CN104882866A - 一种保护装置利用脉冲量判别ct二次侧断线的方法 - Google Patents

Abstract

一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法。该方法包括如下主要步骤：保护装置在运行过程中实时采集二次电流，当测量到有脉冲电流时，保护启动，满足条件后判为CT二次侧断线，发出告警信号及告警报文，不闭锁保护。该方法可作为原有CT二次侧断线判据的补充。

Description

一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体地涉及为电力系统故障分析提供手段，是保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法。

背景技术

CT二次侧断线后如果没有及时处理，相关的保护装置采集不到CT开路相别的电流，区内故障时可能出现拒动，扩大了事故的影响；区外故障时，例如纵联差动保护装置会测量到差动电流，保护装置误动，同样扩大了事故的影响。

若CT二次侧断线后保护没有动作，也没能及时发现和处理，开路处可能燃烧，危及设备安全；长时间作用可能使电流互感器铁心过热，甚至损坏；在铁心中产生剩磁，使保护装置测量电流的误差增大。

因此，需要保护能够及时判别出CT二次侧断线情况，以便及时处理。

以往的保护装置CT断线最常用的判据是零序电流连续10s大于零序启动电流定值时，报CT断线告警。那么，如果零序电流不能够连续10s大于达到零序启动电流定值时，就不能判出CT断线。实际情况是，有时发生了CT二次侧断线，但保护装置没有能够及时判出CT断线。

发明内容

为了在CT二次侧断线时形成有脉冲电流、而零序电流不能持续满足CT断线判据时，也能检验出CT二次侧断线，本发明提出了一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法。

首先对本发明中使用的以下技术术语进行说明或定义：

开路电压：运行中的电流互感器(即CT)，二次回路必须接有负荷或者直接短路。如果在一次绕组有电流的情况下将二次开路，则二次反磁势不再存在，一次反磁势全部用来励磁。铁心中的磁感应急剧增加，达到饱和状态，此时的磁通波形将成为平顶波。在一个周波内，当磁通由正变为负或由负变为正时，二次感应电势急剧上升，形成开路电压。在二次绕组中的感应电势幅值很高，即开路电压很高。CT二次回路开路，开路点会产生极高的电压，可能造成开路点的瞬时击穿。50Hz工频分量中，每周波为20ms，有两次过0点，因此每周波最多形成两次瞬时击穿，也可能每周波1次瞬时击穿也没有形成。瞬时击穿的间隔为10ms的倍数。

本发明具体采用以下技术方案。

一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法，保护装置测量二次CT的A相电流、B相电流、C相电流以及零序电流有脉冲，其特征在于：

当保护装置所测量的所述A相电流、B相电流、C相电流或零序电流中出现脉冲量，保护装置测量到有1个脉冲量时，保护立即启动，同时触发录波，当满足以下任一判据时，则判断CT二次回路断线，保护装置只发CT二次回路断线告警信号和告警报文，对于满足动作条件的故障，保护装置不闭锁，随时可以动作。

判据一：保护启动后，统计A相电流、B相电流、C相电流以及零序电流这四种电流中的所有脉冲量，在启动过程中，当自出现第一个脉冲量起累计10个，判为CT二次回路断线；

判据二：保护启动后，零序电流连续10s大于零序启动电流定值。

一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)保护装置实时测量CT二次电流，包括A相电流、B相电流、C相电流、零序电流；

(2)当A相电流、B相电流、C相电流或零序电流中采集到1个脉冲量时保护启动，同时触发录波；

(3)在保护启动过程中，当测量的A相电流、B相电流、C相电流和零序电流中，自出现第一个脉冲量起累计10个，判为CT断线；或者零序电流连续10s大于零序启动电流定值时，也判为CT断线；

(4)保护装置发CT二次侧断线告警信号和告警报文，不闭锁保护。

其中，所述脉冲量宽度不大于1ms；当CT二次额定电流为1A、5A时，所述脉冲量的幅值大于其它采样点幅值的20倍；

脉冲量的频率特征为每10ms内最多出现有1个脉冲量。

该方法在形成脉冲量的电流、而零序电流不能持续满足CT断线判据时，也能检验出CT二次侧断线。

附图说明

图1为CT二次侧断线形成脉冲量的试验接线示意图。

图2为试验中CT二次侧断线后保护装置录到的脉冲图。

图3为运行过程中CT二次侧断线后保护装置录到的脉冲图。

图4所示为一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

图1为CT二次侧断线形成脉冲量的试验接线示意图。

试验设备：升流器1台；电流互感器1个，-CT变比为1500/1；-电流试验端子排1组；保护装置1台。

试验方法：通过升流器提供大电流，加入到电流互感器一次侧；在二次侧做CT开路试验，试验接线以做C相开路为例；在端子排上安装电流试验端子，在其IC处做CT开路，开路间隙距离可调整，最大可达到6mm；电流互感器传来的二次电流回路接入保护装置的IC、IC’；保护装置背后端子IA’、IB’、IC’、IN’短接；保护装置未接入电压；保护装置机壳接地。

图2为试验中CT二次侧断线后保护装置录到的脉冲图。

试验中，开路电压为6000V、开路间隙为6mm，看到电流端子开路处有打火。

图2中，展示了保护录波的一部分，L为采样点值、Lr为有效值。录波图显示了电流、电压中均采集到了脉冲，脉冲间隔20ms或10ms。试验中，没有给电压接入模拟量，可以清晰显示出保护测量的电压中脉冲情况。

CT二次回路开路点瞬时击穿时，电流流经保护装置的交流插件电流变换器或电压变换器原边，在交流插件中形成干扰磁场。这种干扰进入了交流插件内部的小空间内，比IV级浪涌和瞬变等干扰还要严厉。有击穿时，在交流插件形成磁场，会经过交流插件的各电流变换器、电压变换器的回路，保护装置的电流、电压变换器都可能输出脉冲量，脉冲量为宽度很窄、幅值很高、方向不固定、不一直连续、间隔为10ms的倍数。

保护装置输出的脉冲量幅值有时会很大，会超过了保护装置采样值的极限范围。对于二次额定电流为1A时，其幅值大于40，而其它采样点的幅值均小于2；对于二次额定电流为5A时，其幅值超过200，而其它采样点的幅值均小于10。脉冲量宽度很窄，不大于1ms。每10ms内最多出现有1个脉冲量，有时不会出现。

交流插件中，各电流、电压变换器回路的板线接入其极性端位置不一致，感受到磁通方向不同；同时，每次击穿产生磁通的方向可能不一致。因此每次击穿产生在电流、电压互感器输出的脉冲量方向可能会不同。

保护装置要求连续3点满足突变量电流启动定值时才能启动，只有脉冲量时保护装置可能不满足启动条件。通过全周傅式算法或半周傅式算法计算的零序电流有效值不是10s连续的，因此保护装置不能判出CT断线。试验使用保护装置的采样率为24点/周波，即每0.833ms采样1次,在试验中录波报告中观测到脉冲量这一现象。

图3为运行过程中CT二次侧断线后保护装置录到的脉冲图。

实际运行的保护装置也录取到了在二次CT开路后测量到脉冲情况，和试验情况一致。图中，展示了保护录波的一部分，L为采样点值、Lr为有效值。录波图显示了电流、电压中均采集到了脉冲量，脉冲间隔20ms或10ms。

图4所示为一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法流程图。

本申请的一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法包括以下步骤：

步骤1：保护装置实时测量二次电流，包括A相电流、B相电流、C相电流以及零序电流。

步骤2：保护装置测量的A相电流、B相电流、C相电流以及零序电流中，判别脉冲量。

正常情况下负荷电流不超过二次额定电流，而脉冲量的幅值很大。

脉冲量的幅值特征为，对于二次额定电流为1A时，其幅值大于40，而其它采样点的幅值均小于2；对于二次额定电流为5A时，其幅值大于200，而其它采样点的幅值均小于10。

脉冲量的宽度特征为：不大于1ms。

脉冲量的频率特征为，每10ms内最多出现有1个脉冲量，有时不会出现。

同时满足以上3个条件时，采集到的脉冲量，只要一个采样点达到突变量电流的启动定值，即满足了保护启动条件，保护启动同时启动录波、保存录波。调取录波报告后可以展示出当时脉冲的情况。

电压回路中也有脉冲，但二次电压一般为57.7V，电压值较高，保护装置只累计各电流中的脉冲。

步骤3：测量的A相电流、B相电流、C相电流以及零序电流中，自出现第一个脉冲量后累计10个，判为CT断线。在保护正常运行过程中或发生短路故障时，均不会出现脉冲量，脉冲量为异常情况才出现。采集到脉冲量总数大于10个，最快在2个周波40ms内可以判为CT断线。

对于高压线路保护装置，保护启动后，当所有元件均不动作并持续5s后启动返回。因此保护启动后，若脉冲量很少，保护装置最快在5s内启动返回，回到正常状态。有脉冲量后保护再启动，继续判别脉冲量。

脉冲量非常少、不满足脉冲量判别CT断线的条件情况下，如果零序电流连续10s大于零序启动电流定值时，也判为CT断线。

步骤4：保护发CT断线告警信号，尽快进行处理。发CT断线告警时不闭锁保护，对于满足保护动作条件的故障，开放保护的跳闸，及时消除二次CT开路影响。

Claims (4)

1.一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法，保护装置测量二次CT的A相电流、B相电流、C相电流以及零序电流有脉冲，其特征在于：

当保护装置所测量的所述A相电流、B相电流、C相电流或零序电流中出现脉冲量，保护装置测量到有1个脉冲量时，保护立即启动，同时触发录波，当满足以下任一判据时，则判断CT二次回路断线，保护装置只发CT二次回路断线告警信号和告警报文，对于满足动作条件的故障，保护装置不闭锁，随时可以动作。

判据一：保护启动后，统计A相电流、B相电流、C相电流以及零序电流这四种电流中的所有脉冲量，在启动过程中，当自出现第一个脉冲量起累计10个，判为CT二次回路断线；

判据二：保护启动后，零序电流连续10s大于零序启动电流定值。

2.根据权利要求1所述的判别CT二次侧断线的方法，其特征在于：

所述脉冲量满足以下条件：宽度不大于1ms，幅值大于其它采样点电流幅值的20倍，每10ms内最多出现有1个脉冲量。

3.一种保护装置利用脉冲量判别CT二次侧断线的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)保护装置实时测量CT二次电流，包括A相电流、B相电流、C相电流、零序电流；

(2)当A相电流、B相电流、C相电流或零序电流中采集到1个脉冲量时保护启动，同时触发录波；

(3)在保护启动过程中，当测量的A相电流、B相电流、C相电流和零序电流中，自出现第一个脉冲量起累计10个，判为CT断线；或者零序电流连续10s大于零序启动电流定值时，也判为CT断线；

(4)保护装置发CT二次侧断线告警信号和告警报文，不闭锁保护。

4.根据权利要求3所述的判别CT二次侧断线的方法，其特征在于：

其中，所述脉冲量宽度不大于1ms；当CT二次额定电流为1A、5A时，所述脉冲量的幅值大于其它采样点幅值的20倍；

脉冲量的频率特征为每10ms内最多出现有1个脉冲量。