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摘 要：在電流互感器飽和時(shí)，電流互感器二次波形畸變，電動(dòng)機保護器電流判據里的傅里葉采樣算法無(wú)法正確反映一次電流波形，本文使用PSCAD軟件，分析了電流互感器的飽和特性對保護器的影響，提出了電流采樣算法追加三采樣算法的措施，通過(guò)Matlab軟件證明該算法優(yōu)于傅里葉采樣算法，降低了電動(dòng)機保護器誤動(dòng)或拒動(dòng)率。

　　關(guān)鍵詞：飽和特性；采樣算法；電動(dòng)機
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.15.160
　　0 引言
　　工業(yè)生產(chǎn)系統中，關(guān)鍵崗位的低壓電動(dòng)機安全可靠運行是企業(yè)關(guān)心的問(wèn)題。低壓電動(dòng)機綜合保護器因體積輕巧，價(jià)格低廉，整合多個(gè)保護功能等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應用。但保護器內部元器件因成本等原因，部分廠(chǎng)家生產(chǎn)的保護器內部電流互感器的性能較差。當電動(dòng)機定子繞組相間短路故障電流較大時(shí)，引發(fā)電流互感器飽和，造成電動(dòng)機綜合保護器拒動(dòng)或誤動(dòng)。因此，電流互感器鐵芯飽和是一個(gè)不容忽視的特性[1]。本文將研究基于傅里葉算法采樣的電動(dòng)機綜合保護器在其電流互感器飽和時(shí)對電動(dòng)機保護的影響的問(wèn)題，并提出算法的改進(jìn)方法。
　　1 電動(dòng)機保護器PSCAD 軟件模型簡(jiǎn)介
　　電動(dòng)機保護器產(chǎn)品較多，結合多個(gè)廠(chǎng)家產(chǎn)品，使用PSCAD 軟件搭建出電動(dòng)機保護器模型。該模型有2個(gè)電流互感器，分別是保護電流互感器和集成在裝置內部的電流互感器。模型見(jiàn)圖1。
　　2 使用PSCAD軟件對電流互感器性能進(jìn)行仿真分析
　　由于PSCAD軟件數模庫中沒(méi)有較為理想的的保護用電流互感器模型，因此，本文使用基于Langevin函數的JA模型，JA模型可以自行定義，完美模擬保護用電流互感器性能。
　　使用已建立的電動(dòng)機模型，模擬定子繞組相間短路大小不同的電流故障，對比這兩個(gè)電流互感器采集出的單相電流波形，來(lái)說(shuō)明電流互感器的飽和特性對低壓電動(dòng)機綜合保護器的影響。
　　將電流互感器飽和程度分為三種情況，正常、飽和、嚴重飽和。這三種情況仿真情況如下。
　　種，保護用電流互感器正常測量。相間短路故障電流無(wú)法使保護CT和小CT發(fā)生飽和時(shí)，互感器二次側能正確反映故障電流信息，電動(dòng)機保護器能夠可靠保護電動(dòng)機，不會(huì )發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)情況。
　　第二種，保護用電流互感器（保護CT）飽和。相間短路故障電流使保護CT發(fā)生飽和，通過(guò)模型模擬這一情況，經(jīng)PSCAD軟件計算可得出在保護CT飽和和小C T飽和情況下，保護CT造成的電流誤差為14.216%，小CT造成的電流誤差為5.134%。由仿真結果可知：保護CT發(fā)生飽和時(shí)會(huì )引起小CT發(fā)生飽和，同時(shí)保護CT引起的誤差大于比小CT。因此，電動(dòng)機綜合保護器電流保護準確動(dòng)作其中一主要因素是保護CT的飽和特性。
　　第三種，保護用電流互感器（保護CT）嚴重飽和。當電動(dòng)機相間短路故障電流使保護CT發(fā)生嚴重飽和情況，經(jīng)PSCAD計算可得出因保護CT造成的電流誤差為55.442%。但小CT未發(fā)生飽和，原因是保護CT在嚴重飽和時(shí)，二次測量值較小，無(wú)法引起小CT發(fā)生飽和。分析誤差可知：在第三種情況下，保護CT測得值比實(shí)際值要小很多。顯然保護CT嚴重飽和時(shí)對低壓電動(dòng)機保護產(chǎn)生的不利影響更為嚴重。
　　由以上分析可知：保護用電流互感器的飽和性能對電動(dòng)機保護器電流判據有著(zhù)總要影響，會(huì )造成保護器誤動(dòng)或拒動(dòng)。
　　3 使用三采樣算法提高低壓電動(dòng)機保護器電流判斷的準確性
　　在不改變保護器硬件的情況下，通過(guò)使用三采樣算法可以提高低壓電動(dòng)機綜合保護器動(dòng)作的準確性。分析電動(dòng)機定子繞組相間短路故障電流波形可得出：故障電流每周期開(kāi)始的短暫時(shí)間內，互感器測量電流波形近乎跟隨一次側電流波形變化而變化。對于傅里葉算法而言，這個(gè)時(shí)間過(guò)于短暫，無(wú)法完成參數計算。但三采樣算法因為只需三個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間便完成參數的計算，采樣時(shí)間大大縮短，減小了因電流互感器的飽和對保護器中電流保護的影響。
　　使用Matlab仿真傅里葉算法結果和三采樣算法，條件設定為不考慮非周期分量，采樣為24點(diǎn)算法[3]計算低壓電動(dòng)機定子繞組故障的電流。結果見(jiàn)表1。
　　表1說(shuō)明，電流互感器發(fā)生飽和時(shí)，三采樣算法不論在計算時(shí)間和計算誤差均優(yōu)于傅里葉采樣算法。雖然三采樣算法不具濾波功能[3]，但三采樣算法所需計算時(shí)間非常小，諧波的影響可以不考慮。
　　4 結論
　　本文論述了電流互感器飽和特性對電動(dòng)機保護器電流判據的影響，對比了傅里葉采樣算法結果和三采樣算法結果，說(shuō)明三采樣算法優(yōu)于傅里葉算法。因此在電動(dòng)機保護器電流判據中加入三采樣算法對提高動(dòng)作的準確性。
　　

參考文獻：
　　[1]DL/T 866-2004 電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則[S].
　　[2]孫麗玲，許伯強，李志遠.基于MUSIC與SAA的籠型異步電動(dòng)機轉子斷條故障檢測[J].電工技術(shù)學(xué)報，2012，27（12）：205-212.
　　[3]于群，曹娜.電力系統微機繼電保護[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.
　　作者簡(jiǎn)介：晁淑娟（1985-），女，本科，助理工程師，研究方向：工業(yè)自動(dòng)化。