電力系統(tǒng)中，母線保護(hù)常采用電流差動原理，然而電流互感器發(fā)生飽和時，其二次電流會嚴(yán)重畸變，容易導(dǎo)致差動保護(hù)誤動。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，然而由于其在電力系統(tǒng)中運(yùn)行時間較短，存在易受外界干擾影響等問題，故現(xiàn)階段常規(guī)電磁式互感器仍為主導(dǎo)。因此對于常規(guī)互感器，快速識別飽和及故障類型，對于母線差動保護(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飽和識別方案，然而尚存在一些不足之處，例如：各種基于時差法的方案仍依賴于故障與飽和發(fā)生存在一定的時間差（一般大于3ms），如果檢測得到的時差小于該門檻值，則認(rèn)為時差不存在。若遇到嚴(yán)重快速飽和或出現(xiàn)強(qiáng)脈沖干擾的情況，基于時差判據(jù)的檢測方法將誤判為時差不存在而導(dǎo)致保護(hù)誤動，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，保護(hù)可能會長時間拒動。

電流諧波法僅根據(jù)電流信號中的諧波分量判定是否發(fā)生飽和，無法從本質(zhì)上識別故障與飽和的發(fā)生時刻。而差動保護(hù)在CT飽和程度較高時，差動電流可能仍位于跳閘區(qū)而導(dǎo)致保護(hù)誤動。基于小波模極大值的信號擾動檢測是目前比較有效的突變點檢測方法。

文獻(xiàn)[11]將該理論用于識別CT中的突變發(fā)生時刻的波形特征，然而該方法僅依賴單一CT的電流信息，沒有更多可參考量進(jìn)行對比和甄別，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)對各種極端情況的飽和識別策略對于差動保護(hù)的正確動作具有重要意義。

由于連接于同一母線上的所有CT時頻分量具有較高的相似度且互為參照對象，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)行互校驗比對，通過對傳統(tǒng)小波包分析進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，實現(xiàn)CT飽和的可靠識別以及有效數(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)對各種不同的故障及飽和場景，即使對于嚴(yán)重飽和或干擾，以及轉(zhuǎn)換性故障等特殊場景也能正確應(yīng)對。

圖1 小波多分辨率分析示意圖

圖9 變電站簡化模型圖

結(jié)論

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

1）所提能量函數(shù)對傳統(tǒng)的小波包變換進(jìn)行了優(yōu)化，能夠濾除偽極值點及小的振蕩抖動，使信號的突變點檢測更為精確。

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