CN105589004A - 变电站继电保护用pt二次公共回路单点接地判定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法及装置，为多点接地故障不能及时断定问题，方法是通过与继电保护用PT二次公共回路小母线和大地相接的直流恒流信号单元向继电保护用PT二次公共回路注入直流恒流信号，安装于各N600回路上的各电流互感器采样测量各回路的电流信号，与各电流互感器测量信号输出端相连的判定单元将各回路电流互感器送过来的电流信号进行判断分析N600接地回路接地的正确性。装置包括直流恒流信号单元和安装于各N600回路上的直流电流互感器及判定单元。具有能够实现变电站继电保护用PT二次公共回路存在两点或多点接地故障的在线监测，实时、在线、有效、定位故障，在发生两点或多点接地故障时能及时报警，判断出故障信息回路的优点。

Description

变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法及装置

技术领域

本发明涉及一种电力系统检测设备，特别是涉及一种变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法及装置。

背景技术

继电保护是变电站主要的设备之一，在电力输变电过程中起到重要的保护和控制作用。继电保护用的PT二次公共回路统称N600线。电力相关规范、规程都明确规定在变电站、发电厂的现场仅允许只有一个点接地，也就是三相四线接地的电压电流互感器二次回路中性线接地网的接地，也就是N600接地。

为了保证电力输变电稳定可靠，继电保护的正确动作与保护，确保设备和人身安全，国家电网公司、南方电网公司都做了明确规定：经控制室零线小母线(N600)连通的几组电压互感器二次回路，只应在控制室将N600线一点接地。各电压互感器二次中性点在开关场接地点应断开。为了保证接地可靠性，各电压互感器的中性线不得经过可能断开的断路器、接触器等。

当N600分别在开关场和控制室同时接地时，如果系统发生故障，变电站地网就会产生很大的故障电流，开关现场和控制室这两个N600接地点的两端就会出现较明显的电位差，造成了中性点电压的相位偏差，影响电压和零方电压的幅值与相位，从而导致距离保护，零序方向保护的拒动和误动。

如果N600接地回路接触不良或开关断路就会造成中性点的电压相位偏移。规定了在控制室的电压互感器转接屏上，二次绕组的接地必须各自引线接到屏柜的接地铜排上，而不能采用串接的方法。

目前运行中的娈电站，虽然各种规定都明确了N600接地线的接线方法，由于变电站内部设备更新改造，现场电压互感器、电流互感器、保护设备等的更新，继电保护用PT的二次公共回路都会逐渐增多，出现了多点接地故障现象。目前市场上并没有直接安装于变电站在线监测继电保护用PT二次公共回路接线正确的设备。虽然，变电站现场投运前会对继电保护用PT的相关二次回路进行验证，对已运行的变电站，投运后改造其正确性和可靠性就没有办法加以判定，并没有相关的设备对其进行有效测量，都是往往在继电保护出现拒动和误动后事故分析倒置判断。

发明内容

本发明是针对变电站继电保护用PT二次公共回路存在两点或多点接地故障的在线监测，提供一种实时、在线、有效、定位故障的变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法，本发明目的还在于提供用于实现该方法的装置。

为实现上述目的，本发明变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法是通过与继电保护用PT二次公共回路小母线和大地相接的直流恒流信号单元向继电保护用PT二次公共回路注入直流恒流信号，安装于各N600回路上的各电流互感器采样测量各回路的电流信号，与各电流互感器测量信号输出端相连的判定单元将各回路电流互感器送过来的电流信号进行判断分析N600接地回路接地的正确性。具有能够实现变电站继电保护用PT二次公共回路存在两点或多点接地故障的在线监测，实时、在线、有效、定位故障，在发生两点或多点接地故障时能及时报警，判断出故障信息回路的优点。

作为优化，所述直流电流互感器安装于各N600回路上的方式是所述现场各继电保护用PT二次N600回路窜接穿芯式电流互感器。

作为优化，所述判定单元包括多路选择开关电路、电流信号处理电路、A/D转换电路、CPU、液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路；多路选择开关电路与电流信号处理电路相接；电流信号处理电路与A/D转换电路相接；A/D转换电路与CPU相接；CPU与液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路相并接。

作为优化，安装于各PTN600回路上的电流互感器采样到的各电路信号送到判定单元的多路选择开关电路，判定单元的CPU控制所述多路选择开关测量各路信号，各电流信号经所述多路选择开关电路后送到判定单元的电流信号处理电路进行电流信号处理，经判定单元的A/D转换电路转换后送到所述CPU进行判断每个回路电流，比较各个测量到的电流和直流恒流信号单元注入N600小母线与大地之间的电流，判定分析其接线正确与接地正确、以及各回路接地故障情况，通过判定单元的液晶显示器把各条回路的信息进行实时显示，所述CPU把测量结果通过通讯电路，数据送到电力局域网，出现多点接地故障时CPU把测量信息通过报警电路发出报警信号。

作为优化，所述通讯电路进一步连接电力局域网。

用于实现本发明所述方法的装置包括直流恒流信号单元和安装于各N600回路上的直流电流互感器及判定单元；直流恒流信号单元分别与继电保护用PT二次公共回路小母线和大地相接；直流电流互感器测量信号输出端连接判定单元的测量信号输入端；所述直流恒流信号单元向继电保护用PT二次公共回路注入直流恒流信号，所述各电流互感器采样测量各回路的电流信号，所述判定单元将各回路电流互感器送过来的电流信号进行判断分析N600接地回路接地的正确性。具有能够实现变电站继电保护用PT二次公共回路存在两点或多点接地故障的在线监测，实时、在线、有效、定位故障，在发生两点或多点接地故障时能及时报警，判断出故障信息回路的优点。

作为优化，直流电流互感器根据现场回路数的需要安装若干只；所述直流电流互感器安装于各N600回路上的方式是所述现场各继电保护用PT二次N600回路窜接穿芯式电流互感器。

作为优化，所述判定单元包括多路选择开关电路、电流信号处理电路、A/D转换电路、CPU、液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路；多路选择开关电路与电流信号处理电路相接；电流信号处理电路与A/D转换电路相接；A/D转换电路与CPU相接；CPU与液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路相并接。

作为优化，安装于各PTN600回路上的电流互感器采样到的各电路信号送到判定单元的多路选择开关电路，判定单元的CPU控制所述多路选择开关测量各路信号，各电流信号经所述多路选择开关电路后送到判定单元的电流信号处理电路进行电流信号处理，经判定单元的A/D转换电路转换后送到所述CPU进行判断每个回路电流，比较各个测量到的电流和直流恒流信号单元注入N600小母线与大地之间的电流，判定分析其接线正确与接地正确、以及各回路接地故障情况，通过判定单元的液晶显示器把各条回路的信息进行实时显示，所述CPU把测量结果通过通讯电路，数据送到电力局域网，出现多点接地故障时CPU把测量信息通过报警电路发出报警信号。

作为优化，所述通讯电路进一步连接电力局域网。

工作过程是：安装于各PTN600回路上的电流互感器采样到的各电路信号送到多路选择开关电路，CPU控制多路选择开关测量各路信号，各电流信号经多路选择开关电路后送到电流信号处理单元进行电流信号处理，经A/D转换电路转换后送到CPU进行判断每个回路电流，比较各个测量到的电流和直流恒流信号单元注入N600小母线与大地之间的电流，判定分析其接线正确与接地正确、以及各回路接地故障情况，通过液晶显示器把各条回路的信息进行实时显示，CPU把测量结果也通过通讯电路，数据送到电力局域网，出现多点接地故障时CPU也把测量信息通过报警电路发出报警信号。

所述的直流恒流信号单元向继电保护用PT二次公共回路注入直流恒流信号，现场在各继电保护用PT二次N600回路是窜接穿芯式电流互感器，各电流互感器采样测量各回路的电流信号，判定单元将各回路电流互感器送过来的电流信号进行判断分析N600接地回路接地的正确性。

其能在发生两点或多点接地故障时能及时报警，判断出故障信息回路；确定故障信息回路的过程不需要人工干预，不影响电压互感器和继电保护装置的正常工作；一旦出现故障大电流状态下通过各电流互感器可以有效分析，可以分析各回路之间的电位差，对其他事故分析提供一个良好的量化信息的优点。

采用上述技术方案后，本发明变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法及装置具有能够实现变电站继电保护用PT二次公共回路存在两点或多点接地故障的在线监测，实时、在线、有效、定位故障，在发生两点或多点接地故障时能及时报警，判断出故障信息回路的优点。

附图说明：

图1.用于实现本发明变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法的装置安装于现场的测量示意图；

图2用于实现本发明变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法的装置的原理示意图。

具体实施方式

本发明变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法是通过与继电保护用PT二次公共回路小母线和大地相接的直流恒流信号单元向继电保护用PT二次公共回路注入直流恒流信号，安装于各N600回路上的各电流互感器采样测量各回路的电流信号，与各电流互感器测量信号输出端相连的判定单元将各回路电流互感器送过来的电流信号进行判断分析N600接地回路接地的正确性。所述直流电流互感器安装于各N600回路上的方式是所述现场各继电保护用PT二次N600回路窜接穿芯式电流互感器。

所述判定单元包括多路选择开关电路、电流信号处理电路、A/D转换电路、CPU、液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路；多路选择开关电路与电流信号处理电路相接；电流信号处理电路与A/D转换电路相接；A/D转换电路与CPU相接；CPU与液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路相并接。安装于各PTN600回路上的电流互感器采样到的各电路信号送到判定单元的多路选择开关电路，判定单元的CPU控制所述多路选择开关测量各路信号，各电流信号经所述多路选择开关电路后送到判定单元的电流信号处理电路进行电流信号处理，经判定单元的A/D转换电路转换后送到所述CPU进行判断每个回路电流，比较各个测量到的电流和直流恒流信号单元注入N600小母线与大地之间的电流，判定分析其接线正确与接地正确、以及各回路接地故障情况，通过判定单元的液晶显示器把各条回路的信息进行实时显示，所述CPU把测量结果通过通讯电路，数据送到电力局域网，出现多点接地故障时CPU把测量信息通过报警电路发出报警信号。所述通讯电路进一步连接电力局域网。

如图所示，用于实现本发明变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法的装置主要包括了直流恒流信号单元1、直流电流互感器2、判定单元3；直流恒流信号单元1分别与继电保护用PT二次公共回路小母线和大地相接；直流电流互感器2根据现场回路数的需要安装若干只，安装于各N600回路上，直流电流互感器2输出端与判定单元相接，直流电流互感器2测量到的信号送到判定单元3。直流恒流信号单元1安装于N600小母线与大地之间，将直流恒流信号单元的电流信号馈在N600小母线和大地之间，直流电流传感器2安装于各回路上，电流互感器2测量各回路信号。电流互感器2采用开口式直流电流互感器，计量量程为0-5A，穿芯式结构，安装时不需要断开各N600回路。直流恒流信号单元1直流电流信号注到N600小母线与大地之间的这个电流信号为峰值1V，5mA的直流信号。所述直流恒流信号单元向继电保护用PT二次公共回路注入直流恒流信号，所述各电流互感器采样测量各回路的电流信号，所述判定单元将各回路电流互感器送过来的电流信号进行判断分析N600接地回路接地的正确性。

如图2，所述的判定单元还包括了：多路选择开关电路4、电流信号处理电路5、A/D转换电路6、CPU7、液晶显示器8、键盘电路9、通讯电路10、报警电路。所述通讯电路进一步连接电力局域网。多路选择开关电路4与电流信号处理电路相接5；电流信号处理电路5与A/D转换电路6相接；A/D转换电路6与CPU7相接；CPU7与液晶显示器8、键盘电路9、通讯电路10、报警电路相并接。安装于各PTN600回路上的电流互感器采样到的各电路信号送到判定单元的多路选择开关电路，判定单元的CPU控制所述多路选择开关测量各路信号，各电流信号经所述多路选择开关电路后送到判定单元的电流信号处理电路进行电流信号处理，经判定单元的A/D转换电路转换后送到所述CPU进行判断每个回路电流，比较各个测量到的电流和直流恒流信号单元注入N600小母线与大地之间的电流，判定分析其接线正确与接地正确、以及各回路接地故障情况，通过判定单元的液晶显示器把各条回路的信息进行实时显示，所述CPU把测量结果通过通讯电路，数据送到电力局域网，出现多点接地故障时CPU把测量信息通过报警电路发出报警信号。

更具体是安装于各PTN600回路上的电流互感器1采样到的各电路信号送到多路选择开关电路5，电流互感器的安装要根据现场情况回路来确定，图中例举了该变电站有三个220KVPTN，其中A、B、C三点表示三个220KVPT变电现场的二次公共接线点，D、E、F三点表示变电站控制室内保护屏N600小母线接线点，A与D之间表示一根电缆、一个回路；B与E之间表示一根电缆、一个回路；C与F之间表示一根电缆、一个回路，G点是大地，电流互感器2就要分别安装于AD、BE、CF、BG之间测量其电流值。如果只有一点接地时，直流恒流源1注入到小母线的电流与BG之间的电流一致，如果不一致表示有多点接地，没有接地的回路是不会有电流值。其中CPU7控制多路选择开关电路5测量各回路电流信号，各电流信号经多路选择开关电路4后送到电流信号处理电路5进行电流信号处理，经A/D转换电路6转换后送到CPU7进行判断每个回路电流，比较各个测量到的电流和直流恒流信号单元注入N600小母线与大地之间的电流，判定分析其接线正确与接地正确、以及各回路接地故障情况，通过液晶显示器8把各条回路的信息进行实时显示，CPU7把测量结果也通过通讯电路10，数据送到电力局域网，出现多点接地故障时CPU7也把测量信息通过报警电路11发出报警信号。

Claims (10)

1.一种变电站继电保护用PT二次公共回路单点接地判定方法，其特征在于通过与继电保护用PT二次公共回路小母线和大地相接的直流恒流信号单元向继电保护用PT二次公共回路注入直流恒流信号，安装于各N600回路上的各电流互感器采样测量各回路的电流信号，与各电流互感器测量信号输出端相连的判定单元将各回路电流互感器送过来的电流信号进行判断分析N600接地回路接地的正确性。

2.根据权利要求1所述判定方法，其特征在于所述直流电流互感器安装于各N600回路上的方式是所述现场各继电保护用PT二次N600回路窜接穿芯式电流互感器。

3.根据权利要求1所述判定方法，其特征在于所述判定单元包括多路选择开关电路、电流信号处理电路、A/D转换电路、CPU、液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路；多路选择开关电路与电流信号处理电路相接；电流信号处理电路与A/D转换电路相接；A/D转换电路与CPU相接；CPU与液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路相并接。

4.根据权利要求3所述判定方法，其特征在于安装于各PTN600回路上的电流互感器采样到的各电路信号送到判定单元的多路选择开关电路，判定单元的CPU控制所述多路选择开关测量各路信号，各电流信号经所述多路选择开关电路后送到判定单元的电流信号处理电路进行电流信号处理，经判定单元的A/D转换电路转换后送到所述CPU进行判断每个回路电流，比较各个测量到的电流和直流恒流信号单元注入N600小母线与大地之间的电流，判定分析其接线正确与接地正确、以及各回路接地故障情况，通过判定单元的液晶显示器把各条回路的信息进行实时显示，所述CPU把测量结果通过通讯电路，数据送到电力局域网，出现多点接地故障时CPU把测量信息通过报警电路发出报警信号。

5.根据权利要求3所述判定方法，其特征在于所述通讯电路进一步连接电力局域网。

6.用于实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于包括直流恒流信号单元和安装于各N600回路上的直流电流互感器及判定单元；直流恒流信号单元分别与继电保护用PT二次公共回路小母线和大地相接；直流电流互感器测量信号输出端连接判定单元的测量信号输入端；所述直流恒流信号单元向继电保护用PT二次公共回路注入直流恒流信号，所述各电流互感器采样测量各回路的电流信号，所述判定单元将各回路电流互感器送过来的电流信号进行判断分析N600接地回路接地的正确性。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于直流电流互感器根据现场回路数的需要安装若干只；所述直流电流互感器安装于各N600回路上的方式是所述现场各继电保护用PT二次N600回路窜接穿芯式电流互感器。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于所述判定单元包括多路选择开关电路、电流信号处理电路、A/D转换电路、CPU、液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路；多路选择开关电路与电流信号处理电路相接；电流信号处理电路与A/D转换电路相接；A/D转换电路与CPU相接；CPU与液晶显示器、键盘电路、通讯电路、报警电路相并接。

9.根据权利要求8所述装置，其特征在于安装于各PTN600回路上的电流互感器采样到的各电路信号送到判定单元的多路选择开关电路，判定单元的CPU控制所述多路选择开关测量各路信号，各电流信号经所述多路选择开关电路后送到判定单元的电流信号处理电路进行电流信号处理，经判定单元的A/D转换电路转换后送到所述CPU进行判断每个回路电流，比较各个测量到的电流和直流恒流信号单元注入N600小母线与大地之间的电流，判定分析其接线正确与接地正确、以及各回路接地故障情况，通过判定单元的液晶显示器把各条回路的信息进行实时显示，所述CPU把测量结果通过通讯电路，数据送到电力局域网，出现多点接地故障时CPU把测量信息通过报警电路发出报警信号。

10.根据权利要求8所述装置，其特征在于所述通讯电路进一步连接电力局域网。