǎn)。

第三判斷模塊106用于基于電流差值及負(fù)荷運(yùn)行區(qū)判斷奇異點(diǎn)；

電流差值的閾值為c_iset，當(dāng)c_ik＞c_iset時，初步判定ik為不正常采樣點(diǎn)；nabnor為連續(xù)不正常采樣點(diǎn)數(shù)，連續(xù)不正常采樣點(diǎn)數(shù)的閾值為nabno.rset，當(dāng)nabnor≤nab.nors時et，判定不正常采樣點(diǎn)為奇異點(diǎn)，判據(jù)如下：

若

則

表示k-1時刻到k-nabnor.set時刻的電流差值；為修正k-1時刻到k-nabnor.set時刻的線性傳變區(qū)。

第一修正模塊107用于基于奇異點(diǎn)修正線性傳變區(qū)、電流值及電流差值；

當(dāng)上述奇異點(diǎn)判據(jù)滿足時，可對線性傳變區(qū)、電流值及幅值差值進(jìn)行修正，避免奇異點(diǎn)的干擾。具體修正判據(jù)如下：

若

則

若

則

為k-1時刻到k-nabnor.set時刻被修正的電流值；為k-1時刻到k-nabnor.set時刻被修正的電流差值。

第四判斷模塊108用于基于線性傳變區(qū)、幅值及電流差值判斷故障區(qū)；

利用故障狀態(tài)下線性傳變區(qū)幅值特點(diǎn)和故障發(fā)生時間點(diǎn)電流差值的特點(diǎn)可對故障區(qū)進(jìn)行判斷，并利用故障發(fā)生時間點(diǎn)對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正。

若

(e_k＝＝0)&(k＞8)&(sum(zk-4:k＝＝1)＝＝5)&

[(min(ak-3:k-1)＞anormax)|(sum(c_ik-8:k＞c_iset)≥5)]

則

e_k記錄故障發(fā)生時間點(diǎn)，在正常運(yùn)行狀態(tài)下為初始值0；

sum(zk-4:k＝＝1)＝＝5表示k到k-4五個時刻都在線性傳變區(qū)內(nèi)；

min(ak-3：k-1)表示k-1到k-3三個時刻中幅值的最小值；

sum(c_ik-8：k＞c_iset)≥5表示k到k-8九個時刻中至少有5個電流差值大于c_iset。

利用故障結(jié)束后檢測到的負(fù)荷運(yùn)行區(qū)對故障結(jié)束時間點(diǎn)進(jìn)行定位，并利用故障結(jié)束時間點(diǎn)對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正。

若

(e_k≠0)&(k＞8)&(e_k1＝0)&(lk＝2)

則

e_k1記錄故障結(jié)束時間點(diǎn)，在正常運(yùn)行狀態(tài)下為初始值0。

第二修正模塊109用于基于故障區(qū)修正線性傳變區(qū)；

判斷出故障區(qū)后，可利用故障區(qū)對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正，zk′為被修正的線性傳變區(qū)結(jié)果。

第五判斷模塊110用于基于線性傳變區(qū)、電流差值、負(fù)荷運(yùn)行區(qū)及故障區(qū)判斷飽和區(qū)；

利用電流互感器飽和一般發(fā)生在故障后，且采集的電流值與電網(wǎng)實(shí)際電流值差值急速增大的特點(diǎn)設(shè)立飽和判據(jù)。

計(jì)算電流差值變化率：d_cik-3＝|c_ik′-2-c_ik′-3|

可由下式對飽和區(qū)進(jìn)行判斷：

若

(e_k≠0)&(z′k-7:k-5＝0)&(lk-7:k-5＝0)&

[((d_cik-6＞dc_iset)|(d_cik-7＞dc_iset))|(c_i′k-7:k-5＞c_taset)]

則

ta_satk-6:k-5＝-1

d_ciset為電流差值變化率的整定值；c_taset為電流互感器飽和后電流差值的整定值；ta_satk-6:k-5＝-1表示k-5到k-6兩個時間點(diǎn)處于飽和區(qū)。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種判斷電流互感器飽和的系統(tǒng)，本系統(tǒng)的工作原理為采集電流互感器的電流值，基于電流值計(jì)算相對應(yīng)的相位角及幅值，基于相位角及幅值判斷線性傳變區(qū)，基于相位角、幅值及線性傳變區(qū)判斷負(fù)荷運(yùn)行區(qū)，基于線性傳變區(qū)內(nèi)電流的相位角及幅值計(jì)算電流預(yù)測值和電流差值，基于電流差值及負(fù)荷運(yùn)行區(qū)判斷奇異點(diǎn)，基于奇異點(diǎn)修正線性傳變區(qū)、電流值及電流差值，基于線性傳變區(qū)、幅值及電流差值判斷故障區(qū)，基于故障區(qū)修正線性傳變區(qū)，基于線性傳變區(qū)、電流差值、負(fù)荷運(yùn)行區(qū)及故障區(qū)判斷飽和區(qū)。利用單側(cè)電流互感器的采樣值信息判斷電流互感器飽和，實(shí)現(xiàn)判斷無差動回路的電網(wǎng)系統(tǒng)中的電流互感器飽和。

如圖5所示，為本發(fā)明在上述是實(shí)施例的基礎(chǔ)上公開的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例中，第一計(jì)算模塊203包括調(diào)用單元201及第一計(jì)算單元202，本實(shí)施例公開的系統(tǒng)的工作原理如下：

采集模塊用于采集電流互感器二次側(cè)的電流值；

由電流互感器的二次側(cè)采集三個相鄰時間點(diǎn)的電流值，ik-2、ik-1、ik。ik即為k時間點(diǎn)的電流值，其相對應(yīng)的相位角為ψk，相對應(yīng)的幅值為ak。ik-1為k時間點(diǎn)之前一個采樣周期的電流值，ik-2為在k時間點(diǎn)之前兩個采樣周期的電流值。同理，ik+1即為k時間點(diǎn)之后一個采樣周期的電流值。

調(diào)用單元201用于調(diào)用第一算法；

調(diào)用第一算法，第一算法可存儲在算法存儲器中。第一算法如下：

第一計(jì)算單元202用于基于電流值及第一算法計(jì)算相位角及幅值；

為了計(jì)算出初相角φk-1和幅值ak-1，可做如下變換：

因此，y(m)＝[b2(m)·ck/ck+1]-b1(m)＝0時，φ(m)即是初相角φk-1，可采用試值法計(jì)算出φk-1，試值范圍為-π～π。

本次算法驗(yàn)證試驗(yàn)試值間隔為0.0001，因此試值范圍為-3.1416～3.1416，即φ(m)＝-3.1416+(m-1)×0.0001(m＝1,2,3...,62833)，實(shí)際應(yīng)用時可對試值間隔進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到精度要求。另外，因?yàn)闉榻朴?jì)算，當(dāng)φ(m)＝φk-1時，實(shí)際計(jì)算出來的y(m)很難剛好為零，因此，可設(shè)一定值yset，當(dāng)y(m)≤yset時，即可認(rèn)為已找到φk-1，跳出試值循環(huán)，即利用此時的φ(m)、b1(m)、b2(m)計(jì)算得出ak-1：

如圖6所示，為本發(fā)明在上述是實(shí)施例的基礎(chǔ)上公開的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例中，第二修正模塊303包括第一修正單元301及第二修正單元302，本實(shí)施例公開的系統(tǒng)的工作原理如下：

第一修正單元301用于基于故障區(qū)的發(fā)生時間點(diǎn)修正線性傳變區(qū)；

基于故障區(qū)的發(fā)生時間點(diǎn)可對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正，若e_k＝k，則z′k-8:k＝1且i′k-8:k＝ik-8:k。

第二修正單元302用于基于故障區(qū)的結(jié)束時間點(diǎn)修正線性傳變區(qū)；

基于故障區(qū)的結(jié)束時間點(diǎn)可對線性傳變區(qū)進(jìn)行修正，若e_k1＝k，則z′k-8:k＝1。

本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。