1. 研究目的与意义
目前，电力系统广泛使用的是电磁式电流互感器，随着电子互感器技术的不断发展，在智能变电站中逐步开始采用电子互感器，在电网建设中输电线路存在两侧互感器混用的情况。长时间以来，在电流计量和继电保护方面，带铁芯的传统型电流互感器占据着主要位置，但是其内部结构中含有铁芯，使得传统发电磁式电流互感器存在无法克服的缺点，与电磁式电流互感器相比，电子式互感器具有许多优点但是尚不能完全地替代传统电磁式电流互感器。由于光纤通道具备的特点，现已成为纵联保护信号传输通道的首选方式。基于以上因素，有必要对电子式互感器和传统电磁式互感器在线路两侧混用时对线路差动保护的影响进行研究及分析，通过分析两者暂态特性的差异，寻找一种能够解决不同互感器混用时线路光纤差动保护饱和误开放的问题的办法。
2. 课题关键问题和重难点
本文的目的是分析电磁式电流互感器和电子式电流互感器暂态特性的差异，来解决不同互感器混用时线路光纤差动保护饱和误开放的问题。从目前已知的采用电子互感器的智能变电站中，以及在电网建设中输电线路中出现的由于两侧互感器混用而发生的问题，我们可以大致总结出两个主要原因：1）由于两种互感器暂态传递特性的差异会造成差动保护在区外故障传统侧电流互感器饱和时有误动作的情况；2）由于两种互感器二次电流衰减时间常数不一致也会对线路差动保护收跳令逻辑产生一定影响。
此外，由于电子互感器二次时间常数与常规互感器有较大差异，导致在故障切除后电子互感器侧电流拖尾，会造成开关跳开后线路保护仍计算有差流，同时保护各侧电流互感器的二次电流衰减时间常数不一致也存在导致差动保护在区外故障电流切除时误动作。
所以，解决避免造成线路保护跳令不能及时收回导致误启动失灵以及区外故障切除引起差动误动的问题尤为重要。
3. 国内外研究现状（文献综述）
科技的飞速发展，电压等级的逐步增加，使得电力测量结果也要愈加的精确，同时也可以进一步优化测量设备的安全可靠性能。国家电力局发布了最新消息，全国用电量到2020年可达到7.7万亿千瓦时，同时发电机容量大约是16亿千瓦。然而我国的用电量还在不断增加，为了满足用电需求，我国将全面投入到智能化、大型化电力系统的建设中。十二五期间，我国将建设5000个智能变电站，而且这些变电站是将风能、潮汐能、太阳能、核能等新能源转换成电能的重要支柱。随着变电站网络设备的自动化不断提升，电子式电流互感器作为低压侧数据处理系统源头的设备，其测量结果的精确程度，获得的结果是否可靠，都影响着电网网络的稳定、经济、安全有效地运行。[1]
随着电力系统容量的不断增大和电网运行电压等级的提高，一旦发生短路故障，电网保护装置和断路器动作要在极短的时间内切除事故。这就要求互感器具有良好的暂态响应特性，能真实、快速地反映一次故障信号，使继电保护装置能在暂态过程尚未结束前就正确动作于跳闸。传统的电磁式互感器因存在磁饱和、剩磁等情况造成一次电流与电流互感器二次电流产生误差，从而无法真实反映一次故障电流，导致保护误动作[2-3]。与传统电磁式互感器相比，垫子式互感器具有暂态性能和绝缘性能好，无磁饱和，对电力系统故障响应速度快，动态和频率响应范围宽，经济性好等优点[4-5]。作为应用于电力系统中的互感器，暂态特性是衡量它性能优劣的一个重要参数，而且电力系统继电保护更关注电流互感器带直流衰减分量的低频响应特性。由于电子式电流互感器自身结构，暂态性能检测上只能选用直接发，采用直接法试验时比较复杂，需要一个容量足够大并具备选相合闸功能的电流源且一次回路时间常数满足标准要求。就现有试验装备的技术水准而言，实现暂态特性试验所需的暂态大电流难度较大，因而对暂态过程中的一些重要性质和物理量的变化不能直接通过试验真实有效地反映，如故障产生的直流分量、谐波畸变等，他们对保护装置的正确动作产生影响[6-7]。
由于光纤通道具有传输速率高、抗干扰性能好、安全可靠性高、能保持长期不间断传输信号的特点，现已成为纵联保护信号传输通道的首选方式。[8]目前，针对区外故障切除后造成差动保护误动，很大程度由电流互感器饱和所致,分析变压器和发电机差动保护误动的主要原因,提出了一种基于电子式电流互感器(eta)的差动保护,信号传感器采用不饱和的空心线圈,前段采用悬浮式电源供电,以光纤作为信号传输媒介,保护原理采用成熟可靠的二段式折线比率保护加谐波闭锁。试验结果表明,该方法可防止ta饱和导致的误动,可大幅提高差动保护可靠性。差动保护误动原因及对策：（1)变压器外部故障切除后差动保护误动(2)变压器和应涌流导致差动误动。(3)发电机、母线和线路差动保护误动。[9-10]
4. 研究方案
本课题是通过分析两者暂态特性的差异，寻求一种能解决不同互感器混用(传统电磁式电流互感与电子式电流互感器混用)时线路光纤差动保护饱和误开放的问题的办法。研究步骤如下：
首先交代课题研究的背景与意义，比较传统电磁式电流互感与电子式电流互感器的传递特性，其中着重分析两者的暂态特性的差异，研究暂态传递特性的影响及解决方法。然后利用差动保护饱和开放判据，使用可视化建模进行误动波形分析，从而制定差分虚拟制动方案。接着考虑解决第二个影响，即二次时间常数对差动保护的影响。
5. 工作计划
在第一周查找并下载与课题相关的文论期刊10-20篇，查阅国内外与本课题相关研究成果，翻译外文资料，完成外文翻译初稿。第二周，根据指导老师意见修改翻译初稿并上传，在周末完成开题报告初稿。第三周开始 编写论文第一章《绪论》部分。第四周学习互感器的相关知识，分析电磁式电流互感器和电子式电流互感器的结构、优缺点以及暂态特性的差异。第五周和第六周，编写第二章《互感器的概述》，阐述电磁式电流互感器和电子式电流互感器暂态特性的差异以及两侧互感器二次衰减时间常数不同跳令过长的原因以及解决方法。第七周编写第三章《不同互感器对差动保护的影响》，掌握光纤差动保护原理，学习电磁式电流互感器和电子式电流互感器对差动保护的影响，特别是针对光纤差动保护。第八周，进行相关仿真研究，分析误动波形，从而制定差分虚拟制动方案。第九周编写第四章《仿真研究和分析》。第十周开始编写第五章《结论》，完成论文初稿并且开始对论文初稿进行润色修改。第十一周根据指导教师反馈意见修改论文。第十二周资料整理，评阅教师评阅；准备答辩。
