CN103018622A - 电流互感器二次断线的判断方法 - Google Patents

电流互感器二次断线的判断方法 Download PDF

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王海洋
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State Grid Corp of China SGCC
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Jinzhou Power Supply Co Of Liaoning Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

一种可快速分析电流互感器发生断线时电流幅值及危害，操作简单而又快速，有利于事故处理，保证系统安全、稳定运行的电流互感器二次断线的判断方法，步骤为：、根据断线前电流互感器的电路图，画出向量图；如果B相×处发生断线后，根据断线后电流互感器电路图，画出向量图；将B相×处发生断线后的向量相加，画出向量图；得出IA`、IB`、IC`,其中IA`＝IA＋
Figure 201210541914X100004DEST_PATH_IMAGE001
IB，IB`=0，IC`＝IC＋IB，判断出电流互感器B相断线；同理，可判断出电流互感器C相断线或A相断线。

Description

电流互感器二次断线的判断方法
技术领域
本发明涉及一种电力系统中电流互感器二次断线的判断方法。
背景技术
加定理是线性电路的一个基本原理。在线性电路中，当有两个或两个以上的独立电源（电压源或电流源）作用时，则任意支路的电流或电压都可以认为是电路中各个电源单独作用而其它电源不起作用，在该支路中产生的各电流分量或电压分量的代数和。电力系统是多电源的网络，这些电源电动势的幅值和相位不同，因而各种故障计算复杂。在假定是线性网络的前提下，为了简化计算，可采用叠加定理，就是把故障前状态和故障后状态叠加起来就得到故障状态。电流互感器二次发生断线在电力系统中时有发生。
众所周知，电流互感器在正常运行时，二次电流产生的磁通势对一次电流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流很小，铁芯中的总磁通很小，二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组的匝数很多，根据电磁感应定律E＝4.44fNBS，就会在二次绕组两端产生很高的电压，不但可能损坏二次绕组的绝缘，有可能造成保护误动作，而且将严重危及人身安全。再者，由于磁感应强度剧增，使铁芯损耗增大，严重发热，甚至烧坏绝缘。
目前，电流互感器二次断线的判断方法为：
依据电流二次回路接线图（如图1所示），图中Ia、Ib、Ic为电流互感器二次电流，IA、IB、IC为流入电流继电器线圈的电流，RA、RB、RC为电流继电器线圈电阻，LJA、LJB、LJC为电流继电器，在正常额定电流情况下（电流互感器二次电流Ia=1A、Ib=a2Ia、Ic=aIa，a为运算因子），当B相×处发生断线后的IA、IB、IC的计算方法如下：
（一）首先画出电流互感器等值电路图（如图2所示），图中I1 ＇为一次电流，Ie＇为二次侧励磁电流，I2为二次电流，Z1`一次阻抗，Z2二次阻抗，,Ze为励磁阻抗，Zfh为负荷阻抗；正常时励磁阻抗Ze很大，Ie＇很小，Zfh<< Gm，Gm为导纳，电流几乎全部通过负载Zfh；
（二）画出电流互感器二次开路时的等值电路图（如图3所示），电流互感器二次开路时，励磁电流很大，负荷电流Ifh=0；
（三）再根据以上两个等值电路图及电流二次回路接线图，画出Ｂ相×处断线时电流互感器等效电路图（如图4所示），图中Isa、ISb、Isc为电流源；
（四）根据电流互感器等效电路（如图5所示）分析电流流向：
             Ifh=                                                
Figure 201210541914X100002DEST_PATH_IMAGE001
( Ib+ Ic )
电流ISa由A→RA→0→RC→C→ISa
电流ISb一路由B→Gmc→C→RC→0→RA→ISb
另一路由B→Gmb→A→ISb
电流ISc一路由C→RC→0→RA→A→Gmb→B→ISc
另一路由C→Gmc→B→ISc；
（五）根据电流流向分析
若Zfh＝0时，
Gma＝Gmb＝Gmc
IA＝Ia－
Figure 773691DEST_PATH_IMAGE001
（Ib＋Ic）
　＝Ia－
Figure 390486DEST_PATH_IMAGE001
（a2＋a）
　＝１－
Figure 632112DEST_PATH_IMAGE001
（－
Figure 844918DEST_PATH_IMAGE001
－
Figure 201210541914X100002DEST_PATH_IMAGE002
ｉ－
Figure 675340DEST_PATH_IMAGE001
＋
Figure 10506DEST_PATH_IMAGE002
ｉ）
　＝1.5A
IC＝－1.5A。
可见用这种方法分析电流互感器断线比较繁琐麻烦，判断时间长，不利于事故处理，不能使保护装置及安全自动装置正常运行。
发明内容
 本发明是要解决的技术问题是提供一种可快速分析电流互感器发生断线时电流幅值及危害，操作简单而又快速，有利于事故处理，使保护装置及安全自动装置正常运行，保证系统安全、稳定运行的电流互感器二次断线的判断方法。
本发明的技术解决方案是：
一种电流互感器二次断线的判断方法，其特殊之处在于：
1、根据断线前电流互感器的电路图，画出向量图如下：
IA、IB、IC为断相前流入电流继电器线圈的电流；
2、如果B相×处发生断线后，根据断线后电流互感器电路图，画出向量图如下：
Figure 201210541914X100002DEST_PATH_IMAGE004
3、将B相×处发生断线后的向量相加，画出向量图：
4、得出IA`、IB`、IC`,
IA`＝IA＋
Figure 866991DEST_PATH_IMAGE001
IB
IB`=0
IC`＝IC＋
Figure 945806DEST_PATH_IMAGE001
IB
IA＝
Figure 201210541914X100002DEST_PATH_IMAGE006
Ia
IC＝
Figure 381466DEST_PATH_IMAGE006
Ic
IB＝
判断出电流互感器B相断线；
5、如果
IB`＝IB＋
Figure 290702DEST_PATH_IMAGE001
IC
IC`=0
IA`＝IA＋
Figure 110891DEST_PATH_IMAGE001
IC
IA＝
Figure 463375DEST_PATH_IMAGE006
Ia
IB＝
Figure 592874DEST_PATH_IMAGE006
Ib
IC＝
Figure 30808DEST_PATH_IMAGE002
判断出电流互感器C相断线；
6、如果
IC`＝IC＋
Figure 389108DEST_PATH_IMAGE001
IA
IA`=0
IB`＝IB＋
Figure 861678DEST_PATH_IMAGE001
IA
IC＝Ic
IB＝
Figure 87309DEST_PATH_IMAGE006
Ib
IA＝
Figure 249300DEST_PATH_IMAGE002
判断出电流互感器A相断线，Ia、Ib、Ic为电流互感器二次电流，IA`、IB`、IC`为断线后流入电流继电器线圈的电流。
本发明把电流互感器故障前状态和电流互感器故障后状态叠加起来，可快速分析电流互感器发生断线时电流幅值及危害，操作简单而又快速，判断速度快，有利于事故处理，使保护装置及安全自动装置正常运行，保证系统安全、稳定运行。
附图说明
图1是电流二次回路接线图；
图2是电流互感器等值电路图；
图3是电流互感器二次开路时的等值电路图；
图4是断线时电流互感器等效电路图；
图5是电流互感器等效电路图；
图6是断线前电流互感器的电路图；
图7是断线后电流互感器电路图。
具体实施方式
1、根据断线前电流互感器的电路图（如图6所示），IA、IB、IC为断线前流入电流继电器线圈的电流，画出向量图如下：
2、如果B相×处发生断线后，根据断线后电流互感器电路图（如图7所示），画出向量图如下：
3、将B相×处发生断线后的向量相加，画出向量图：
Figure 197555DEST_PATH_IMAGE005
得出IA`、IB`、IC`：
IA`＝IA＋
Figure 163237DEST_PATH_IMAGE001
IB
IB`=0
IC`＝IC＋
Figure 344819DEST_PATH_IMAGE001
IB
其中IA＝
Figure 721443DEST_PATH_IMAGE006
Ia
IC＝
Figure 621266DEST_PATH_IMAGE006
Ic
IB＝
Figure 125060DEST_PATH_IMAGE002
；
假设Ia=1A（安培）、Ib=a2Ia、Ic=aIa，a为运算因子，
I A `＝ ＝1.5A（安培）
I C `＝－
Figure 613679DEST_PATH_IMAGE007
＝－1.5A（安培）
从而判断出电流互感器B相断线；
同理，IA`＝1.5A、IC`=0，IB`＝－1.5A，则电流互感器C相断线; 
同理，IC`＝1.5A、IA`=0，IB`＝－1.5A，则电流互感器A相断线，Ia、Ib、Ic为电流互感器二次电流， IA`、IB`、IC`为断线后流入电流继电器线圈的电流。

Claims (1)

1.一种电流互感器二次断线的判断方法，其特征是：
1.1、根据断线前电流互感器的电路图，画出向量图如下：
Figure 201210541914X100001DEST_PATH_IMAGE001
IA、IB、IC为流入电流继电器线圈的电流；
1.2、如果B相×处发生断线后，根据断线后电流互感器电路图，画出向量图如下：
Figure 201210541914X100001DEST_PATH_IMAGE002
1.3、将B相×处发生断线后的向量相加，画出向量图：
1.4、得出IA`、IB`、IC`，
IA`＝IA＋IB
IB`=0
IC`＝IC＋
Figure 642224DEST_PATH_IMAGE004
IB
IA＝
Figure 201210541914X100001DEST_PATH_IMAGE005
Ia
IC＝
Figure 746315DEST_PATH_IMAGE005
Ic
IB＝
Figure 201210541914X100001DEST_PATH_IMAGE006
判断出电流互感器B相断线；
1.5、如果
IB`＝IB＋
Figure 463735DEST_PATH_IMAGE004
IC
IC`=0
IA`＝IA＋
Figure 37106DEST_PATH_IMAGE004
IC
IA＝
Figure 851478DEST_PATH_IMAGE005
Ia
IB＝
Figure 611624DEST_PATH_IMAGE005
Ib
IC＝
Figure 878657DEST_PATH_IMAGE006
判断出电流互感器C相断线；
1.6、如果
IC`＝IC＋IA
IA`=0
IB`＝IB＋IA
IC＝Ic
IB＝Ib
IA＝
Figure 542725DEST_PATH_IMAGE006
判断出电流互感器A相断线，Ia、Ib、Ic为电流互感器二次电流，IA ＇、IB ＇、IC ＇为断线后流入电流继电器线圈的电流。
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