CN104901284A - 距离保护装置三相pt断线检测方法和防误动方法 - Google Patents

Abstract

距离保护装置三相PT断线检测方法和防误动方法，所述距离保护装置三相PT断线检测方法，包括如下步骤：1）检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，且线路电压大于线路有压预设值，经整定延时后报母线PT三相断线；2）判断线路断路器在分位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，经整定延时后报母线PT三相断线。本发明能使距离保护装置在线路断路器合闸前或合闸过程中检测出三相PT断线故障。

Description

距离保护装置三相PT断线检测方法和防误动方法

技术领域

本发明涉及一种距离保护装置三相PT断线检测方法，还涉及一种距离保护装置三相PT断线防误动方法。

背景技术

距离保护装置是根据故障点至保护安装地点之间的距离远近确定动作时间从而有选择性地切除故障线路的一种保护装置。为了满足继电保护速动性、选择性和灵敏性的要求，目前距离保护装置广泛采用具有三段动作范围的时限特性，分别称为距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，它们分别与三段过流保护即电流速断、限时电流速断及过电流保护相对应。

距离保护Ⅰ段为无时限电流速断保护,它的保护范围为本线路全长的80～85％；Ⅱ段为带时限电流速断保护,保护线路全长；Ⅲ段为定时限过电流保护，保护线路全长并且延伸相邻线路下一段。

距离保护装置一般由以下四种元件组成：①起动元件：在发生故障的瞬间起动整套保护，并可作为距离保护的第Ⅲ段。起动元件常取用过电流继电器或低阻抗继电器。②方向元件：保证保护动作的方向性，防止反方向故障时保护误动作。方向元件可取用单独的功率方向继电器，也可取用功率方向继电器与距离元件结合构成方向阻抗继电器。③距离元件：距离保护装置的核心部分。它的作用是量测短路点至保护安装处的距离。一般采用阻抗继电器。④时限元件：配合短路点的远近得到所需的时限特性，以保证保护动作的选择性。一般采用时间继电器。

目前的距离保护装置设有两种检测PT断线的判据，两种判据都带有延时，且仅在线路正常运行(即距离保护装置所在线路的线路继电器在合闸位置)、启动元件不启动的条件下投入，若启动元件已启动就不进行PT断线检测，直到距离保护装置整组复归后重新投入，距离保护装置只在三相电压恢复正常并持续500ms之后才可复归，此后恢复正常保护程序。

现有技术中，距离保护装置检测母线PT断线的判据如下：

1)单相或两相断线检测：

a)母线三相电压和不为零，三相电压和大于7伏，延时报PT断线；

b)母线电压的负序分量U₂＞0.5U_n，且线路电流负序分量(此时工作进线断路器在合位，因为断路器在合位才会有电流)I₂＜0.2I_n，延时报PT断线。

2)三相断线检测：

母线三相电压均小于8V，且任一相的电流大于0.04In(间接确认断路器在合位，因断路器在分位不可能有电流)或工作进线断路器在合位，延时报PT断线。

满足以上任一条件，若距离保护装置的压板已投入，选择闭锁距离保护，并自动投入Ⅱ段式过流保护；PT断线确认后(也就是满足以上任一组合条件)，延时1秒报母线PT断线信号；母线PT恢复正常后经10秒，距离保护装置自动恢复距离保护。

上述三相电压和指三相电压的矢量和。

当出现电压回路断线时，距离保护装置测量到的电压会减少甚至可能变为零，再有负荷电流或冲击电流的情况下，距离保护装置感受到的阻抗值会小于距离保护装置的动作整定值，从而造成距离保护装置误动作，因此距离保护装置均采用了当发现其电压回路断线时闭锁可能误动作的距离保护(即距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段)。

现有距离保护装置PT断线判据存在如下缺点：

仅在线路正常运行时且启动元件未启动的条件下投入PT断线检测功能，在线路断路器合闸前或合闸过程中出现母线PT断线时，距离保护装置无法判断，此时进行备自投合闸、手动合闸和保护重合闸，由于母线三相失压，在负荷电流及变压器励磁涌流的冲击下，距离保护的合闸后加速段可能会误动作，造成合闸失败。即使线路断路器合闸后没有出现距离保护合闸后加速段误动作跳开已合的线路断路器，但合闸后才发现母线PT断线，也要开工作票申请停电或不停电处理，增加了运行维护工作量及风险。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能使距离保护装置在线路断路器合闸前或合闸过程中检测出三相PT断线故障的方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种能使距离保护装置在线路断路器合闸前或合闸过程中检测出三相PT断线故障，并防止距离保护加速段误动作的方法。

本发明的第一个技术问题通过如下技术方案解决：一种距离保护装置三相PT断线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，且线路电压大于线路有压预设值，经整定延时后报母线PT三相断线；

2)判断线路断路器在分位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，经整定延时后报母线PT三相断线。

所述距离保护装置PT断线检测方法还包括如下步骤：

3)检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均大于母线有压预设值，且线路电压小于线路有压预设值，经整定延时后报线路PT断线。

本发明的第二个技术问题通过如下技术方案解决：一种距离保护装置三相PT断线防误动方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)当检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，且线路电压大于线路有压预设值，此时不论距离保护装置的启动元件动作与否，均闭锁可能误动的距离保护，选择自动投入母线PT断线后Ⅱ段式过流保护或专用距离保护，同时，经整定延时后报母线PT三相断线；

所述专用距离保护是指根据步骤S1)中所述线路电压按照对称原则计算出线路其它两相的电压，然后连续存储，并据此得到的线路的三相电压作为母线的三相电压来计算的合闸后应加速的距离保护。

所述专用距离保护仅在线路断路器合闸后投入加速时间段内投入。

所述专用距离保护在线路断路器由分位变合位时，在加速时间段过后一直投入，直到母线PT恢复正常或线路断路器由合位变分位后，距离保护投入正常后再退出。

S2)判断线路断路器在分位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，经整定延时后报母线PT三相断线。

本发明所述距离保护装置PT断线防误动方法还包括如下步骤：

3)当检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均大于母线有压预设值，且线路电压小于线路有压预设值，经整定延时后报线路PT断线，若此时距离保护装置的保护重合闸投入检同期合闸或检无压合闸状态，当距离保护装置发出跳闸命令时同时发出闭锁三相重合闸命令，即在发现线路PT断线后，闭锁距离保护装置的检线路同期及无压合闸功能。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1)本发明采用相关电压即母线电压和线路电压联合判断的方法，在断路器合闸前、合闸过程中均可判断母线PT是否三相断线，能够准确及时判断出母线PT及线路PT三相断线故障，弥补了传统距离保护装置在保护元件启动后就不判断PT三相断线的不足，解决了距离保护装置在母线三相PT断线情况下线路断路器合闸时易出现距离保护加速段误动作的问题，同时又保证距离保护装置在母线三相PT断线情况下合闸于故障线路时距离保护加速段能可靠动作，能根据不同情况作出选择性应对方案，提高了电力系统运行的可靠性；

2)本发明采用相关电压即母线电压和线路电压联合判断，不需要添加硬件设备，只需完成软件的设置即可实现上述功能，有投资少见效快的优点。

附图说明

图1为电力系统的主接线图；

图2是距离保护装置电压、电流接入示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，距离保护装置通过三相电压互感器与母线相连，通过单相电压互感器与线路一相如A相相连，分别用于获取母线的三相电压和线路任一相的电压，同时，距离保护装置还通过电流互感器与线路相连，用于获取线路的三相电流，距离保护装置还与线路的断路器相连，用于获取断路器的分合状态。

本发明针对现有距离保护装置PT断线检测判据不足的问题，在现有距离保护装置的基础上，增加了如下判据，以便使距离保护装置在线路断路器合闸前或合闸过程中也能检测出三相PT断线故障，具体如下：

(1)当检测到线路断路器由分位变合位时，即检测到断路器的分闸位置接点由接通变为断开，即由1变为0，或断路器的合闸位置接点由断开变为接通，即由0变为1，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，且线路电压大于线路有压预设值，即确认母线PT三相断线了，此时不论距离保护装置的启动元件动作与否，均闭锁可能误动的距离保护(具体可能误动的距离保护的识别为现有技术)，选择自动投入Ⅱ段式过流保护(是否投入有控制字供使用者选择)或专用距离保护(是否投入有控制字供使用者选择)，同时，经整定延时后报母线PT三相断线。母线PT恢复正常逻辑要求与现有技术相同保持不变。

断路器一直处于合位时，如果发生母线PT断线，距离保护装置的加速功能不会投入，此时闭锁的是距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，断路器由分位变合位时，也就是合闸后加速时间段内，如果发现母线PT断线，需要闭锁加速段的距离保护。

专用距离保护是指根据上述步骤(1)中所述线路电压按照对称原则计算出线路其它两相的电压，然后连续存储，并以得到的线路的三相电压作为母线的三相电压，计算出的合闸后应加速的距离保护(距离保护Ⅰ段一般不加速，所以这里可以选择加速Ⅱ、Ⅲ段距离保护)，从而跳开相应的线路断路器。

专用距离保护仅在线路断路器合闸后投入加速时间段内投入。合闸后加速时间段内是否投入合闸后加速专用距离保护，有控制字供使用者选择。该专用距离保护在线路断路器由分位变合位时，可以设置控制字选择在加速时间段过后一直投入，直到母线电压恢复正常或线路断路器由合位变分位后，距离保护(即固有的距离保护)投入正常后再退出，即专用距离保护的退出条件是原有的保护恢复正常。

(2)当检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均大于母线有压预设值，且线路电压小于线路有压预设值，经整定延时后报线路PT断线，若此时距离保护装置的保护重合闸投入检同期合闸或检无压合闸状态，当距离保护装置发出跳闸命令时同时发出闭锁三相重合闸命令，即在发现线路PT断线后，距离保护装置的检线路同期及无压合闸功能需要闭锁。

(3)判断线路断路器在分位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，通常设为8V，经整定延时后报母线PT三相断线。母线三相电压恢复正常的逻辑要求同于现有技术。增加该选项是为了在线路断路器合闸前及时发现保护装置母线三相PT断线故障，及时发出报警信号，提示母线PT回路断线需要检查，降低距离保护装置误动风险，也减少线路断路器合闸后才发现母线PT断线进行缺陷处理带来的管理风险。该步骤中不闭锁可能误动的距离保护，是因为本发明增加的判据(1)。

本发明方法适合110kV、220kV电压等级的距离保护装置。

Claims (6)

1.一种距离保护装置三相PT断线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，且线路电压大于线路有压预设值，经整定延时后报母线PT三相断线；

2）判断线路断路器在分位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，经整定延时后报母线PT三相断线。

2.根据权利要求1所述的距离保护装置三相PT断线检测方法，其特征在于，所述距离保护装置三相PT断线检测方法还包括如下步骤：

3）检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均大于母线有压预设值，且线路电压小于线路有压预设值，经整定延时后报线路PT断线。

3.一种距离保护装置三相PT断线防误动方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1）当检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，且线路电压大于线路有压预设值，此时不论距离保护装置的启动元件动作与否，均闭锁可能误动的距离保护，选择自动投入母线PT断线后Ⅱ段式过流保护或专用距离保护，同时，经整定延时后报母线PT三相断线；

所述专用距离保护是指根据步骤S1）中所述线路电压按照对称原则计算出线路其它两相的电压，然后连续存储，并据此得到的线路的三相电压作为母线的三相电压来计算的合闸后应加速的距离保护；

S2)判断线路断路器在分位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，若母线三相电压均小于母线有压预设值，经整定延时后报母线PT三相断线。

4.根据权利要求3所述的距离保护装置三相PT断线防误动方法，其特征在于，所述专用距离保护仅在线路断路器合闸后投入加速时间段内投入。

5.根据权利要求3所述的距离保护装置三相PT断线防误动方法，其特征在于，所述专用距离保护在线路断路器由分位变合位时，在加速时间段过后一直投入，直到母线PT恢复正常或线路断路器由合位变分位后，距离保护投入正常后再退出。

6.根据权利要求3~5任一项权利要求所述的距离保护装置三相PT断线防误动方法，其特征在于，所述距离保护装置三相PT断线防误动方法还包括如下步骤：

3）当检测到线路断路器由分位变合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，若母线三相电压均大于母线有压预设值，且线路电压小于线路有压预设值，经整定延时后报线路PT断线，若此时距离保护装置的保护重合闸投入检同期合闸或检无压合闸状态，当距离保护装置发出跳闸命令时同时发出闭锁三相重合闸命令，即在发现线路PT断线后，闭锁距离保护装置的检线路同期及无压合闸功能。