CN101512861A - 产生显示电流互感器次级电路中故障的故障信号的方法及差动保护设备 - Google Patents

产生显示电流互感器次级电路中故障的故障信号的方法及差动保护设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101512861A
CN101512861A CN200680055898.6A CN200680055898A CN101512861A CN 101512861 A CN101512861 A CN 101512861A CN 200680055898 A CN200680055898 A CN 200680055898A CN 101512861 A CN101512861 A CN 101512861A
Authority
CN
China
Prior art keywords
differential protection
protection device
signal
current
measurement value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200680055898.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101512861B (zh
Inventor
安德烈亚斯·雷根布雷赫特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN101512861A publication Critical patent/CN101512861A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101512861B publication Critical patent/CN101512861B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/28—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
    • H02H3/30—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus using pilot wires or other signalling channel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/05—Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0061—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals
    • H02H1/0084—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals by means of pilot wires or a telephone network; watching of these wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种产生显示电流互感器(例如31a，34a)次级电路(例如32a，35a)中故障的故障信号(F)的方法，该电流互感器与监控供电网线段端(30)的本地差动保护设备(33)共同作用，其中本地差动保护设备(33)监控由电流互感器(例如41a，34a)采集的给出流过该线段端(30)电流的电流测量值，并当连续的电流测量值的数值突然下降时产生怀疑信号(V)，当出现怀疑信号(V)时产生故障信号(F)。为了更可靠地识别电流互感器次级电路中的故障，当在产生怀疑信号(V)的时刻在监控供电网的至少一个其它线段的远程差动保护设备中采集的比较电流测量值的数值同样突然下降时，本地差动保护设备(33)产生第一复位信号(R1)，并当出现第一复位信号(Ri)时禁止故障信号(F)。本发明还涉及一种相应的差动保护设备。

Description

产生显示电流互感器次级电路中故障的故障信号的方法及差动保护设备
技术领域
本发明涉及一种产生显示电流互感器次级电路中出现的故障的故障信号的方法，该电流互感器与监控供电网线段端的本地差动保护设备共同作用，其中在该方法中，本地差动保护设备监控用电流互感器采集的、给出流过该线段端的电流的电流测量值，并当连续的电流测量值的数值(Betrage)突然下降时产生怀疑信号；当出现怀疑信号时产生所述故障信号。
此外本发明还涉及一种用于监控供电网的线段端的差动保护设备，该差动保护设备与至少一个电流互感器共同作用，差动保护设备借助该电流互感器采集表征流过供电网线段端电流的电流测量值。差动保护设备具有计算装置，其根据所述电流测量值和由至少一个远程差动保护设备传输到本地差动保护设备的比较电流测量值监控线段端，在此计算装置具有监控电流互感器的次级电路的故障的监控单元。
背景技术
在供电网中采用电差动保护设备来监控所选择的线段的故障，例如短路或接地故障。典型地，用差动保护设备监控的供电网的线段例如是供电导线或变压器。为了监控各个线段，需要其数量相应于各个线段端点数量的差动保护设备。例如在具有三个线段端的供电导线-也就是例如具有从其分支的支线的干线-的情况下相应地需要三个差动保护设备，在此在每个线段端设置一个差动保护设备。
在此差动保护设备根据以下保护原理工作：每个差动保护设备对由其监控的线段端的每根相线采集电流测量值，这些电流测量值分别给出流过这些相线的电流。据此将在所有被监控的线段的末端采集的电流测量值在考虑其各自的符号的条件下相加。在此可以在所选择的差动保护设备中求和或者也可以在所有的差动保护设备中进行求和。为此分别将由远程差动保护设备同时采集的电流测量值经过在差动保护设备之间延伸的数据传输导线传输到本地差动保护设备，从而使该本地差动保护设备可以由本身采集的电流测量值和所传输的远程差动保护设备的电流测量值形成和。
在无故障的情况下所计算的电流和应该近似为零，也就是，在供电网的线段中流入的电流又从该线段流出。相反在发生故障的情况下，产生明显不为零的电流和。因此为了实施差动保护原理必须将所计算的电流和与预定的阈值进行比较。在超过阈值时，由相关的本地差动保护设备产生触发信号，用该触发信号促使设置在发生故障的线段的线段端上的电气断路器断开其开关触点，由此使发生故障的线段与其余的供电网分离。
通常为实施所解释的差动保护原理而需要的电流测量值首先经过直接安装在供电网的线段端上的电流互感器、通常是感应电流互感器测量并经过导线传输到相应的电气差动保护设备。由于由该第一电流互感器采集的电流的电流强度对于在差动保护设备中的内部处理来说通常太高，所以电气差动保护设备在输入侧还具有一个设备内部的电流互感器，用该设备内部的电流互感器将传输的电流再次变换到更低的电流强度水平。接着通常将这样采集的电流传输到模数转换器，该模数转换器将模拟电流变换为对应的数字电流测量值。这些电流测量值在各个差动保护设备的计算装置中被用于实施差动保护原理。
因为电流测量值形成对所监控的供电网的线段实施的差动保护的基础，所以从电流测量值的采集到在差动保护设备中的处理的路径被贯穿地监控。也就是存在如下可能性：设置用于采集一相的电流测量值的电流互感器在其次级侧发生故障，例如在一个线圈绕组中或导线中的中断(所谓的断线)，从而使电气差动保护设备测量到值为零的虚假电流测量值，尽管电流始终流过线段端的相应相线。这样错误采集的电流测量值会极大地改变电流和，从而在这种情况下差动保护设备会误响应并且其相应的断路器会断开。因为这样的过激反应(Ueberfunktion)，也就是断开供电网的本来无故障的线段，对于电网运营商来说意味着大的费用，因此要尽可能避免。
为此公知有监控电流互感器的次级电路的故障、例如断线，并且当已经确定在电流互感器的次级电路中有故障时产生相应的故障信号的方法。该故障信号被用于禁止用于供电网线段的相应相的差动保护功能，从而不会发生线段误断开。例如申请者的设备手册“SIPROTEC，Leitungsdifferentialschutz mitDistanzschutz 7SD5，V4.3”(订购号：C53000-G1100-C169-1)中公知了这样的方法，该手册在“Ueberwachungsfunktionen(监控功能)”一节中公开了用于断线监控的方法，其中监控每相的电流测量值。如果电流测量值的变化突然降为零，则可以推断出电流互感器次级电路中有故障。当同时在采集的接地电流测量值的变化中也出现突变时，显示电流互感器次级电路中故障的故障信号将被禁止，因为在接地电流变化中的这样的突变提示在供电网的线段中有实际的故障。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种本文开始部分所述类型的差动保护设备和方法，用该设备和方法可以更可靠地识别电流互感器次级电路中的故障。
上述关于本发明方法的技术问题这样解决：当在产生怀疑信号的时刻在监控供电网的至少另一个线段端的远程差动保护设备中采集的比较电流测量值的数值同样突然地下降时，由本地差动保护设备产生第一复位信号，并且当出现第一复位信号时禁止故障信号。
通过使用由至少一个远程差动保护设备在另一线段端上采集的比较电流测量值，可以更可靠地作出判断，是否是电流互感器的次级电路中的故障，因为在互相远离的差动保护设备的电流互感器的次级电路同时发生故障的概率很小。
按照本发明方法的一种优选实施方式，在多相供电网中监控由所有相的电流互感器采集的电流测量值的数值的突然下降，如果对于至少一相，在本地差动保护设备的电流互感器的连续的电流测量值的数值中识别到突然下降，则产生怀疑信号，并且如果对于同一相，在至少一个远程差动保护设备的电流互感器的连续的比较电流测量值的数值中同样识别到突然的下降，则产生第一复位信号。
以这种方式可以用按照本发明的方法就是在多相供电网中也可以可靠地识别电流互感器次级电路中的故障。为此就是在多相中同时发生的电流互感器次级电路中的故障也能被识别；甚至在所有相的电流互感器的次级电路中同时发生的故障也能被可靠地识别。
在本发明的另一优选实施方式中，在本地差动保护设备中监控所有相的电流互感器次级电路中的电流，如果在至少一个电流互感器中存在电流的情况下连续的电流测量值的数值突然下降，则产生第二复位信号，并且当至少出现该第二复位信号时也禁止故障信号。
以这种方式还可以更可靠地防止差动保护设备的过激反应，因为当电流在电流互感器次级电路中出现时，意味着电流互感器的次级电路功能完好，这样故障信号也被禁止。
根据本发明方法的另一种优选实施方式，在本地差动保护设备中采集给出线段端中和电流或接地电流的和电流测量值或接地电流测量值，当在产生怀疑信号的时刻连续的和电流测量值或接地电流测量值的变化具有突然的变化，则产生第三复位信号，并且当出现至少第三复位信号时也禁止故障信号。
通过分析和电流或接地电流，可以更可靠地防止差动保护设备的过激反应，因为在和电流或接地电流中的突变意味着在供电网的线段中的实际的故障。
为了此外还能够防止当供电网的相中的电流非常高时差动保护被禁止，按照本发明还在本地差动保护设备中监控所有相的电流测量值的数值是否超过预定的阈值，并且当至少一相的电流测量值的数值超过阈值时产生第四复位信号，并且当至少出现第四复位信号时也禁止故障信号。
此外在按照本发明方法的另一种优选实施方式中，检查可以由本地差动保护设备控制的断路器的开关触点的位置，并且当断路器的开关触点断开时产生第五复位信号，并且当至少第五复位信号出现时也禁止故障信号。
由此对于供电网的线段处于断开状态的情况防止了差动保护设备的闭锁。
为了能够更可靠地判断在电流互感器的次级电路中是否出现故障，此外根据本发明，由本地差动保护设备对于所有相采集给出施加在线段端上的电压的电压测量值，并且当在产生怀疑信号的时刻至少一相的连续的电压测量值的变化具有突然的改变时，产生第六复位信号，并且当至少第六复位信号出现时也禁止故障信号。在所采集的电压变化中的突变同样也意味着在供电网的线段上出现实际的故障。
此外根据本发明方法的另一种优选实施方式，对于对其产生了怀疑信号的一相监控在产生该怀疑信号的时刻之后的其它电流测量值，并且当这些其它电流测量值的数值比导致产生怀疑信号的电流测量值的数值大时产生第七复位信号，并且当至少出现该第七复位信号时也禁止故障信号。由此同样进一步提高了在电流互感器的次级电路中的故障识别的可靠性。
此外按照本发明方法的另一个优选实施方式，作为至少一个远程差动保护设备的比较电流测量值使用也是为了实施差动保护功能而由该至少一个远程差动保护设备传输到本地差动保护设备的这样的电流测量值。
这具有如下优点：为了能够可靠地判断电流互感器次级电路的故障，不必经过差动保护设备之间的通信导线传输附加的数据。而是可以用为了实施差动保护所需要的并且为此本来就在差动保护设备之间交换的数据，例如单个线段端的电流测量值、电流中间和或者稳定电流值来实施按照本发明的方法。
此外根据按照本发明方法的另一个优选实施方式，在出现故障信号的情况下本地差动保护设备的和至少一个远程差动保护设备的差动保护功能对于相应的电流互感器次级电路中出现故障的相被禁止。
由此可以同时防止监控供电网的所有相应线段的差动保护设备的过激反应。
此外为了能够将电流互感器次级电路中可能发生的故障的信息通知供电网的操作人员，根据本发明方法的另一个优选实施方式，由本地差动保护设备和/或至少一个远程差动保护设备和/或中央控制室计算机(Leitwartenrechner)光学地显示故障信号。
关于上面提到的差动保护设备的技术问题通过本文开始部分给出的种类的差动保护设备解决，其中监控单元被构造为用于实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
附图说明
下面对照附图结合实施例对本发明作进一步说明。其中
图1示出了用于保护供电网的具有两个线段端的线段的差动保护系统的示意图，
图2示出了用于保护供电网的具有三个线段端的线段的差动保护系统的示意图，
图3示出了在一个线段端设置的差动保护设备的框图，
图4示出了用于解释产生故障信号的方法的第一实施例的逻辑流程图，
图5示出了用于解释产生故障信号的方法的第二实施例的另一个逻辑流程图，以及
图6示出了用于解释产生故障信号的方法的第三实施例的另一个逻辑流程图。
具体实施方式
图1示出了其余部分没有进一步示出的供电网的线段10。线段10在图1中作为能量传输导线的一部分示出。但是供电网的线段10同样还可以是变压器或供电网的其它要保护的组件。
为了监控线段10的故障、例如短路或接地故障，在线段10的每个末端设置了差动保护设备。这样在第一线段端11a设置了第一差动保护设备12a而在第二线段端11b设置了第二差动保护设备12b。差动保护设备12a和12b经过设置在各个线段端11a、11b上的电流互感器13a、13b记录给出流过各个线段端11a、11b的电流的电流测量值。如果供电网是多相的、例如三相供电网，则相应地对于线段10的每一相的线段端11a、11b记录相应的电流测量值并传输到相应的差动保护设备12a、12b。
差动保护设备12a、12b从本身的电流测量值和各个远程差动保护设备同时采集的电流测量值中在考虑各个符号的条件下计算电流和。为此可以在各差动保护设备12a、12b之间经过通信导线14交换这些电流测量值。在线段10无故障的情况下所计算的电流和的值应该近似为零。然而如果在线段10上出现故障，例如接地故障，则在一个时刻在线段10的线段端11a、11b上流入的电流与从中流出的电流就不再一致并且所计算的电流和不为零。电流和的计算可以在两个差动保护设备12a、12b中进行或仅在两者之一中进行。因此如果计算出的电流和超过预定的阈值，则推断在线段10上出现故障，并且差动保护设备12a、12b产生触发信号A，该信号被传输到设置在各个线段端11a、11b上的断路器15a和15b，由此促使这些断路器断开其开关触点。以这种方式，出现故障的线段10与供电网的其余部分断开。
图2示出了另一个差动保护系统。按照图2的图示基本上与图1的图示一致。只是用按照图2的差动保护系统监控供电网的此时具有三个线段端21a至21c的线段20。线段端的数量不限于三个，而是可以监控具有任意数量的线段端的线段。为此使用的差动保护设备的数量相应于线段端的数量。
相应地在按照图2的例子中，在每个线段端21a至21c上设置了电气差动保护设备22a至22c，用它们经过相应连接的电流互感器23a至23c采集电流测量值。电流测量值经过连接所有三个差动保护设备22a至22c的通信导线24在差动保护设备22a至22c之间交换，并且可以被用于形成一个考虑所有三个线段端21a至21c的电流和。电流和的计算在此也可以分别在所有差动保护设备22a至22c中或者在一个选择的差动保护设备中进行。
相应于对图1的解释，当所计算的电流和超过预定的阈值时由差动保护设备22a至22c分别产生一个触发信号A。触发信号A又促使在各个线段端21a至21c上的断路器25a至25c断开其开关触点，由此出现故障的线段20与供电网的其余部分断开。
由于在各线段端取得的电流测量值是计算电流和的基础，并由此而对判断供电网的线段上是否出现故障来说是绝对根本的，所以必须对电流测量值从其采集到在相关差动保护设备中的使用的路径检查可能出现的故障。这将在以下结合图3至6示例性地详细解释。
为此图3示出了其余部分未进一步示出的三相供电网的线段的线段端30。线段端30相应地也具有三根相线L1、L2和L3。在各相线L1、L2和L3上设置了第一电流互感器31a、31b、31c，它们例如可以是常规的感应电流互感器。第一电流互感器31a、31b、31c在其次级侧输出与流过各相线L1、L2和L3的电流成比例的、电流强度较小的电流，这些电流经过各个电流互感器的次级电路的测量导线32a、32b、32c分别被传输到差动保护设备33的测量输入端。
差动保护设备33在其测量输入端具有设备内部的(第二)电流互感器34a、34b、34c，它们将经过第一电流互感器31a、31b、31c的电流互感器次级电路传输的电流再次变换到更低的水平，由此使得可以用差动保护设备33的灵敏的电气开关来处理这些电流。设备内部的电流互感器34a至34c例如同样可以是感应电流互感器。在其次级侧它们又将与经过第一电流互感器31a、31b、31c的电流互感器次级电路传输的电流成比例的电流输出到差动保护设备33。
由此设备内部的电流互感器34a至34c也具有电流互感器次级电路35a、35b、35c。流过设备内部的电流互感器34a至34c的这些电流互感器次级电路35a、35b、35c的电流在差动保护设备33内部被传输到将模拟电流转换为数字电流测量值的模拟/数字转换器36a、36b、36c。所产生的各个电流测量值被传输到差动保护设备33的计算装置37。
如已经对图1和2解释的，差动保护设备33的计算装置37一方面根据对各相线L1、L2和L3采集的本身的电流测量值，另一方面根据由至少一个远程差动保护设备同时对各相线L1、L2和L3在另一线段端上采集的比较电流测量值来形成电流和。为此计算装置37具有与数据传输导线38相连的通信单元COM。经过数据传输导线38和通信单元COM可以将比较电流测量值从至少一个其它远程差动保护设备传输到本地差动保护设备33。相应地本地差动保护设备33还可以将本身的电流测量值经过通信单元COM和数据传输导线传输到至少一个远程差动保护设备。
在供电网的线段上出现故障的情况下，如已经解释的，电流和不为零。为此差动保护设备33用其计算装置37检查，所计算的电流和是否超过预定的电流阈值，并且当超过阈值时在命令输出端产生触发信号A。该触发信号A被用于促使电气断路器39断开其开关触点。如果供电网的线段上的故障是单相故障，例如相线L1的接地故障，则断路器39仅断开对应于相线L1的开关触点就够了。在多相故障情况下，将相应于所涉及的断路器39的相线L1、L2、L3来断开相应的开关触点。这既发生在线段端30上也发生在供电网的线段的至少一个其它线段端。
通常对于供电网的线段30的各个相线L1、L2和L3还采集接地电流或和电流。在供电网的三相线段接地的情况下例如可以在中性点和地之间的连接上测量接地电流。而和电流则例如可以如图3中表示的经过实施为环形互感器(Umbauwandler)31c并且包围供电网线段30的所有相线L1、L2和L3的和电流互感器来采集。所采集的和电流又经过环形互感器31c的电流互感器次级电路32d、设备内部电流互感器34d和设备内部的电流互感器次级电路35d传输到另一个模拟/数字转换器36d，其将模拟和电流转换为数字和电流测量值并且输出到差动保护设备33的计算装置37。
如果此时在一个电流互感器次级电路上(即或者是第一电流互感器31a至31c的电流互感器次级电路32a至32c中的一个或者是设备内部的电流互感器34a至34c的电流互感器次级电路35a至35c中的一个)出现故障，则错误的电流测量值被传输到差动保护设备33的计算装置37。在最通常的情况下电流互感器的次级电路中的故障是所谓的断线，也就是说，例如相应电流互感器的次级绕组或者电流互感器次级电路的测量导线的中断。在此例如是第一电流互感器31a至31c的电流互感器次级电路32a至32c的中断，该中断可能是由于在线段端附近的工程活动而通过工程机械误引起的。在一个(或多个)电流互感器次级电路的这样的中断的情况下，传输给差动保护设备33的计算装置37的是不正确的电流互感器测量值，这导致电流和的错误计算并且由此导致电气断路器39的误触发。
为了防止对于供电网的运行来说通常与高成本相关的差动保护设备33的这样的过激反应，差动保护设备33的计算装置37具有监控单元40，其监控第一电流互感器31a、31b、31c的电流互感器次级电路32a、32b、32c和/或设备内部的电流互感器次级电路35a至35c的中断，并且在确定中断的情况下输出故障信号。在出现故障信号的情况下促使计算装置37对于涉及电流互感器次级电路中故障的相应的相线L1、L2、L3禁止差动保护功能。以这种方式避免了基于错误的电流测量值计算电流和而给出触发信号A，并使断路器触点保持闭合。
以下结合图4至6详细解释由监控单元40实施的方法。
首先为简单起见在图4中假定单相供电网的线段的情况。在该实施例中将在一个相线上记录的电流测量值IL传输到监控单元40a的第一输入端41a。如按照方框42a所示的，监控单元40a据此监控该电流测量值，看其数值在时间上的变化是否具有突然的下降。电流测量值数值的这样的突然下降可能意味着电流互感器次级电路的中断，但是也可能意味着在所监控的供电网的线段中的实际故障。为此监控单元40a首先先不给出表示电流互感器次级电路中故障的故障信号，而是仅产生怀疑信号V，如通过方框43a表示的。当出现怀疑信号V时，其出现在方框44的输入端上用于产生故障信号F。为了验证电流互感器次级电路中出现的故障，由监控单元40a引入比较电流测量值IaL、IbL，它们是对于相线由远程差动保护设备在所监控的线段的其它线段端上采集的。如所提到的，这些比较电流测量值由远程差动保护设备经过数据传输导线传输到本地差动保护设备。比较电流测量值被传输到监控单元的第二输入端41b、41c上，其在图4中通过虚线框41b被突显出来。
相应于监控本身的电流测量值，监控单元40a还检查比较电流测量值数值的突然下降，如用方框42b和42c表示的。如果比较电流测量值的数值与本身的电流测量值同时出现突然下降，则意味着在所监控的供电网的线段中的实际故障，因为在不同的线段端上的电流互感器次级电路中同时发生故障的可能性几乎没有。然而如果在比较电流测量值中没有识别出数值的突然下降，则意味着与本地差动保护设备共同起作用的电流互感器次级电路中的故障。
相应地，如果在本身的电流测量值的数值突然下降的同时也识别到比较电流测量值的数值的突然下降，则在方框43b中产生第一复位信号R1。该第一复位信号R1被传输到用于产生故障信号F的方框44的禁止输入端，并且禁止故障信号F的输出。
因此换言之，当已经识别了本身的电流测量值的数值的突然下降，但是在远程差动保护设备的比较电流测量值中没有识别到突然的下降时，由方框44产生故障信号。相反如果同时在比较电流测量值中也识别到突然的下降，则这表示在供电网的线段上的实际的故障，并且相应地不会由监控单元40a输出用于闭锁差动保护设备的差动保护功能的故障信号F。
按照图4的对于单相供电网解释的用于产生表示电流互感器次级电路中故障的故障信号F的方法，根据图5扩展到三相供电网。为此图5示出监控单元40b，本地差动保护设备采集的三根相线的电流测量值IL1、IL2、IL3被传输到监控单元40b的第一输入端51a。检查这些电流测量值的数值的变化是否具有突然的下降。如果在至少一相中识别到电流测量值的这样的突然下降，则在方框53a中产生第一怀疑信号V。如果在方框53a中出现怀疑信号，则该信号被进一步传输到用于产生故障信号的方框54。
此外还将远程差动保护设备的所有三相的比较电流测量值IaL1至IaL3和IbL1至IbL3分别传输到监控单元40b的输入端51b和51c。在方框52b和52c中相应于按照图4的单相系统中的方法检查远程差动保护设备的比较电流测量值的数值是否具有同时发生的突然下降。
如果在其中本身的电流测量值发生突变的同一相线中还识别出其它比较电流测量值变化的至少一个中的突然下降，则在方框53b中相应地产生第一复位信号R1。方框53b为此需要关于哪些相线在本身的电流测量值中发生突然下降的信息。该信息的传输通过图5中的虚线56表示。
如果对于已对其产生怀疑信号V的同一相还出现第一复位信号R1，则该复位信号被传输到用于产生故障信号F的方框54的禁止输入端，并且禁止故障信号F的输出，因为在这种情况下识别出供电网线段中的实际故障。
所解释的方法的特别的优点在于，在此还可以识别在所有三个电流互感器的次级电路的中断，该中断例如可能通过外部作用，例如通过工程机械在第一电流互感器和差动保护设备之间的测量导线(参见图3)上产生。在这种情况下实际上在所有三相中出现本身的电流测量值中的突然下降，而由远程差动保护设备传输的比较电流测量值不受影响。以这种方式即使是在所有三相的电流互感器的次级电路中断的情况下也可以简单的方式作出可靠的决定以产生故障信号。
最后图6示出监控单元的另一个实施例。按照图6的监控单元40c进行几个附加的检查，通过这些检查可以更可靠地作出关于是否在电流互感器的次级电路中发生故障或者是否在供电网的线段上出现实际的故障的判断。
首先相应于按照图5的监控单元40b的功能，关于所有相线在输入端61a上采集本身的电流测量值并且在方框62a中检查突然下降。当在至少一相的电流测量值中识别到这样的突变时，在方框62a中产生怀疑信号V。怀疑信号V被进一步传输到用于产生故障信号F的方框64。
同样相应于按照图5的实施例，在方框62b和62c中监控输入端61b和61c上的比较电流测量值数值的同时发生的突然下降。只要能够在涉及同一相的至少一个远程差动保护设备的比较电流测量值中识别到突然的下降，就在方框63b中产生第一复位信号R1。该第一复位信号R1被传输到或组件65的输入端，该或组件65在输出侧与用于产生故障信号的方框64的禁止输入端相连。
为了进一步提高关于产生故障信号的决定的可靠性，还附加地监控电流互感器次级电路中的电流。例如可以通过相应地在电流互感器次级电路上采用的电流传感器，例如霍尔传感器来识别电流。该信息被馈入到监控单元40c的输入端61d。在方框62d中检查是否存在相应的电流，并且当关于已对其产生了怀疑信号V的同一相在电流互感器次级电路中存在电流时产生第二复位信号R2，因为该电流意味着电流互感器次级电路没有中断。该第二复位信号同样被传输到或组件65的输入端。
监控单元40c在另一输入端61e上还附加地采集和电流或接地电流，这些电流曾用相应的互感器(参见图3)在各个线段端上采集。按照图6例如要采集和电流Isum。在方框62e中检查与在本身的电流测量值的数值的突然下降的同时是否还出现和电流或接地电流变化中的突变。如果是，则产生第三复位信号，因为和电流测量值或接地电流测量值变化的突变意味着供电网线段上的实际故障。第三复位信号R3同样被传输到或组件65。
此外在另一个方框62f中还检查本地采集的电流测量值是否超过预定的阈值。如果是，则产生第四复位信号R4，该信号被传输到或组件65。为此要避免在供电网线段上电流非常高的情况下差动保护设备的闭锁。在这样的情况下例如是在供电网的线段中流过短路电流，从而差动保护功能由于安全性原因绝不允许被禁止。
监控单元40c在另一个输入端61g上获得关于与本地差动保护设备相对应的断路器的开关触点的状态(断开/闭合)的信息。在方框62g中检查开关触点是否在断开的位置，也就是说，所监控的线段是否已经从供电网断开。当断路器的开关触点在断开状态时，产生第五复位信号R5。该第五复位信号R5同样被传输到或组件65。由此要达到，当供电网的线段断开时不中断差动保护功能。这可能在供电网的线段重新投入运行时导致差动保护的误禁止。
监控单元40c在另一个输入端61h上获得关于供电网的线段的所有相的传输的电压测量值。然而为简单起见在图6中仅示出一个电压测量值输入端；该输入端代表所有三相的电压测量值输入端。在方框62h中检查电压测量值的变化是否具有突然的改变并且只要与产生怀疑信号V的同时发生电压测量值变化的突然改变，就在方框63h中产生第六复位信号R6。电压测量值的这样的突然变化同样表示供电网的线段上的故障而不是电流互感器的次级电路中的故障。
最后在方框62i中检查本地采集的电流测量值数值的变化是否也在产生怀疑信号V之后下降。通常在电流互感器次级电路中出现中断时电流测量值的数值在第一突然下降之后随着时间而趋于零，也就是说，单调下降。然而如果电流测量值的数值的单调下降没有出现，则意味着在电流互感器的次级电路中没有故障。合乎逻辑地，只要不满足单调条件，也就是在产生怀疑信号V后电流测量值不趋于零，则在方框63i中产生第七复位信号R7。第七复位信号R7也被传输到或组件65。
当复位信号R1至R7中的至少一个出现时，或组件在其输出端输出一个信号到用于产生故障信号F的组件64的禁止输入端。在这样的情况下，禁止故障信号F的产生，从而不会影响差动保护设备的差动保护功能。
可以肯定的是，在本发明的意义下不必在监控单元中进行所有对图6讨论的用于产生复位信号R1至R7的检查。还可以作出相应的选择。重要的仅是按照图5的图示在检查中除了本身的电流测量值外还考虑其它差动保护设备的比较电流测量值。按照图6讨论的其它检查，用于验证关于在电流互感器次级电路中故障的判断并且可以选择性地单独或共同考虑。
在产生给出在电流互感器次级电路中故障的故障信号F之后，对于供电网的所涉及的相的差动保护功能在本地差动保护设备和远程差动保护设备中被禁止。只要不再产生故障信号F，也就是说，当电流互感器的次级电路中的故障消除时，该禁止又被取消。
同时可以用本地和/或远程差动保护设备就在电流互感器的次级电路中识别出故障给出光学的显示。该故障可以通过相应相的和电流互感器的位置的信息而具体化。这样的显示可以可选地或附加地对在中央控制室的供电网的操作人员显示。以这种方式操作人员可以立即采取消除电流互感器次级电路中故障的措施。
在此处讨论的实施例中，分别检查在各个远程差动保护设备上测量的比较电流测量值的突然变化。同样例如还可以使用电流和的变化或电流中间和的变化或可以被用于稳定差动保护系统的所谓的稳定电流和的变化。优选这样选择所使用的关于在远程差动保护设备上记录的电流测量值的信息，使得本来就在差动保护方法过程中在差动保护设备之间交换的值被用于监控单元的功能。由此不需要在差动保护设备之间的数据传输导线上的用于传输附加信息的附加传输带宽。

Claims (12)

1.一种产生显示电流互感器(例如31a，34a)的次级电路(例如32a，35a)中的故障的故障信号(F)的方法，该电流互感器与监控供电网线段端(30)的本地差动保护设备(33)共同作用，在该方法中：
由该本地差动保护设备(33)监控用电流互感器(例如41a，34a)采集的给出流过该线段端(30)电流的电流测量值，并且当连续的电流测量值的数值突然下降时产生怀疑信号(V)；以及
当出现怀疑信号(V)时产生所述故障信号(F)；
其特征在于，
当在产生所述怀疑信号(V)的时刻在监控供电网的至少一个监控其它线段的远程差动保护设备中采集的比较电流测量值的数值同样突然下降时，该本地差动保护设备(33)产生第一复位信号(R1)；并且
当出现该第一复位信号(R1)时禁止所述故障信号(F)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在多相供电网中监控由所有相(L1，L2，L3)的电流互感器(例如31a，31b，31c)采集的电流测量值的数值的突然下降；
如果对于至少一相(例如L1)识别到本地差动保护设备(33)的电流互感器(例如31a)的连续的电流测量值的数值的突然下降，则产生所述怀疑信号(V)；并且
如果对于同一相(例如L1)同样识别到在至少一个远程差动保护设备的电流互感器的连续的比较电流测量值的数值的突然下降，则产生所述第一复位信号(R1)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
在本地差动保护设备(33)中监控所有相(L1，L2，L3)的电流互感器(例如31a，31b，31c)的次级电路(例如32a，32b，32c)中的电流；
如果在至少一个电流互感器(例如31a)中存在电流的情况下连续的电流测量值的数值突然下降，则产生第二复位信号(R2)；并且
当至少出现该第二复位信号(R2)时也禁止所述故障信(F)号。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，
在所述本地差动保护设备(33)中采集给出线段端(30)中的和电流或接地电流的和电流测量值或接地电流测量值；
当在产生所述怀疑信号(V)的时刻连续的和电流测量值或接地电流测量值的变化具有突然的改变，则产生第三复位信号(R3)；并且
当出现至少该第三复位信号(R3)时也禁止所述故障信号(F)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，
在所述本地差动保护设备(33)中监控所有相(L1，L2，L3)的电流测量值的数值是否超过预定的阈值，并当至少一相(例如L1)的电流测量值的数值超过该阈值时产生第四复位信号(R4)；并且
当至少出现该第四复位信号(R4)时也禁止所述故障信号(F)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，
检查由所述本地差动保护设备(33)控制的断路器(39)的开关触点的位置，并当所述断路器(39)的开关触点断开时产生第五复位信号(R5)；并且
当至少该第五复位信号(R5)出现时也禁止所述故障信号(F)。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，
由所述本地差动保护设备(33)对所有相(L1，L2，L3)采集给出施加在所述线段端(30)上的电压的电压测量值，并当在产生所述怀疑信号(V)的时刻至少一相(例如L1)的连续的电压测量值的变化具有突然的改变时，产生第六复位信号(R6)；并且
当至少该第六复位信号(R6)出现时也禁止所述故障信号(F)。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其特征在于，
关于对其产生所述怀疑信号(V)的一相(例如L1)，监控在产生所述怀疑信号(V)的时刻之后的其它电流测量值，并且当这些其它电流测量值的数值比导致产生所述怀疑信号(V)的电流测量值的数值大时产生第七复位信号(R7)；并且
当至少出现该第七复位信号(R7)时也禁止所述故障信号(F)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
作为至少一个远程差动保护设备的比较电流测量值使用这样的电流测量值，该电流测量值也是为了实施差动保护功能而从该至少一个远程差动保护设备传输到所述本地差动保护设备(33)的。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
在出现故障信号(F)情况下所述本地差动保护设备(33)的和所述至少一个远程差动保护设备的差动保护功能关于在相应的电流互感器(例如31a，34a)的次级电路(例如32a，35a)中出现故障的相(例如L1)被禁止。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
由所述本地差动保护设备(33)和/或所述至少一个远程差动保护设备和/或中央控制室计算机光学地显示所述故障信号(F)。
12.一种用于监控供电网的线段端(30)的差动保护设备(33)，
该差动保护设备与至少一个电流互感器(例如31a，34a)共同作用，该差动保护设备(33)借助该电流互感器采集表征流过所述供电网线段端(30)的电流的电流测量值；并且
该差动保护设备具有计算装置(37)，该计算装置(37)根据电流测量值和由至少一个远程差动保护设备传输到本地差动保护设备(33)的比较电流测量值，来监控所述线段端(30)，其中所述计算装置(37)具有监控电流互感器(例如31a，34a)次级电路(例如32a，35a)故障的监控单元(40)，
其特征在于，
该监控单元(40)被构造为实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
CN200680055898.6A 2006-09-22 2006-09-22 产生显示电流互感器次级电路中故障的故障信号的方法及差动保护设备 Expired - Fee Related CN101512861B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/DE2006/001707 WO2008034400A1 (de) 2006-09-22 2006-09-22 Verfahren zum erzeugen eines fehlersignals, das einen in einem sekundären stromwandlerstromkreis vorliegenden fehler anzeigt, sowie differentialschutzgerät

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101512861A true CN101512861A (zh) 2009-08-19
CN101512861B CN101512861B (zh) 2012-12-12

Family

ID=38042902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200680055898.6A Expired - Fee Related CN101512861B (zh) 2006-09-22 2006-09-22 产生显示电流互感器次级电路中故障的故障信号的方法及差动保护设备

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2064793A1 (zh)
CN (1) CN101512861B (zh)
DE (1) DE112006004145A5 (zh)
WO (1) WO2008034400A1 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102478614A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 西门子公司 电流互感器断线检测方法、装置及继电保护设备
CN102664392A (zh) * 2012-04-28 2012-09-12 辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 基于冗余ct绕组的差动保护方法
CN103492894A (zh) * 2011-04-15 2014-01-01 艾思玛太阳能技术股份公司 用于确定差值电流的故障电流分量的方法和装置
CN103503262A (zh) * 2010-12-31 2014-01-08 Abb技术有限公司 用于监控差动保护系统中电流互感器的方法和装置
CN103513145A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 西门子公司 电流互感器断线检测方法及装置
CN104237834A (zh) * 2013-06-10 2014-12-24 通用电气公司 用于监测光纤电流传感系统的系统及方法
CN107771288A (zh) * 2015-07-07 2018-03-06 欧米克朗电子仪器有限公司 用于测试变换器接线的方法及测试装置
CN108780989A (zh) * 2016-03-03 2018-11-09 通用电器技术有限公司 电力系统中或关于电力系统的改进
US10305272B2 (en) 2017-03-10 2019-05-28 Nxp Usa, Inc. Apparatus and method for detecting disconnection in secondary side of current transformer

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015028062A1 (de) * 2013-08-29 2015-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Differentialschutzverfahren und differentialschutzgerät zum durchführen eines differentialschutzverfahrens
FI3830920T3 (fi) * 2018-07-31 2023-07-31 Abb Schweiz Ag Menetelmä ja laite jännitemuuntajan valvontaan

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3143498B2 (ja) * 1991-08-01 2001-03-07 関西電力株式会社 差動継電器における異常検出装置
JP2001103654A (ja) * 1999-09-28 2001-04-13 Toshiba Corp 母線保護継電装置
DE10162255B4 (de) * 2001-12-18 2007-08-16 Siemens Ag Differenzstrom-Schutzeinrichtung
GB2423424B (en) * 2005-02-22 2009-10-28 Areva T & D Uk Ltd A method and an apparatus for supervising the operation of current transformers

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102478614A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 西门子公司 电流互感器断线检测方法、装置及继电保护设备
CN102478614B (zh) * 2010-11-30 2015-04-29 西门子公司 电流互感器断线检测方法、装置及继电保护设备
CN103503262A (zh) * 2010-12-31 2014-01-08 Abb技术有限公司 用于监控差动保护系统中电流互感器的方法和装置
CN103503262B (zh) * 2010-12-31 2015-11-25 Abb技术有限公司 用于监控差动保护系统中电流互感器的方法和装置
CN103492894A (zh) * 2011-04-15 2014-01-01 艾思玛太阳能技术股份公司 用于确定差值电流的故障电流分量的方法和装置
CN103492894B (zh) * 2011-04-15 2015-09-09 艾思玛太阳能技术股份公司 用于确定差值电流的故障电流分量的方法和装置
CN102664392A (zh) * 2012-04-28 2012-09-12 辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 基于冗余ct绕组的差动保护方法
CN103513145A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 西门子公司 电流互感器断线检测方法及装置
CN103513145B (zh) * 2012-06-29 2016-12-21 西门子公司 电流互感器断线检测方法及装置
CN104237834A (zh) * 2013-06-10 2014-12-24 通用电气公司 用于监测光纤电流传感系统的系统及方法
CN107771288A (zh) * 2015-07-07 2018-03-06 欧米克朗电子仪器有限公司 用于测试变换器接线的方法及测试装置
US10859612B2 (en) 2015-07-07 2020-12-08 Omicron Electronics Gmbh Method and testing device for testing wiring of transformers
CN108780989A (zh) * 2016-03-03 2018-11-09 通用电器技术有限公司 电力系统中或关于电力系统的改进
US10305272B2 (en) 2017-03-10 2019-05-28 Nxp Usa, Inc. Apparatus and method for detecting disconnection in secondary side of current transformer

Also Published As

Publication number Publication date
EP2064793A1 (de) 2009-06-03
CN101512861B (zh) 2012-12-12
WO2008034400A1 (de) 2008-03-27
DE112006004145A5 (de) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101512861B (zh) 产生显示电流互感器次级电路中故障的故障信号的方法及差动保护设备
KR0176245B1 (ko) 전력 시스템
KR101003814B1 (ko) 전기적회로 이상감지기능을 갖는 수배전반 및 그 제어방법
CN105576619B (zh) 电路保护设备和配电系统中监视保护设备的方法
US4689708A (en) Zone protective directional relay scheme
US8102634B2 (en) Differential protection method, system and device
US9728955B2 (en) Zone selective interlocking (ZSI) power distribution operating a ZSI power distribution system
KR101041398B1 (ko) 배전반 전류 감시 장치
KR20190128908A (ko) 배전선로 보호기기 동작상태 검증용 진단장치
US6407897B1 (en) Network protector with diagnostics
EP3118958B1 (en) Power distribution systems and methods of monitoring zone selective interlocking in a power distribution system
EP3830920B1 (en) A method and a device for supervision of a voltage transformer
CN109375028A (zh) 一种高压电力电缆护层电流传感器断线识别方法及装置
US11165238B2 (en) Electrical arc event detection in an electric power system
KR20080067602A (ko) 수배전반 내부설비 고장진단 시스템
US9692223B2 (en) Power distribution systems and methods of testing a power distribution system
JP2008220024A (ja) 配電線路システム
Stringer et al. An innovative method of providing total breaker failure protection
KR102026644B1 (ko) 상전류 편차를 이용한 배전선로의 단선위치 검출 장치와 방법
GB2469706A (en) System and method for locating insulation faults
PL139551B1 (en) Electronic protective device for protecting lv substations
KR102414495B1 (ko) 조류 방향 표시 변전소 시스템
KR100351744B1 (ko) 배전선로의 고장구간 자동개폐 제어방법
KR101036079B1 (ko) 전기 네트워크 보호시스템 및 보호방법
JPH0326771Y2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1131472

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1131472

Country of ref document: HK

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121212

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee