CN102288860B - 一种检测pt中性线断线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测PT中性线断线的方法。根据PT二次侧的ABC三相采样值计算正序基波电压，根据PT二次侧的零序电压采样值，计算零序三次谐波电压值，当零序三次谐波电压值大于浮动门槛时，且通过傅氏算法计算PT二次侧的各相电压的三次谐波含量，当某一相或多相中的三次谐波大于所述的浮动门槛，经延时报PT中性线断线。当在PT二次侧和保护装置之间发生中性线断线时，中性线的励磁电流不能流通，从而导致ABC三相中的励磁电流发生变化，保护装置的各相测量电压就会出现三次谐波。根据零序电压中的三次谐波可以检测出PT中性线断线。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域中检测PT中性线断线的方法。
背景技术
电力系统中发生PT断线是一种常见的故障。PT断线按断线的相别可分为中性线断线(N线)和非中性线断线(ABC线)。目前对非中性线断线的研究已经相当成熟，保护装置可以根据零序电压和正序电压等条件来判断是否发生非中性线断线。但对中性线断线的研究却相对较少。当发生PT中性线断线时，由于中性点电位漂移，保护装置的相电压会发生变化，从而可能导致零序方向元件误动，电压元件误动，现场类似的事故发生过多起。中国专利CN200710176913.9保护装置利用三次谐波检测中线断线的方法中公布了一种利用各相电压或零序电压中的三次谐波连续30s大于4V的判据。由于其采用了固定门槛的判据，当正序电压值较小时，其判据的灵敏度不够，而当系统出现三次谐波时也容易发生误判。
发明内容
本发明的目的是：提出一种基于浮动门槛的PT中性线断线三次谐波检测方法。通过各相电压或零序电压中的三次谐波含量，检测PT中性线断线故障。
本发明的技术方案是：检测PT中性线断线的方法，根据PT二次侧的ABC三相采样值计算正序基波电压，根据PT二次侧的零序电压采样值，计算零序三次谐波电压值，当零序三次谐波电压值大于浮动门槛时，浮动门槛包含正序电压和零序三次谐波不平衡电压；动作判据如下：
3U0_3harm＞K*U1+U3harm_unb 式①
式①中，3U0_3harm为零序三次谐波电压值，U1为正序基波电压，K为比例系数，U3harm_unb为系统中的零序三次谐波不平衡电压的最大值，当满足式①时，判别为PT中性线断线。
通过傅氏算法计算PT二次侧的各相电压的三次谐波含量，当某一相或多相中的三次谐波大于所述的浮动门槛，经延时报PT中性线断线。
所述的比例系数K根据CT的特性进行取值，取值范围0.1～0.5；零序三次谐波不平衡电压的最大值取2～4V。
当正序电压基波值低于某一门槛时，不进行PT断线判别。
浮动门槛根据正序基波电压值的大小动态调整。
当PT连接正常时，由于铁心的非线性，各相的励磁电流包含基波电流和三次谐波电流，且三相的三次谐波电流同相位，中性线中流过三相的三次谐波电流。当发生PT中性线断线时，保护装置中PT的原边的励磁电流中的三次谐波没有流通回路，励磁电流被强制为正弦波，由于铁心非线性，此励磁电流产生的磁通为平顶波。平顶波的磁通产生尖顶波的电势，对此电势分解可得到基波电势和三次谐波电势，进而保护装置会感受到三次谐波电压，如图2和图3所示。进而可以根据各相电压或是零序电压中的三次谐波含量来检测PT中性线断线。
不同的PT电压的在磁滞回线上的工作点不同。由于铁磁材料的磁滞和涡流等影响，即使最大磁通没有工作在饱和状态，励磁电流和绕组电压也不是线性关系。即一旦发生了PT中性线断线，PT二次侧的电压一定会含有三次谐波。如图4所示，额定电压(57.74V)和30V时的磁滞回线关系。进而可以根据不同的正序电压，动态的调整三次谐波门槛，使得判据更加灵敏可靠。
本发明的有益效果是：当在PT二次侧和保护装置之间发生中性线断线时，中性线的励磁电流不能流通，从而导致ABC三相中的励磁电流发生变化，保护装置的各相测量电压就会出现三次谐波。根据零序电压中的三次谐波可以检测出PT中性线断线。现有发生PT中性线断线时，由于中性点电位漂移，保护装置的相电压会发生变化，从而可能导致零序方向元件误动、电压元件误动的问题，本发明根据各相电压或是零序电压中的三次谐波含量来检测PT中性线断线，判断准确。并可根据不同的正序电压，动态的调整三次谐波门槛，使得判据更加灵敏可靠。
附图说明
图1为PT断线示意图。
图2为单相变压器励磁电流特性分析图。
图3为励磁电流和绕组电压波形图及其谐波分析图。
图4为不同电压下的磁滞回线图。
具体实施方式
结合附图说明，如图1所示，U1a，U1b，U1c，U1n为PT二次侧的电压输出。U2a，U2b，U2c，U2n为保护装置小PT的二次电压输出，供保护装置进行计算。
图3中左列图(a)为正常连接时励磁电流和绕组电压波形图及其谐波分析图；右列图(b)为中性线断线时励磁电流和绕组电压波形图及其谐波分析图。
通过傅氏算法计算出PT二次侧的ABC各相或零序电压中的三次谐波含量，当零序电压三次谐波含量均大于浮动门槛时，经延时报PT中性线断线。
通过傅氏方法计算U2a，U2b，U2c可以得到基波电压与三次谐波电压，进而可以得到零序基波电压3U0，正序基波电压U1和零序电压的三次谐波电压3U0_3harm，则判别公式为：
3U0_3harm＞K*U1+U3harm_unb 式①
式①中，3U0_3harm为零序电压的三次谐波含量，K为比例系数，一般可取0.1～0.5。U3harm_unb为系统中的零序三次谐波含量的最大值，一般可取2～4V。
当满足式①时，经延时报PT中性线断线。
当正序电压基波值低于某一门槛时，不进行PT断线判别。
Claims (1)
1.一种检测PT中性线断线的方法，其特征是：根据PT二次侧的A、B、C三相采样值计算正序基波电压，根据PT二次侧的零序电压采样值，通过傅氏算法计算PT二次侧的各相电压的三次谐波含量，当零序三次谐波电压值大于浮动门槛，经延时报PT中性线断线；浮动门槛包含正序电压和零序三次谐波不平衡电压；动作判据如下：
3U0_3harm＞K*U1+U3harm_unb 式①
式①中，3U0_3harm为零序三次谐波电压值，U1为正序基波电压，K为比例系数，U3harm_unb为系统中的零序三次谐波不平衡电压的最大值，当满足式①时，判别为PT中性线断线；
所述的比例系数K根据P T的特性进行取值，取值范围0.1～0.5；零序三次谐波不平衡电压的最大值取2～4V。
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