CN104714142B - 适用于智能/数字化变电站的ct、pt断线检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于智能/数字化变电站的CT、PT断线检测方法，它利用网络帧内包含所有二次电压/电流数据的特点，设置一定的检测时间间隔，保护或测控装置每隔一定的时间间隔，抽取1个周期或者半个周期的0.2级计量电压/电流，计算测量电压/电流相量值后，与本装置相同采样周期内的保护/测量电压/电流相量值进行比较，从而确定某个线圈某相的电压/电流是否断线，确定断线发生后发告警信号至监控后台。采用上述技术方案的本发明，能精确地确定某个线圈某相的电压/电流，成本低廉，保证了电网的安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于智能/数字化变电站继电保护装置或测控装置的方法，特别关于PT、CT二次侧断线的检测方法。
背景技术
传统变电站采用电缆连接保护/测控装置与PT二次侧，直接接入电压模拟量，单个装置只接入本装置需要的电气量，而智能/数字化变电站采用合并单元接入电压模拟量，每个合并单元同时接入保护/测量电压与计量电压，通过采样保持和模数转换，以网络帧的形式传输至保护及测控装置，实现模拟量的采集，同一个装置可同时接收到保护/测量电压与计量电压，为本算法提供了技术基础。
对于采用电子式PT的智能/数字化变电站，PT二次侧设有开口三角线圈，检测PT断线最常用的开口三角电压与相电压对比综合判别算法无法使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种准确判断变电站CT/PT断线的检测方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种适用于智能/数字化变电站的CT、PT断线检测方法，其特征在于：它利用网络帧内包含所有二次电压/电流数据的特点，设置一定的检测时间间隔，保护或测控装置每隔一定的时间间隔，抽取1个周期或者半个周期的0.2级计量电压/电流，计算测量电压/电流相量值后，与本装置相同采样周期内的保护/测量电压/电流相量值进行比较，从而确定某个线圈某相的电压/电流是否断线，确定断线发生后发告警信号至监控后台。
比较过程如下步骤：
①、若计算测量电压/电流相量值大于等于最小阈值，且某相保护/测量电压/电流相量小于最小阈值时，发送报警信号；
②、若计算测量电压/电流相量值小于最小阈值，且某相保护/测量电压/电流相量大于最小阈值时，发送报警信号。
在步骤②中，若计算测量电压/电流相量值小于最小阈值，且某相保护/测量电压/电流相量也小于最小阈值时，判断断路器是否合闸；若合闸，则输出报警信号。
在步骤①中，若计算测量电压/电流相量值大于等于最小阈值，且某相保护/测量电压/电流相量也大于最小阈值时，则说明二者差值过大，发送差值过大报警信号。
采用上述技术方案的本发明，能精确地确定某个线圈某相的电压/电流，成本低廉，保证了电网的安全。
附图说明
图1为本发明中PT断线检测方法流程图。
图2为本发明中CT断线检测方法流程图。
具体实施方式
实施例1：PT断线检测方法
如图1所示，智能/数字化变电站采用合并单元接入电压模拟量，以220kV双母接线为例说明，母线PT间隔（I、II母共2个PT）配置2套合并单元，每套合并单元接入双母的2路0.5（3P）级测量/保护电压，2路0.2级计量电压，对于常规PT，每套合并单元还接入2路开口三角零序电压（均为每段母线1路）。合并单元对模拟量进行采样保持、模数转换后，先传输至各间隔合并单元，然后再通过间隔合并单元传输至间隔层设备（保护、测控装置），每个网络帧中均包含0.5（3P）级和0.2级电压采样数据。在现有系统内，保护和测控装置接收到网络帧后，仅抽取0.5（3P）级电压使用，数字式电能表仅抽取0.2级电压使用，与常规站类似。
本PT断线算法，利用网络帧内包含所有二次电压数据的特点，设置一定的检测时间间隔，保护或测控装置每隔一定的时间间隔，抽取1个周期或者半个周期的0.2级计量电压，计算计量电压相量值后，与本装置相同采样周期内的保护/测量电压相量值进行比较，从而确定某个线圈某相的电压是否断线，确定断线发生后发告警信号至监控后台。
对于计量和保护/测量共用同一线圈类型的电子式电压互感器，由于双重化配置的保护装置仅接单套合并单元，且仅接至单网，所以每套保护装置仅能接收到1套电压，无法采用本算法，此时可将本算法仅在测控装置中实现，测控装置跨接双网，可采集到A、B双套电压，通过直接对比A、B套电压，实现PT断线检测。
本算法适用于PT二次断线，PT二次侧空开单相或三相跳闸，且可以检测到0.2级计量电压消失；也可以对电压精度进行在线检测。
PT断线检测算法可以作为一个程序模块，写入在保护/测控装置的rom中，用控制字控制日常是否运行。
算法的基本原理是利用同一序列网络帧内的0.2级计量电压与0.5（3P）级测量电压对比，对0.5（3P）级及0.2级电压进行监测。
首先装置可人工设定一个低电压阈值Umin，比如10%或者20%的额定电压，低于这个值就认为出现短路或断线故障，程序模块开始后，对0.2级计量电压及0.5（3P）级测量电压各抽取半个或一个周期的采样点（两种电压同步采集），用傅里叶算法计算其相量，然后进行逐相比较，如果出现保护/测量电压正常，计量电压过低，就认为出现计量电压断线故障；如果出现保护/测量电压过低，计量电压正常，就认为出现保护/测量电压断线故障；如果出现保护/测量电压与计量电压同时过低，再根据保护（电流启动算法）未启动，就认为出现保护/测量电压和计量电压均出现断线故障；如果两种电压未出现过低但是出现差值过大的情况，有可能是出现了某点接触不良的情况，报电压误差过大信号。
对于某些类型的电子式电压互感器，计量和保护/测量电压是同一个线圈提供，那么每套合并单元上传的电压都是同一个线圈的测量值，保护装置无法实现多重电压对比算法，而测控装置是跨接双套过程层网络的，可同时接受合并单元A、B的2套电压数据，因此，可以在测控装置内对比A、B套电压来实现本算法。
实施例2：CT断线检测算法
如图2所示，智能/数字化变电站采用合并单元接入电流模拟量，以220kV线路为例说明，每个线路间隔配置2套合并单元，每套合并单元接入1路5P级保护电流 ，1路0.2S级计量电压。合并单元对模拟量进行采样保持、模数转换后，传输至间隔层设备（保护、测控装置、计量表），每个网络帧中均包含5P级和0.2S级电流采样数据。在现有系统内，保护接收到网络帧后，仅抽取5P级电流使用，数字式电能表和测控装置仅抽取0.2级电流使用。
本CT断线算法，利用网络帧内包含所有电流数据的特点，设置一定的检测时间间隔，保护或测控装置每隔一定的时间间隔，抽取1个周期或者半个周期的0.2级计量/测量电流，计算计量/测量电流相量值后，与本装置相同采样周期内的保护电流相量值进行比较，从而确定某个线圈某相的电流是否断线，确定断线发生后发告警信号至监控后台。
对于计量和保护/测量共用同一线圈类型的电子式电流互感器，由于双重化配置的保护装置仅接单套合并单元，且仅接至单网，所以每套保护装置仅能接受到1套电压，无法采用本算法，此时可将本算法仅在测控装置中实现，测控装置跨接双网，可采集到A、B双套电流，通过直接对比A、B套电压，实现PT断线检测。
本算法适用于CT二次侧断线，也可以对电流精度进行在线检测。
CT断线检测算法可以作为一个程序模块，写入在保护/测控装置的rom中，用控制字控制日常是否运行。
算法的基本原理是利用同一序列网络帧内的0.2S级计量/测量电流与5P级保护电流对比，对0.2S级及5P级电流进行监测。
首先装置可人工设定一个低电流阈值Imin，比如1%或者3%的额定电流，低于这个值就认为出现断路或断线故障，程序模块开始后，对0.2S级计量/测量电流及5P级保护电流各抽取半个或一个周期的采样点（两种电流同步采集），用傅里叶算法计算其相量，然后进行逐相比较，如果出现保护电流正常，计量/测量电流过低，就认为出现计量/测量电流断线故障；如果出现保护电流过低，计量/测量电流正常，就认为出现保护电流断线故障；如果出现保护电流与计量/测量电流同时过低，再根据断路器的位置判断，就认为出现保护电流与计量/测量电流均出现断线故障；如果两种电流未出现过低但是出现差值过大的情况，有可能是出现了某点接触不良的情况，报电流误差过大信号。
对于某些类型的电子式电流互感器，保护电流与计量/测量电流是同一个线圈提供，那么每套合并单元上传的电压都是同一个线圈的测量值，保护装置无法实现多重电流对比算法，而测控装置是跨接双套过程层网络的，可同时接受合并单元A、B的2套电流数据，因此，可以在测控装置内对比A、B套电流来实现本算法。
Claims (4)
1.一种适用于智能/数字化变电站的CT, PT断线检测方法，其特征在于:它利用网络帧内包含所有二次电压/电流数据的特点，设置一定的检测时间间隔，保护或测控装置每隔一定的时间间隔，抽取1个周期或者半个周期的0.2级计量电压/电流，计算测量电压/电流相量值后，与本装置同一序列网络帧内的相同采样周期内的0.5级保护/测量电压/电流相量值进行比较，从而确定某个线圈某相的电压/电流是否断线，确定断线发生后发告警信号至监控后台；
首先设定一个低电流阈值，低于阈值就认为出现断路或断线故障，程序模块开始后，对0.2S级计量/测量电流及5P级保护电流各抽取半个或一个周期的采样点，且两种电流同步采集，用傅里叶算法计算其相量，然后进行逐相比较，如果出现保护电流正常，计量/测量电流过低，就认为出现计量/测量电流断线故障；如果出现保护电流过低，计量/测量电流正常，就认为出现保护电流断线故障；如果出现保护电流与计量/测量电流同时过低，再根据断路器的位置判断，就认为出现保护电流与计量/测量电流均出现断线故障；如果两种电流未出现过低但是出现差值过大的情况，则出现某点接触不良的情况，报电流误差过大信号；
将上述检测方法作为一个程序模块，写入在保护/测控装置的ROM中，用控制字控制日常是否运行。
2.根据权利要求1所述的适用于智能/数字化变电站的CT,PT断线检测方法，其特征在于:比较过程如下步骤:
①、若计算测量电压/电流相量值大于等于最小阈值，且某相保护/测量电压/电流相量小于最小阈值时，发送报警信号;
②、若计算测量电压/电流相量值小于最小阈值，且某相保护/测量电压/电流相量大于最小阈值时，发送报警信号。
3.根据权利要求2所述的适用于智能/数字化变电站的CT,PT断线检测方法，其特征在于:在步骤②中，若计算测量电压/电流相量值小于最小阈值，且某相保护/测量电压/电流相量也小于最小阈值时，判断断路器是否合闸;若合闸，则输出报警信号。
4.根据权利要求2所述的适用于智能/数字化变电站的CT,PT断线检测方法，其特征在于:在步骤①中，若计算测量电压/电流相量值大于等于最小阈值，且某相保护/测量电压/电流相量也大于最小阈值时，则说明二者差值过大，发送差值过大报警信号。
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