This paper proposes a partial nonlinear model to accurately represent the nonlinear saturation characteristic of a current transformer (CT). Based on the model, the saturated section of the secondary current as well as the unsaturated section can be used in a regression process to estimate model parameters. The saturated section normally lies near the inception of a fault, therefore accurate parameters can be obtained faster compared with the methods using only unsaturated sections. The pre-fault remanent flux and DC-offset, which could significantly influence CT saturation, are both considered in the model, thus they do not affect the accuracy of the parameter estimation. The computational load of the regression calculation is significantly reduced by using separable nonlinear least squares (SNLLS) method. This provides the feasibility to implement the method for real-time protective relaying. The performance of the method has been evaluated on the data obtained from both PSCAD/EMTDC simulation and live recording with a test CT. The method has also been implemented in a Field Programmable Gate Array (FPGA

چکیده

این مقاله، یک مدل غیر خطی جزئی را برای نمایش مشخصه اشباع غیر خطی یک ترانسفورمر جریان (CT)، پیشنهاد می کند. بر مبنای این مدل، بخش اشباع شده جریان ثانویه و نیز بخش اشباع نشده می توانند در یک فرآیند برگشت برای تخمین پارامترهای مدل استفاده شوند. بخش اشباع شده، معمولا نزدیک آغاز یک خطا قرار دارد، بنابراین پارامترهای دقیق می توانند سریع تر از روش هایی که تنها از بخش اشباع شده استفاده می کنند، بدست آیند. شار پسماند پیش از خطا و آفست DC که می توانند تأثیر قابل توجهی بر اشباع CT داشته باشند، هر دو در مدل در نظر گرفته شده اند، لذا بر دقت تخمین پارامتر اثر نمی گذارند. بار محاسباتی محاسبه برگشت، با استفاده از روش حداقل مربعات غیر خطی قابل جداسازی (SNLLS)، به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این، امکان پیاده سازی روش برای رله حفاظتی زمان واقعی را فراهم می کند. عملکرد این روش با داده های بدست آمده از شبیه سازی PSCAD/EMTDC و ثبت زنده با یک CT تست، ارزیابی شده است. این روش در یک آرایه گیت قابل برنامه ریزی میدان (FPGA) نیز پیاده سازی شده است.

1-مقدمه   

ترانسفورمرهای جریان (CT) هسته آهنی، به علت قابلیت اطمینان و هزینه قابل قبول آنها، به طور گسترده برای اندازه گیری های جریان در سیستم قدرت استفاده می شوند. عیب اصلی آنها مربوط به اشباع هسته های آهنی است که باعث اعوجاج جریان های ثانویه می شود که در ورودی های رله های حفاظتی ظاهر می شوند [1]. این، می تواند منجر به عملکرد اشتباه رله حفاظتی شود...