CN105005014B - 一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元 - Google Patents
一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元，合并单元设置保护电流互感器与零序电流互感器采集A、B、C三相保护电流和零序电流；保护电流互感器接入电力系统A、B、C三相保护电流，并将三相电流串联接入零序电流互感器；计算相电流的突变量和零序电流突变量；将计算出的相电流突变量结果与零序电流突变量结果进行比较；合并单元将A、B、C三相保护电流合成自产零序电流，与外接的零序电流进行采样点瞬时值不一致判别，进行自产零序电流与外接零序电流的采样点瞬时值比较，可以快速判断出保护电流互感器输出数据异常，迅速将数据标记为错误数据，防止变电站保护控制装置被异常的数据干扰做出错误的逻辑判断。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元及其工作方法，属于变电站智能自动安全装置领域。
背景技术
电流、电压采集是变电站不可或缺的重要部分，与保护、测控、计量等环节密切相关。工程应用中，由于制作、焊接、加工等环节存在的缺陷，二次互感器(小CT、小PT)虚焊、虚接等问题时有发生，造成波形失真、保护误动等后果，影响电力系统的可靠运行。如何快速、准确地检测二次互感器故障，确保采样系统可靠运行，成为电力用户、设备厂商等共同面对的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元及其工作方法，可以快速判断出保护电流互感器输出数据异常，防止变电站保护控制装置逻辑判断错误。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元，其特征在于，
合并单元配置保护电流互感器与零序电流互感器；保护电流互感器采集电力系统A、B、C三相的相电流，并将相电流串联接入零序电流互感器；零序电流互感器采集外接零序电流；
合并单元计算相电流、外接零序电流的突变量，并比较相电流与外接零序电流的突变量；
合并单元将A、B、C三相相电流求和得到自产零序电流，合并单元计算外接零序电流和自产零序电流的采样点瞬时误差；
合并单元判别相电流、外接零序电流突变量是否一致或外接零序电流、自产零序电流的采样点瞬时误差是否一致，当得到相电流、外接零序电流突变量不一致或外接零序电流、自产零序电流的瞬时误差不一致的异常情况时，发出错误标志。
通过比较相电流、外接零序电流的突变量之间的关系，来判断电流互感器是否异常。
通过比较外接零序电流和自产零序电流的采样点瞬时误差，来判断电流互感器是否异常。
连续三个以上采样点瞬时误差超过设定的门槛值后报采样异常。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
在合并单元具有保护电流互感器输出异常检测功能，根据A、B、C三相保护电流和零序电流互感器数据，进行相电流突变量和外接零序电流突变量判别，同时进行自产零序电流与外接零序电流的采样点瞬时值比较，可以快速判断出保护电流互感器输出数据异常，迅速将数据标记为错误数据，防止变电站保护控制装置被异常的数据干扰做出错误的逻辑判断。
附图说明
图1是本发明的系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，合并单元同时设置保护电流互感器与零序电流互感器；保护电流互感器接入电力系统A、B、C三相保护电流，并将三相电流串联接入零序电流互感器。合并单元A/D系统同时采集接入的A、B、C三相保护电流(相电流)和外接零序电流，并组织成数字报文，对外传输，供变电站其他继电保护和控制设备使用。合并单元采集到A、B、C、三相保护电流，根据电力系统相电流突变量启动算法，计算相电流的突变量结果；合并单元采集到零序电流互感器输出，计算外接零序电流突变量结果；将计算出的相电流突变量结果与外接零序电流突变量结果进行比较，做相电流突变代表真实故障还是干扰波形的判别；合并单元将A、B、C三相保护电流(相电流)合成自产零序电流，与外接的零序电流进行采样点瞬时值不一致判别，连续三个点以上误差超过门槛后报采样异常；所有采样异常判别结果经过一定的延时后，写入数字报文中电流数据的品质中，从而告知数据使用者电流数据异常的情况。
合并单元装置的A/D芯片可以采集到A、B、C每一相的相电流和外接零序电流。并可以依据A、B、C三相电流之和得到装置自产零序电流。
合并单元进行相电流突变量计算和外接零序电流突变量计算。方法如下：
Δiφφ＞IQD+1.25×ΔIr，为相电流Δiφφ突变量动作判别方程，
其中：φφ为AB、BC、CA三种相别，ΔIr为相间电流浮动门槛，IQD为固定门槛值，可以通过人工整定设置；
Δiφφ为相间电流瞬时值的突变量，其计算公式是：
Δiφφ＝|iφφ(t)-2×iφφ(t-T)+iφφ(t-2T)|；
其中：iφφ(t)为相电流瞬时值，iφφ(t-T)为T时间之前的相电流瞬时值，iφφ(t-2T)为2个T之前的相电流瞬时值，t为时间，T为20ms，电力系统交流量的周期20ms。
Δ3i0＞IQD+1.25×Δ3I0r，为外接零序电流Δ3i0判别方程，
其中：Δ3I0r为外接零序电流突变量浮动门槛，IQD为固定门槛值，可以通过人工整定设置；
Δ3i0为外接零序电流瞬时值的突变量，其计算公式是：
Δ3i0＝|3i0(t)-2×3i0(t-T)+3i0(t-2T)|；
其中：3i0(t)外接零序电流瞬时值，3i0(t-T)为T时间之前的零序电流瞬时值，3i0(t-2T)为2个T之前的零序电流瞬时值，t为时间，T为20ms，电力系统交流量的周期20ms。
任意相电流突变量连续三个采样点动作，且零序电流三个点不动作，判别为至少有一个电流互感器输出异常，闭锁数据。
合并单元计算外接零序电流和自产零序电流的瞬时误差，方法如下：
3i0z(t)为自产零序电流瞬时值，3i0w(t)为外接零序电流瞬时值，ε为设定的门槛。两者差值占两个零序最小值的百分比超过门槛，则零序电流采样不一致动作。
连续3个点零序电流采样不一致，判别为至少有一个电流互感器输出异常，闭锁数据。
合并单元判别到相电流、零序电流突变量不一致或外接、自产零序电流不一致等异常情况，将错误标志发出。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：在合并单元具有保护电流互感器输出异常检测功能，根据A、B、C三相保护电流和零序电流互感器数据，进行相电流突变量和零序电流突变量判别，可以快速判断出保护电流互感器输出数据异常，也可以利用外接零序电流和自产零序电流采样点瞬时值的误差判别采样不一致，迅速将数据标记为错误数据，防止变电站保护控制装置被异常的数据干扰做出错误的逻辑判断。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元，其特征在于，
合并单元配置保护电流互感器与零序电流互感器；保护电流互感器采集电力系统A、B、C三相的相电流，并将相电流串联接入零序电流互感器；零序电流互感器采集外接零序电流；
合并单元计算相电流、外接零序电流的突变量，并比较相电流与外接零序电流的突变量；
合并单元将A、B、C三相相电流求和得到自产零序电流，合并单元计算外接零序电流和自产零序电流的采样点瞬时误差，计算式如下：
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3i0z(t)为自产零序电流瞬时值，3i0w(t)为外接零序电流瞬时值，ε为设定的门槛；
合并单元根据相电流、外接零序电流突变量来判断电流互感器是否异常：任意相电流突变量连续三个采样点动作，且零序电流突变量三个点不动作，判别为至少有一个电流互感器输出异常；
或，
合并单元判别外接零序电流、自产零序电流的采样点瞬时误差是否一致，来判断电流互感器是否异常：连续三个以上采样点瞬时误差超过设定的门槛值后报采样异常。
2.根据权利要求1所述一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元，其特征在于，相电流突变量的计算方法如下：
Δiφφ>IQD+1.25×ΔIr，为相电流Δiφφ突变量动作判别方程，
其中：φφ为AB、BC、CA三种相别，ΔIr为相间电流浮动门槛，IQD为固定门槛值，可以通过人工整定设置；
Δiφφ为相间电流瞬时值的突变量，其计算公式是：
Δiφφ＝|iφφ(t)-2×iφφ(t-T)+iφφ(t-2T)|；
其中：iφφ(t)为相电流瞬时值，iφφ(t-T)为T时间之前的相电流瞬时值，iφφ(t-2T)为2个T之前的相电流瞬时值，t为时间，T为电力系统交流量的周期20ms。
3.根据权利要求1所述一种具有保护电流互感器输出异常检测功能的合并单元，其特征在于，外接零序电流突变量的计算方法如下：
Δ3i0>IQD+1.25×Δ3I0r，为外接零序电流Δ3i0突变量动作判别方程，
其中：Δ3I0r为外接零序电流突变量浮动门槛，IQD为固定门槛值，可以通过人工整定设置；
Δ3i0为外接零序电流瞬时值的突变量，其计算公式是：
Δ3i0＝|3i0(t)-2×3i0(t-T)+3i0(t-2T)|；
其中：3i0(t)外接零序电流瞬时值，3i0(t-T)为T时间之前的零序电流瞬时值，3i0(t-2T)为2个T之前的零序电流瞬时值，t为时间，T为电力系统交流量的周期20ms。
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