CN105375438B - 用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置及方法 - Google Patents
用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的一种用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置及方法，其中该装置包括：第一电流互感器，其一次侧配置于所述主变压器的一次侧输入导线上，其二次侧接入主变差动保护装置的第一电流输入端；第二电流互感器，其一次侧配置于所述主变压器的第二路支线上，其第一二次侧和第三电流互感器的第一二次侧并联后接入主变差动保护装置的第二电流输入端，其第二二次侧接入主变差动保护装置的第三电流输入端，其第一二次侧和第二二次侧接入主变差动保护装置的极性相反；第三电流互感器，其一次侧配置于所述主变压器的主干线上。本发明的装置及方法具有差动保护动作灵敏度高、能够提高对小电阻接地系统的安全可靠运行能力的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置及方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，线路走廊资源愈发稀缺，架空线路下地进程逐步加快，电缆线路的比重不断升高。电缆的广泛应用使得电网单相接地故障时容性电流很高，可达几百安甚至上千安。鉴于此较早之前就出现了采用主变中性点经消弧线圈接地进行分散补偿的方式，但是这种方式在实际运行中已暴露出如消弧线圈需增加数量多且投资大、补偿度调节不好易发生谐振、单相接地时非故障相电压升高导致电缆薄弱点严重损坏等问题。
为了克服这些问题，现有技术中采取了在主变Δ侧线圈引线处加装接地变压器从而形成中性点经小电阻接地改造的解决方案，具体为：将接地变压器经刀闸或开关接于主变Δ侧线圈引线上。基于此方案，当接地变压器一次侧上不配置电流互感器CT时，那么当主变差动保护区外发生接地故障时，有零序电流流向接地变压器。而由于主变Δ侧线圈隔离了Y、Δ两侧零序电流的耦合，故主变Y侧电流互感器CT不会感受到零序电流分量，此时差动保护中形成差流，存在保护误动风险。针对此风险，一般现有技术中差动保护采用软件滤除零序电流或在整定计算上提高差动保护启动电流以躲过区外故障最大零序电流的方法，但是这两种方法会降低保护动作灵敏度。当接地变压器一次侧上配置电流互感器CT30时，如图1所示，那么存在差动保护相量测量困难问题。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的差动保护动作灵敏度低的缺陷。
为此，本发明的一种用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置，所述中性点经小电阻接地系统包括主变压器、接地变压器和电阻，所述主变压器的二次侧的Δ侧输出线包括主干线和至少两路支线，所述接地变压器的高压侧与第一路支线连接，所述接地变压器的低压侧与所述电阻的一端连接，所述电阻的另一端接地，所述零序电流检测装置包括：
第一电流互感器，其一次侧配置于所述主变压器的一次侧输入导线上，其二次侧接入主变差动保护装置的第一电流输入端；
第二电流互感器，其一次侧配置于所述主变压器的第二路支线上，其第一二次侧和第三电流互感器的第一二次侧并联后接入主变差动保护装置的第二电流输入端，所述第二电流互感器的第二二次侧接入主变差动保护装置的第三电流输入端，所述第二电流互感器的第一二次侧和第二二次侧接入主变差动保护装置的极性相反；
第三电流互感器，其一次侧配置于所述主变压器的主干线上。
优选地，所述零序电流检测装置还包括：
所述第二电流互感器的第三二次侧和第三电流互感器的第二二次侧并联后接入接地变保护装置的电流输入端。
本发明的一种用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测方法，所述中性点经小电阻接地系统包括主变压器、接地变压器和电阻，所述主变压器的二次侧的Δ侧输出线包括主干线和至少两路支线，所述接地变压器的高压侧与第一路支线连接，所述接地变压器的低压侧与所述电阻的一端连接，所述电阻的另一端接地，所述零序电流检测方法包括以下步骤：
在所述主变压器的一次侧输入导线上配置第一电流互感器的一次侧，在所述主变压器的第二路支线上配置第二电流互感器的一次侧，在所述主变压器的主干线上配置第三电流互感器的一次侧；
将第一电流互感器的二次侧接入主变差动保护装置的第一电流输入端；
将第二电流互感器的第一二次侧和第三电流互感器的第一二次侧并联后接入主变差动保护装置的第二电流输入端；
将第二电流互感器的第二二次侧接入主变差动保护装置的第三电流输入端，第二电流互感器的第一二次侧和第二二次侧接入主变差动保护装置的极性相反。
优选地，所述零序电流检测方法还包括以下步骤：
将第二电流互感器的第三二次侧和第三电流互感器的第二二次侧并联后接入接地变保护装置的电流输入端。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明实施例提供的零序电流检测装置及方法，通过第二电流互感器的一次侧配置于主变压器的第二路支线上，第三电流互感器的一次侧配置于主变压器的主干线上，将接地变压器接于第二电流互感器和第三电流互感器这两个电流互感器之间，并将这两个电流互感器的各自一个二次侧并联后再接入主变差动保护装置的电流输入端，即将这两个电流互感器的和电流接入主变差动保护之中，从而接地变压器处于主变差动保护范围，再通过将第二电流互感器的另一个二次侧采用与上述一个二次侧极性相反的方式接入主变差动保护，从而当差动保护区外发生接地故障时，第二电流互感器中流经的零序电流实际上先后两次、极性相反地进入了主变差动保护，能够互相抵消，实现了利用硬件即可消除零序差流，无需采用软件滤除零序电流，大大提高了差动保护动作的灵敏度。并且在整定计算时不用考虑零序电流对主变差动保护的影响，可适当降低主变差动保护启动电流值，进而进一步可提高主变差动保护的灵敏性。
2.本发明实施例提供的零序电流检测装置及方法，由于单独第二电流互感器或第三电流互感器的二次侧感应电流均很小，检测困难，通过第二电流互感器的第三二次侧与第三电流互感器的第二二次侧并联后接入接地变保护装置的电流输入端，即将第二电流互感器和第三电流互感器的和电流作为接地变保护装置的被检测电流输入，克服了采用单独电流互感器检测困难的问题，提高了接地变保护的灵敏度，进一步提高了小电阻接地系统的安全可靠运行能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置的原理图；
图2为本发明实施例1中中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置的一个具体示例的原理图；
图3为本发明实施例1中中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置的一个具体示例的原理图；
图4为本发明实施例1中中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置的另一个具体示例的原理图；
图5为本发明实施例2中中性点经小电阻接地系统的零序电流检测方法的一个具体示例的流程图；
图6为本发明的零序电流检测时一种简化后的接线方式的接线示意图。
附图标记：10-零序电流检测装置，20-主变差动保护装置，30-接地变保护装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图2所示，中性点经小电阻接地系统包括主变压器TR1、接地变压器TR2和电阻R0，主变压器TR1的二次侧输出线包括主干线和至少两路支线，二次侧包括Δ侧和Y侧，例如，图2中示出了主变压器TR1的二次侧的Δ侧输出线包括主干线L1和至少两路支线L2、L3。接地变压器TR2的高压侧与第一路支线L2连接，接地变压器TR2的低压侧与电阻R0的一端连接，电阻R0的另一端接地。
本实施例提供一种用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置，例如应用于如图2所示的中性点经小电阻接地系统中，如图2和图3所示，该零序电流检测装置10包括：
第一电流互感器CT1，其一次侧配置于主变压器TR1的一次侧输入导线上，其二次侧接入主变差动保护装置20的第一电流输入端。
第二电流互感器CT2，其一次侧配置于主变压器TR1的第二路支线L3上，其第一二次侧和第三电流互感器CT3的第一二次侧并联后接入主变差动保护装置20的第二电流输入端，从而输入到主变差动保护装置20的第二电流输入端的电流为第二电流互感器CT2和第三电流互感器CT3感应产生电流的和电流。第二电流互感器CT2的第二二次侧接入主变差动保护装置20的第三电流输入端，第二电流互感器CT2的第一二次侧和第二二次侧接入主变差动保护装置20的极性相反，例如，第二电流互感器CT2的第一二次侧产生的感应电流为I1，第二二次侧产生的感应电流为I2，则主变差动保护装置20接收到的与I1对应的电流的极性和与I2对应的电流的极性相反。通过第二电流互感器的第二二次侧接入主变差动保护装置的第三电流输入端，还可以维持原有的主变差动保护，例如图1中的检测装置，从而进行中性点经小电阻接地改造时原有主变差动保护一般也不必更换，大大节约了更换成本。
第三电流互感器CT3，其一次侧配置于主变压器TR1的主干线L1上。
优选地，第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2和第三电流互感器CT3均包括多个二次侧，各自的二次侧的绕组两端连接，构成回路。主变差动保护装置20通过感应装置获得与被测线路上的电流相对应的感应电流。优选地，第二电流互感器CT2和第三电流互感器CT3为型号、参数等均相同的电流互感器。
上述零序电流检测装置，通过第二电流互感器的一次侧配置于主变压器的第二路支线上，第三电流互感器的一次侧配置于主变压器的主干线上，将接地变压器接于第二电流互感器和第三电流互感器这两个电流互感器之间，并将这两个电流互感器的各自一个二次侧并联后再接入主变差动保护装置的电流输入端，即将这两个电流互感器的和电流接入主变差动保护之中，从而接地变压器处于主变差动保护范围，再通过将第二电流互感器的另一个二次侧采用与上述一个二次侧极性相反的方式接入主变差动保护，从而当差动保护区外发生接地故障时，第二电流互感器中流经的零序电流实际上先后两次、极性相反地进入了主变差动保护，能够互相抵消，实现了利用硬件即可消除零序差流，无需采用软件滤除零序电流，大大提高了差动保护动作的灵敏度。并且在整定计算时不用考虑零序电流对主变差动保护的影响，可适当降低主变差动保护启动电流值，进而进一步可提高主变差动保护的灵敏性。并且上述零序电流检测装置设计简明、接线简单、调试简便、耗资小，对提高小电阻接地系统的安全可靠运行能力具有重要意义，经济社会效益明显。
优选地，如图4所示，零序电流检测装置还包括：第二电流互感器CT2的第三二次侧和第三电流互感器CT3的第二二次侧并联后接入接地变保护装置30的电流输入端。
上述零序电流检测装置，由于单独第二电流互感器或第三电流互感器的二次侧感应电流均很小，检测困难，通过第二电流互感器的第三二次侧与第三电流互感器的第二二次侧并联后接入接地变保护装置的电流输入端，即将第二电流互感器和第三电流互感器的和电流作为接地变保护装置的被检测电流输入，克服了采用单独电流互感器检测困难的问题，提高了接地变保护的灵敏度，进一步提高了小电阻接地系统的安全可靠运行能力。
实施例2
本实施例提供一种用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测方法，例如应用于上述实施例1中的零序电流检测装置，如图5所示，该零序电流检测方法包括以下步骤：
S1、在主变压器TR1的一次侧输入导线上配置第一电流互感器CT1的一次侧，在主变压器TR1的第二路支线L3上配置第二电流互感器CT2的一次侧，在主变压器TR1的主干线L1上配置第三电流互感器CT3的一次侧；
S2、将第一电流互感器CT1的二次侧接入主变差动保护装置20的第一电流输入端；
S3、将第二电流互感器CT2的第一二次侧和第三电流互感器CT3的第一二次侧并联后接入主变差动保护装置20的第二电流输入端；
S4、将第二电流互感器CT2的第二二次侧接入主变差动保护装置20的第三电流输入端，第二电流互感器CT2的第一二次侧和第二二次侧接入主变差动保护装置20的极性相反。
上述零序电流检测方法，通过第二电流互感器的一次侧配置于主变压器的第二路支线上，第三电流互感器的一次侧配置于主变压器的主干线上，将接地变压器接于第二电流互感器和第三电流互感器这两个电流互感器之间，并将这两个电流互感器的各自一个二次侧并联后再接入主变差动保护装置的电流输入端，即将这两个电流互感器的和电流接入主变差动保护之中，从而接地变压器处于主变差动保护范围，再通过将第二电流互感器的另一个二次侧采用与上述一个二次侧极性相反的方式接入主变差动保护，从而当差动保护区外发生接地故障时，第二电流互感器中流经的零序电流实际上先后两次、极性相反地进入了主变差动保护，能够互相抵消，实现了利用硬件即可消除零序差流，无需采用软件滤除零序电流，大大提高了差动保护动作的灵敏度。并且在整定计算时不用考虑零序电流对主变差动保护的影响，可适当降低主变差动保护启动电流值，进而进一步可提高主变差动保护的灵敏性。
优选地，上述零序电流检测方法还包括以下步骤：
S5、将第二电流互感器CT2的第三二次侧和第三电流互感器CT3的第二二次侧并联后接入接地变保护装置30的电流输入端。
上述零序电流检测方法，由于单独第二电流互感器或第三电流互感器的二次侧感应电流均很小，检测困难，通过第二电流互感器的第三二次侧与第三电流互感器的第二二次侧并联后接入接地变保护装置的电流输入端，即将第二电流互感器和第三电流互感器的和电流作为接地变保护装置的被检测电流输入，克服了采用单独电流互感器检测困难的问题，提高了接地变保护的灵敏度，进一步提高了小电阻接地系统的安全可靠运行能力。
优选地，如图6所示，由于主变差动保护装置和接地变保护装置均可以将输入端接收到的电流直接通过输出端将其输出，所以可以省略掉上述第二电流互感器的第二和第三二次侧，仅利用第二电流互感器的第一二次侧，也可以省略掉上述第三电流互感器的第二二次侧，仅利用第三电流互感器的第一二次侧，具体为：第二电流互感器的第一二次侧接入主变差动保护装置的第二电流输入端，与该第二电流输入端相对应的第二电流输出端和第三电流互感器的第一二次侧并联后与接地变保护装置的第一电流输入端连接，与该第一电流输入端相对应的第一电流输出端与主变差动保护装置的第三电流输入端连接。上述主变差动保护装置的第二电流输出端即输出第二电流输入端输入的电流，上述接地变保护装置的第一电流输出端即输出第一电流输入端输入的电流。从而简化了检测装置的结构，简化了实际测量时的接线方法。
当使用零序电流检测装置进行差动保护相量测量时，其方法为：当主变压器带上足够负荷后，使第三电流互感器的第一二次侧与主变差动保护装置之间断开连接，即可测量到主变差动保护相量，使得差动保护相量测量十分简单、方便。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测装置，所述中性点经小电阻接地系统包括主变压器(TR1)、接地变压器(TR2)和电阻(R0)，所述主变压器(TR1)的二次侧的Δ侧输出线包括主干线和至少两路支线，所述接地变压器(TR2)的高压侧与第一路支线连接，所述接地变压器(TR2)的低压侧与所述电阻(R0)的一端连接，所述电阻(R0)的另一端接地，其特征在于，所述零序电流检测装置包括：
第一电流互感器(CT1)，其一次侧配置于所述主变压器(TR1)的一次侧输入导线上，其二次侧接入主变差动保护装置(20)的第一电流输入端；
第二电流互感器(CT2)，其一次侧配置于所述主变压器(TR1)的第二路支线上，其第一二次侧和第三电流互感器(CT3)的第一二次侧并联后接入主变差动保护装置(20)的第二电流输入端，所述第二电流互感器(CT2)的第二二次侧接入主变差动保护装置(20)的第三电流输入端，所述第二电流互感器(CT2)的第一二次侧和第二二次侧接入主变差动保护装置(20)的极性相反；
第三电流互感器(CT3)，其一次侧配置于所述主变压器(TR1)的主干线上。
2.根据权利要求1所述的零序电流检测装置，其特征在于，所述零序电流检测装置还包括：
所述第二电流互感器(CT2)的第三二次侧和第三电流互感器(CT3)的第二二次侧并联后接入接地变保护装置(30)的电流输入端。
3.一种用于中性点经小电阻接地系统的零序电流检测方法，所述中性点经小电阻接地系统包括主变压器(TR1)、接地变压器(TR2)和电阻(R0)，所述主变压器(TR1)的二次侧的Δ侧输出线包括主干线和至少两路支线，所述接地变压器(TR2)的高压侧与第一路支线连接，所述接地变压器(TR2)的低压侧与所述电阻(R0)的一端连接，所述电阻(R0)的另一端接地，其特征在于，所述零序电流检测方法包括以下步骤：
在所述主变压器(TR1)的一次侧输入导线上配置第一电流互感器(CT1)的一次侧，在所述主变压器(TR1)的第二路支线上配置第二电流互感器(CT2)的一次侧，在所述主变压器(TR1)的主干线上配置第三电流互感器(CT3)的一次侧；
将第一电流互感器(CT1)的二次侧接入主变差动保护装置(20)的第一电流输入端；
将第二电流互感器(CT2)的第一二次侧和第三电流互感器(CT3)的第一二次侧并联后接入主变差动保护装置(20)的第二电流输入端；
将第二电流互感器(CT2)的第二二次侧接入主变差动保护装置(20)的第三电流输入端，第二电流互感器(CT2)的第一二次侧和第二二次侧接入主变差动保护装置(20)的极性相反。
4.根据权利要求3所述的零序电流检测方法，其特征在于，所述零序电流检测方法还包括以下步骤：
将第二电流互感器(CT2)的第三二次侧和第三电流互感器(CT3)的第二二次侧并联后接入接地变保护装置(30)的电流输入端。
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Non-Patent Citations (2)
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