CN103323745A - 继电保护用tv二次中性线隐性缺陷监测定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置及方法，该装置包括：主检测模块，其连接一个主电流采集器，该主电流采集器嵌入或安装于TV二次中性线的公共接地点上；N个子检测模块，N个电流采集器；N个子电流采集器分别嵌入或安装于TV二次中性线的N个子接地点上；报警模块，用于主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号；定位模块，用于在N个子电流采集器中的一个子电流采集器采集到的电流值与主电流采集器采集到的电流值相等时，将接地隐性缺陷定位到该子电流采集器所在的子接地点上。实施本发明，可以及时检测继电保护TV二次中性线中的两点或多点接地隐性缺陷。

Description

继电保护用TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法及装置

技术领域

  本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电力系统继电保护用TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法及装置。

背景技术

隐性缺陷是指在系统正常运行时是隐蔽的、潜伏在设备中的缺陷，常规定检手段很难发现，一旦运行条件发生变化，隐性缺陷被触发时，可能会造成开关及保护不正确动作等，并进一步导致电网大面积停电事故。隐性缺陷具有隐蔽性强、风险区域性广、危害性大等特点，经过对近年来国内外发生的多起大停电事故的研究发现，造成电网大面积停电事故的关键因素之一就是设备长期存在隐性缺陷。

然而, 当电力系统继电保护采用的电压互感器（以下简称“TV”）二次中性线存在隐性缺陷，如多点接地、接触不良、接线错误等，目前系统不发出任何信号, 同样将导致继电保护装置感受电压异常, 引起保护不正确动作。电力系统中TV二次回路连接设备繁多，延伸范围广，而且二次回路大部分在室外，绝缘损坏的机率大，或者由于施工不妥等因素，不可避免会出现TV二次中性线回路多点接地、接地错误、接地不良等隐性缺陷。

从历年来事故案例总结，导致TV二次中性线隐性缺陷产生的原因如下：

1、10 kV 开关柜出厂时TV二次中性线回路接地点已和柜体外壳连接，在安装时开关柜与接地网连接已有一点接地，又在控制室接地将造成多点接地隐性缺陷。

2、在对变电站的改造中，由于图纸错误、人为疏忽等原因，误将TV二次中性线接地点改接在其它回路上，造成多点接地隐性缺陷。

3、电压互感器二次绕组施工时，由于施工人员技术水平低，造成中性点多点接地隐性缺陷。

4、由于设备长期运行，TV二次中性线的接地点击穿保险导通，造成TV二次中性线多点接地隐性缺陷。

5、保护安装时，对于一套保护两个屏的TV二次中性线接地不同，主控室内控制屏和保护屏分别接地,造成多点接地隐性缺陷。

6、由于设备长期运行TV二次中性线绝缘损坏，造成多点接地隐性缺陷。

7、在调试新扩建设备或保护调试定检时使用实验设备不当，形成多点接地隐性缺陷。

TV二次中性线存在隐性缺陷的危害如下：

1、当TV二次中性线分别在开关场地和控制室接地时，如果系统发生故障，变电站地网将流过大故障电流，这时N600两端会出现电位差，造成中性点电压相位偏移，进而影响相电压和零序电压的幅值与相位，从而可能导致距离保护、零序方向保护拒动或误动。TV二次中性线存在多点接地隐性缺陷说明，如图1所示：

在图1中，当系统发生接地故障时，将产生地中电流，在d1、d2两点间产生电位差△U，引入保护的电压不是真正的U而是U/且

U/=U+△U……………………………...①

自产3U0，将有  3U0= U/=U+△U ….②

公式②中的△U是随机的，可能会使零序方向（F0）及工频变化量距离等元件不正确动作。

2、如果N600接触不良，无接地点隐性缺陷，也会造成中性点的电压相位偏移，从而可能导致距离保护、零序方向保护拒动或误动。

3、二次回路通常是通过电缆连接的，当接地网上出现短路电流或雷击电流时，由于电缆屏蔽层两点的电位不同，使屏蔽层内流过电流，可能烧毁屏蔽层。且屏蔽层内流过电流时将对每个芯线将产生干扰信号。

4、如果N600接入位置错误隐性缺陷，严重时引起TV二次发生反充电时将在一次侧产生高电压严重危及人身和设备安全，造成全部TV二次空气开关跳闸，严重时烧坏TV二次回路切换插件、TV本体及试验设备，甚至保护跳闸导致电网大面积停电事故。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置和方法。

一方面，本发明提供的一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置，所述TV二次中性线由多个间隔组成，其中一个间隔作为一个公共接地点，其余N个间隔作为子接地点，包括：

主检测模块，其连接一个主电流采集器，该主电流采集器嵌入或安装于所述TV二次中性线的公共接地点上；

N个子检测模块，N个电流采集器，该N个子检测模块与所述N个子电流采集器一一连接；所述N个子电流采集器分别嵌入或安装于所述TV二次中性线的N个子接地点上；

报警模块，用于所述主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号；

定位模块，用于在所述N个子电流采集器中的一个子电流采集器采集到的电流值与所述主电流采集器采集到的电流值相等时，将接地隐性缺陷定位到该子电流采集器所在的子接地点上。

其中，所述报警模块包括：

阈值设定单元，用于设定一阈值；

比较单元，用于将所述主电流采集器采集得到电流值与所述阈值设定单元所设定的阈值进行比较；

报警单元，在所述比较单元比较得出所述主电流采集器采集得到的电流值超过所述阈值设定单元设定的阈值时，发出报警信号。

另一方面，本发明还提供一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法，所述TV二次中性线由多个间隔组成，其中一个间隔作为一个公共接地点，其余N个间隔作为子接地点，该方法基于前述的一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置实现，包括：

所述主电流采集器采集所述主接地点上的电流值；

当所述主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号；

所述N个子电流采集器分别采集所述各个子接地点上的电流值；

在所述N个子电流采集器中的一个子电流采集器采集到的电流值与所述主电流采集器采集到的电流值相等时，将接地隐性缺陷定位到该子电流采集器所在的子接地点上。

其中，所述当所述主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号，包括：

设定一阈值；

将所述主电流采集器采集得到电流值与所述设定的阈值进行比较；

在比较得出所述主电流采集器采集得到的电流值超过所述设定的阈值时，发出报警信号。

实施本发明，继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置的具有一个主检测模块和N个子检测模块，每个检测模块引出一个高精度的电流采集器，分别安装或嵌入TV二次中性线的公共接地点N600和其他接地点上。只要有两点（或多点）接地隐性缺陷，公共接地点必然会有较大的感应电流，如果该电流检测到达整定阈值立即报警，报警信号可以通过远程传输到后台或远端调度等，通知检修人员可立即知道该站存在两点（或多点）接地隐性缺陷。再根据装置发出的定位信号也可以立即知道存在两点（或多点）接地隐性缺陷的出线，给消除此安全隐患赢得宝贵时间。

附图说明

图1为现有技术中的TV二次中性线存在隐性缺陷的示意图；

图2为本发明提供的继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置的示意图；

图3为本发明提供的继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置的报警模块的示意图；

图4为本发明提供的继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法实施例一的示意图；

图5为本发明提供的继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法实施例二的报警模块的示意图。

具体实施方式

在描述本发明的实施例之前，首先描述一下本发明的技术实现思路。

图1中的d1点（N600）为系统本身固有TV二次中性线的唯一接地点，只要其它间隔或现场TV二次引入控制室的中性线另外有接地点（如图1中的d2点），两个接地点之间在高压磁场的影响下产生一电压差，通过两接地点及接地中性线构成回路，该回路中有电流流过。如图1所示的d1点和d2点，产生的电流流过d1点和d2点之间的大地→TV二次引入控制室的中性线→系统TV二次中性线维一接地点N600。

电流流过的回路形成一个环行（串联）回路，回路中的电流值基本相等，即TV二次引入控制室的中性线N600与系统TV二次中性线唯一接地点N600流过的电流基本相等，根据长期运行经验值来看，该电流一般超过50mA，接地严重时可达数百毫安。同样道理，其它间隔中性线有接地点使也有电流流过，在此不再阐述。

另外，由于系统正常运行时其它TV二次中性线对地形成一个微弱的电容电流，图1中的d1点（N600）系统本身固有的TV二次中性线唯一接地点也会形成一个微弱的电流，该电流在变电站投产时一般可以测量到几毫安至十几毫安，随着系统的运行和设备的老化，系统绝缘逐渐降低，该电流可能会有升高，但不会超过50mA以上，若超过50mA可认为系统存在TV二次中性线两接地点隐性缺陷，但是也不可能为零。以就是说TV二次中性线的电流几毫安至50mA以下均可认为系统正常运行。

TV二次中性线出现隐性缺陷，如多点接地，流过的电流形成环行（串联）回路，回路中的电流值基本相等，即TV二次引入控制室的中性线N600与系统TV二次中性线唯一接地点N600流过的电流基本相等，根据此特征可以对TV二次中性线多点接地隐性缺陷间隔进行定位，即只要检测到某间隔的TV二次中性线N600与公共TV二次中性线N600中流过的电流值一样基本就可确定该间隔TV二次中性线接地。因此本发明的技术思路是将电路设计成适用于多间隔N600的独立模块，各个间隔N600采用一个独立模块进行检测，具体如图2所示。所述TV二次中性线由多个间隔组成，其中一个间隔（公共N600）作为一个公共接地点，其余N个间隔，例如间隔1N600、间隔2 N600、间隔3 N600……间隔n N600作为子接地点，包括：

图2是本发明的一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置的具体结构示意图。

该继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置，包括： 

主检测模块1，其连接一个主电流采集器CT3，该主电流采集器CT3嵌入或安装于所述TV二次中性线的公共接地点（公共N600）上；

N个子检测模块，如图中的子检测模块10、11、12……1n等；N个电流采集器，如图所示的电流采集器CT4、CT5、……CTn等等，该N个子检测模块与所述N个子电流采集器一一连接；所述N个子电流采集器分别嵌入或安装于所述TV二次中性线的N个子接地点上；如图所示的，CT4与间隔1N600连接，CT5与间隔2N600连接，CTn与间隔nN600连接；

报警模块2，用于所述主电流采集器CT3采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号；

定位模块3，用于在所述N个子电流采集器中的一个子电流采集器采集到的电流值与所述主电流采集器采集到的电流值相等时，将接地隐性缺陷定位到该子电流采集器所在的子接地点上。

参见图3，为报警模块的组成示意图。

其中，所述报警模块2包括：

阈值设定单元20，用于设定一阈值；

比较单元21，用于将所述主电流采集器采集得到电流值与所述阈值设定单元所设定的阈值进行比较；

报警单元22，在所述比较单元21比较得出所述主电流采集器CT3采集得到的电流值超过所述阈值设定单元设定的阈值时，发出报警信号。

需要说明的是，本发明提供的TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置中，N个检测模块可以集成于一体，也可以独立存在。

在实施过程中，只要有两点（或多点）接地隐性缺陷，公共接地点N600必然会有较大的感应电流，如果该电流检测到达整定阈值（如50mA）立即，报警打怒焰22即刻报警，报警信号可以通过远程传输到后台或远端调度等，通知检修人员可立即知道该站存在两点（或多点）接地隐性缺陷，必须立即处理。另外，根据装置发出的定位信号也可以立即知道存在两点（或多点）接地隐性缺陷的出线，给消除此安全隐患赢得宝贵时间。

具体的，如图2中CT3为公共接地点N600的电流检测装置，有两点（或多点）接地隐性缺陷时CT3检测到电流使装置报警，若此时间隔1存在接地点，CT4检测到的电流值与CT3检测到电流值基本相等，与CT4对应连接的检测模块发出一个定位信号，然后定位模块3即刻将接地隐性缺陷定位到该子电流采集器CT4所在的子接地点间隔4N600上进行隐性缺陷故障点定位。

实施本发明，TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置的具有一个主检测模块和N个子检测模块，每个检测模块引出一个高精度的电流采集器，分别安装或嵌入TV二次中性线的公共接地点N600和其他接地点上。只要有两点（或多点）接地隐性缺陷，公共接地点必然会有较大的感应电流，如果该电流检测到达整定阈值立即报警，报警信号可以通过远程传输到后台或远端调度等，通知检修人员可立即知道该站存在两点（或多点）接地隐性缺陷。再根据装置发出的定位信号也可以立即知道存在两点（或多点）接地隐性缺陷的出线，给消除此安全隐患赢得宝贵时间。

另一方面，本发明还提供一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法， 如图2所示，所述TV二次中性线由多个间隔组成，其中一个间隔作为一个公共接地点，其余N个间隔作为子接地点，该方法基于前述的一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置实现，如图4所示，一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法，包括：

步骤100，所述主电流采集器采集所述主接地点上的电流值；

步骤101，当所述主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号；

步骤102，所述N个子电流采集器分别采集所述各个子接地点上的电流值；

步骤103，在所述N个子电流采集器中的一个子电流采集器采集到的电流值与所述主电流采集器采集到的电流值相等时，将接地隐性缺陷定位到该子电流采集器所在的子接地点上。

如图5所示，所述当所述主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号的步骤具体包括：

步骤200，设定一阈值；其中该阈值可以为30~50mA，优选为50mA。

步骤201，将所述主电流采集器采集得到电流值与所述设定的阈值进行比较；

步骤202，在比较得出所述主电流采集器采集得到的电流值超过所述设定的阈值时，发出报警信号。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access memory，RAN）等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置，所述TV二次中性线由多个间隔组成，其中一个间隔作为一个公共接地点，其余N个间隔作为子接地点，其特征在于，包括：

主检测模块，其连接一个主电流采集器，该主电流采集器嵌入或安装于所述TV二次中性线的公共接地点上；

N个子检测模块，N个电流采集器，该N个子检测模块与所述N个子电流采集器一一连接；所述N个子电流采集器分别嵌入或安装于所述TV二次中性线的N个子接地点上；

报警模块，用于所述主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号；

定位模块，用于在所述N个子电流采集器中的一个子电流采集器采集到的电流值与所述主电流采集器采集到的电流值相等时，将接地隐性缺陷定位到该子电流采集器所在的子接地点上。

2.如权利要求1所述的继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置，其特征在于，所述报警模块包括：

阈值设定单元，用于设定一阈值；

比较单元，用于将所述主电流采集器采集得到电流值与所述阈值设定单元所设定的阈值进行比较；

报警单元，在所述比较单元比较得出所述主电流采集器采集得到的电流值超过所述阈值设定单元设定的阈值时，发出报警信号。

3.一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法，所述TV二次中性线由多个间隔组成，其中一个间隔作为一个公共接地点，其余N个间隔作为子接地点，其特征在于，该方法基于权利要求1或2所述的一种继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位装置实现，包括：

所述主电流采集器采集所述主接地点上的电流值；

当所述主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号；

所述N个子电流采集器分别采集所述各个子接地点上的电流值；

在所述N个子电流采集器中的一个子电流采集器采集到的电流值与所述主电流采集器采集到的电流值相等时，将接地隐性缺陷定位到该子电流采集器所在的子接地点上。

4.如权利要求3所述的继电保护TV二次中性线隐性缺陷监测定位方法，其特征在于，所述当所述主电流采集器采集到的电流值超过阈值时，发出接地隐性缺陷报警信号，包括：

设定一阈值；

将所述主电流采集器采集得到电流值与所述设定的阈值进行比较；

在比较得出所述主电流采集器采集得到的电流值超过所述设定的阈值时，发出报警信号。

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