CN105093058A - 电流互感器二次侧开路判别方法及对应的判别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电流互感器二次侧开路判别方法及对应的判别装置，所述判别方法通过合并单元进行保护线圈和测量线圈的模拟量采集及电流互感器二次侧开路判别，包括以下步骤：判别合并单元是否正常运行；进行保护线圈和测量线圈模拟量的采集；判别电网系统是否正常运行以及合并单元是否同时接入了电流互感器的保护线圈和测量线圈的二次采样回路；通过将保护线圈的A、B、C相采样值分别与测量线圈对应的A、B、C相采样值进行比较来判别电流互感器二次回路是否开路。本发明有效地解决了轻负荷时电流互感器二次回路断线不能被及时发现的问题，使得电流互感器二次侧开路的判别更加灵敏，有效。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及电流互感器二次侧开路判别方法、判别装置及保护系统。
背景技术
电流互感器是电力系统电流测量和继电保护系统的重要组成部分，其运行的稳定性影响测量的准确性和保护装置动作的可靠性。
电流互感器由闭合的铁芯和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量电流的回路中，一次绕组中流过的电流称为一次电流。二次绕组匝数较多，串在测量仪表和保护回路中，二次绕组中流过的电流称为二次电流。由于测量仪表和继电器等电流线圈阻抗很小，所以正常运行时电流互感器接近短路状态。如果电流互感器二次回路断开即二次侧开路，一次电流将全部成为励磁电流，从而造成铁芯过度饱和磁化，使得电流互感器严重发热，烧坏电流互感器线圈绝缘层；并使得二次绕组产生高电压，其峰值可达几千伏甚至上万伏，对人身和设备都存在着严重的威胁，对电网带来很大危害。因此，《电力安全工作规程》规定：在带电的电流互感器二次回路上工作时，禁止将电流互感器二次侧开路。
现有技术中的电流互感器二次侧开路判别方法，如公开号为CN101170252A的专利文件公开了一种电流互感器二次回路故障判别方法。正常运行情况下，通过检查所有相别的电流中有一相或者两相电流下降30％或者以上，且存在差电流，即判断为电流互感器二次回路故障。由于所述判别方法由差动保护判别，而一般差动保护对于判别电流互感器二次回路开路需要负荷电流足够大才能进行判别，在轻负荷时不能判别。而电网中电力设备的负荷经常处于轻载，因此一般电流二次回路断线很难被发现。
发明内容
本发明的目的是提供电流互感器二次侧开路判别方法、基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法、及对应的判别装置，用以解决轻负荷时电流互感器二次回路断线不能被及时发现的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种电流互感器二次侧开路判别方法，包括以下步骤:
(1)进行保护线圈和测量线圈模拟量的采集；
(2)将采集到的保护线圈A、B、C相采样值分别与对应的测量线圈A、B、C相采样值进行比较；
(3)当保护线圈A、B、C相采样值与对应的测量线圈A、B、C相有采样值不同，其中一相为另外一相的三倍以上时，则判断电流互感器二次侧开路。
所述保护线圈和测量线圈模拟量的采样值为工频基波有效值。
所述二次侧开路判别还包括步骤(4)：通过比较保护线圈某相二次回路的采样值与对应的测量线圈该相二次回路的采样值的大小，进行电流互感器二次侧开路的具体定位；当保护线圈某相二次回路的采样值小于对应的测量线圈该相二次回路的采样值时，则判断保护线圈该相二次回路开路；当保护线圈某相二次回路的采样值大于对应的测量线圈的该项二次回路的采样值时，则判断测量线圈该相二次回路开路。
一种基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法，通过合并单元进行保护线圈和测量线圈的模拟量采集及电流互感器二次侧开路判别，所述判别方法包括以下步骤:
(1)确认合并单元正常运行；当合并单元正常运行时，进行下一步骤；
(2)进行保护线圈和测量线圈模拟量的采集，采集完成后，进行下一步骤；
(3)判别电网系统是否正常运行，以及判别合并单元是否同时接入了电流互感器的保护线圈和测量线圈的二次回路；当电网系统正常运行且合并单元同时接入了电流互感器的保护线圈和测量线圈的二次回路时，进行下一步骤；
(4)通过将保护线圈的A、B、C相采样值分别与测量线圈对应的A、B、C相采样值进行比较，来判别电流互感器二次侧是否开路；当保护线圈的A、B、C相采样值与对应的测量线圈A、B、C相的采样值不同，其中一相为另外一相的三倍以上时，则判断电流互感器二次侧开路。
所述保护线圈和测量线圈模拟量的采样值为工频基波有效值。
所述二次侧开路判别还包括步骤(5)：通过比较保护线圈某相二次回路的采样值与对应的测量线圈该相二次回路的采样值的大小，进行电流互感器二次侧开路的具体定位；当保护线圈某相二次回路的采样值小于对应的测量线圈该相二次回路的采样值时，则判断保护线圈该相二次回路开路；当保护线圈某相二次回路的采样值大于对应的测量线圈的该项二次回路的采样值时，则判断测量线圈该相二次回路开路。
步骤(2)所述判别电网系统是否正常运行的方法是判断保护线圈和测量线圈的二次采集回路A、B、C相的每一相采样值是否小于第一设定值a；当保护线圈和测量线圈的二次采集回路A、B、C相的每一相采样值小于第一设定值a时，电网系统正常运行。
步骤(2)所述判别合并单元是否同时接入了电流互感器的保护线圈和测量线圈二次回路的方法是判断保护线圈和测量线圈二次采集回路A、B、C相的任意一相采样值是否大于第二设定值b；当保护线圈二次采集回路A、B、C相的任意一相采样值是大于第二设定值b时，则判断保护线圈接入合并单元；当测量线圈二次采集回路A、B、C相的任意一相采样值是大于第二设定值b时，则判断测量线圈接入合并单元。
所述第一设定值a为二次侧额定电流的1.0倍；所述第二设定值b为二次侧额定电流的0.02倍。
一种电流互感器二次侧开路判别装置，包括电流互感器，电流互感器的二次侧接入保护线圈和测量线圈的采集回路，保护线圈的采集回路和测量线圈的采集回路同时连接合并单元，通过合并单元进行保护线圈和测量线圈的模拟量采集及电流互感器二次侧开路判别，所述合并单元的判别方法为权利要求4至8任一权利要求所述的基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法。
本发明的有益效果是：解决了轻负荷时电流互感器二次回路断线不能被及时发现的问题，使得电流互感器二次侧开路的判别更加灵敏，有效。
由于采集信号是工频基波有效值，使得对电流互感器二次侧开路的判断更精确。
由于进行保护线圈和测量线圈二次采样回路开路的具体定位，方便了开路的检修。
附图说明
图1是电流互感器二次侧开路判别装置实施例示意图。
具体实施方式
电流互感器二次侧开路判别方法实施例
本发明的电流互感器二次侧开路判别方法基于电流互感器测量线圈和保护线圈的采样值对比，包括以下步骤：
(1)进行保护线圈和测量线圈模拟量的采集；可以使用单片机、智能电表等采集方式。
将保护线圈A、B、C相采样值分别记为Ia、Ib、Ic；将测量线圈A、B、C相采样值分别记为Ia′、Ib′、Ic′。
(2)将采集到的保护线圈A、B、C相采样值分别与对应的测量线圈A、B、C相采样值进行比较；可以通过单片机、人工等方式进行比较。
即：将Ia与Ia′、Ib与Ib′、Ic与Ic′分别进行比较。
(3)当保护线圈A、B、C相采样值与对应的测量线圈A、B、C相有采样值不同，相对比值为3倍时，则判断电流互感器二次侧开路。可以使用单片机、人工判断、合并单元等方式进行判断。
当Ia＞3Ia′或Ia′＞3Ia时，A相采样回路开路；
当Ib＞3Ib′或Ib′＞3Ib时，B相采样回路开路；
当Ic＞3Ic′或Ic′＞3Ic时，C相采样回路开路。
在上述实施例中，将保护线圈的A、B、C相采样值分别与测量线圈的A、B、C相采样值进行比较，相对比值为3倍时，认为保护线圈的二次采样回路或测量线圈的二次回路的某项采样回路开路。作为其他实施方式，相对比值可以为3.5倍、4倍等其他倍数。
进一步地，在电流互感器二次侧开路判别方法实施例中，保护线圈和测量线圈模拟量的采样值是工频基波有效值。作为其他实施方式，可以采用能够体现模拟量大小的其他测量值。
进一步地，在电流互感器二次侧开路判别方法实施例中，可以进行电流互感器二次侧开路的具体定位。定位方式如下：
如果保护线圈某相二次回路采样值小于对应的测量线圈该相二次回路采样值，则是保护线圈该相二次回路开路；如果保护线圈某相二次回路采样值大于对应的测量线圈的该项二次回路采样值，则是测量线圈该相二次回路开路。
即：如果A相回路开路，则判别Ia＜Ia′是否满足，如果满足则认为A相保护线圈的二次回路开路，否则认为A相测量线圈的二次回路开路。B、C相回路开路定位方法与A相的判断方法相同。
基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法实施例
本发明的基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法是通过合并单元进行电流互感器测量线圈和保护线圈的采样值对比，包括以下步骤：
(1)检测合并单元是否正常运行。检测合并单元是否正常运行的方式属于现有技术，如判断其工作电压是否属于正常工作范围等。
(2)通过合并单元进行保护线圈和测量线圈模拟量的采集。
(3)当合并单元正常运行时，判别电网系统是否正常运行，以及判别合并单元是否同时接入了电流互感器保护线圈和测量线圈的二次回路。
(4)当电网系统正常运行，以及合并单元同时接入了电流互感器保护线圈和测量线圈的二次回路时，进行电流互感器二次回路开路判别。判别方式跟电流互感器二次侧开路判别方法实施例中的判别方式相同。
进一步地，在基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法实施例中，保护线圈和测量线圈模拟量的采样值是工频基波有效值。作为其他实施方式，可以采用能够体现模拟量大小的其他测量值。
进一步地，在基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法实施例中，可以进行电流互感器二次侧开路的具体定位。定位方式跟电流互感器二次侧开路判别方法实施例中的判别方式相同。
进一步地，在基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法实施例中，判别电网系统是否正常运行的判别方式如下：
当保护线圈二次回路A、B、C相的每一项采样值小于第一设定值a，且测量线圈二次回路A、B、C相的每一项采样值也小于第一设定值a时，
即Ia＜a且Ib＜a且Ic＜a且Ia′＜a且Ib′＜a且Ic′＜a；
则认为电网系统正常运行。
进一步地，在基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法实施例中，判别合并单元是否同时接入了电流互感器保护线圈和测量线圈的二次回路的判别方式如下：
当保护线圈二次回路A、B、C相的任意一项采样值大于第二设定值b时，即Ia＞b或Ib＞b或Ic＞b；
则认为合并单元接入了保护线圈二次回路。
当测量线圈二次回路A、B、C相的任意一项采样值大于第二设定值b时，即Ia′＞b或Ib′＞b或Ic′＞b；
则认为合并单元接入了测量线圈二次回路。
作为其他实施方式，可以使用向量判别等方法判别电网系统是否正常运行以及合并单元是否同时接入了电流互感器保护线圈和测量线圈的二次回路。
进一步地，在判别电网系统是否正常运行实施例和判别合并单元是否同时接入了电流互感器保护线圈和测量线圈的二次回路实施例中，所述第一设定值为二次侧额定电流的1.0倍；所述第二设定值为二次侧额定电流的0.02倍。
电流互感器二次侧开路判别装置实施例
如图1所示，本发明的电流互感器二次侧开路判别装置包括电流互感器1、保护线圈2、测量线圈3和合并单元4。
电流互感器1的二次侧上接入保护线圈2的采集回路和测量线圈3的采集回路，保护线圈2的采集回路和测量线圈3的采集回路同时连接合并单元4，合并单元4分别对保护电流和测量电流进行模拟量采集、判别，并将信息以SV以太网报文发送。其中，电流互感器二次侧开路判别方法与基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法实施例中的判别方法相同，故不在此重复说明。
Claims (10)
1.一种电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：所述判别方法包括以下步骤:
(1)进行保护线圈和测量线圈模拟量的采集；
(2)将采集到的保护线圈A、B、C相采样值分别与对应的测量线圈A、B、C相采样值进行比较；
(3)当保护线圈A、B、C相采样值与对应的测量线圈A、B、C相有采样值不同，其中一相为另外一相的三倍以上时，则判断电流互感器二次侧开路。
2.根据权利要求1所述的电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：所述保护线圈和测量线圈模拟量的采样值为工频基波有效值。
3.根据权利要求1所述的电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：所述二次侧开路判别还包括步骤(4)：通过比较保护线圈某相二次回路的采样值与对应的测量线圈该相二次回路的采样值的大小，进行电流互感器二次侧开路的具体定位；当保护线圈某相二次回路的采样值小于对应的测量线圈该相二次回路的采样值时，则判断保护线圈该相二次回路开路；当保护线圈某相二次回路的采样值大于对应的测量线圈的该项二次回路的采样值时，则判断测量线圈该相二次回路开路。
4.一种基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：通过合并单元进行保护线圈和测量线圈的模拟量采集及电流互感器二次侧开路判别，所述判别方法包括以下步骤:
(1)确认合并单元正常运行；当合并单元正常运行时，进行下一步骤；
(2)进行保护线圈和测量线圈模拟量的采集，采集完成后，进行下一步骤；
(3)判别电网系统是否正常运行，以及判别合并单元是否同时接入了电流互感器的保护线圈和测量线圈的二次回路；当电网系统正常运行且合并单元同时接入了电流互感器的保护线圈和测量线圈的二次回路时，进行下一步骤；
(4)通过将保护线圈的A、B、C相采样值分别与测量线圈对应的A、B、C相采样值进行比较，来判别电流互感器二次侧是否开路；当保护线圈的A、B、C相采样值与对应的测量线圈A、B、C相的采样值不同，其中一相为另外一相的三倍以上时，则判断电流互感器二次侧开路。
5.根据权利要求4所述的基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：所述保护线圈和测量线圈模拟量的采样值为工频基波有效值。
6.根据权利要求4所述的基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：所述二次侧开路判别还包括步骤(5)：通过比较保护线圈某相二次回路的采样值与对应的测量线圈该相二次回路的采样值的大小，进行电流互感器二次侧开路的具体定位；当保护线圈某相二次回路的采样值小于对应的测量线圈该相二次回路的采样值时，则判断保护线圈该相二次回路开路；当保护线圈某相二次回路的采样值大于对应的测量线圈的该项二次回路的采样值时，则判断测量线圈该相二次回路开路。
7.根据权利要求4所述的基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：步骤(2)所述判别电网系统是否正常运行的方法是判断保护线圈和测量线圈的二次采集回路A、B、C相的每一相采样值是否小于第一设定值a；当保护线圈和测量线圈的二次采集回路A、B、C相的每一相采样值小于第一设定值a时，电网系统正常运行。
8.根据权利要求4所述的基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：步骤(2)所述判别合并单元是否同时接入了电流互感器的保护线圈和测量线圈二次回路的方法是判断保护线圈和测量线圈二次采集回路A、B、C相的任意一相采样值是否大于第二设定值b；当保护线圈二次采集回路A、B、C相的任意一相采样值是大于第二设定值b时，则判断保护线圈接入合并单元；当测量线圈二次采集回路A、B、C相的任意一相采样值是大于第二设定值b时，则判断测量线圈接入合并单元。
9.根据权利要求7或8所述的电流互感器二次侧开路判别方法，其特征在于：所述第一设定值a为二次侧额定电流的1.0倍；所述第二设定值b为二次侧额定电流的0.02倍。
10.一种电流互感器二次侧开路判别装置，包括电流互感器，电流互感器的二次侧接入保护线圈和测量线圈的采集回路，保护线圈的采集回路和测量线圈的采集回路同时连接合并单元，其特征在于：通过合并单元进行保护线圈和测量线圈的模拟量采集及电流互感器二次侧开路判别，所述合并单元的判别方法为权利要求4至8任一权利要求所述的基于合并单元的电流互感器二次侧开路判别方法。
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