CN106383292B - 一种基于故障逃逸的电流互感器断线判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于故障逃逸的电流互感器断线判别方法，其包括：检测电压互感器是否断线、启动继电器、判别电流互感器是否断线。本发明提供的技术方案大大缩短了判别电流互感器断线的时间，可在电流差动保护误动作前对电流互感器的断线作出有效判断，闭锁电流差动保护；有效防止了断线时的电流差动保护误动，防止将故障状态误判为电流互感器断线，大大提高了电流互感器断线判别的准确性和快速性。

Description

一种基于故障逃逸的电流互感器断线判别方法

技术领域

本发明涉及一种电流互感器断线判别方法，具体涉及一种基于故障逃逸的具有差动保护功能的电流互感器断线判别方。

背景技术

电流互感器断线会造成电流差动保护误动作，并且需要闭锁电流差动保护，因此正确识别电流互感断线对于电流差动保护的动作性能至关重要。

目前，电流互感器断线识别一般采用以下两种方法：一种方法是根据差流来判断，当差流越线且电压正常，则认为是电流互感器断线。另一种方法是依次检测各单元的三相电流，若其中某一相或二相电流小于工作电流，而另二相或一相有负荷电流，则认为电流互感器断线。但是，采用这两种方法对电流互感器的断线识别存在动作死区，电流互感器断线后，断线判据不动作；电流互感器断线误返回，导致电流互感器断线后延时告警。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于故障逃逸的电流互感器断线判别方法，该方法可以提高电流互感器断线判别的准确性和快速性，确保在故障后不出现因误判电流互感器断线而造成保护误动。

本发明的上述目的是采用下述技术方案实现的：

一种基于故障逃逸的电流互感器断线判别方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

1)检测电压互感器是否断线；

2)启动继电器；

3)判别电流互感器是否断线。

进一步的，本发明提供一种优选技术方案为：根据所述电压互感器是否断线，确定闭锁和/或开放与断线电压互感器相关的保护并发出警告或进入启动继电器判别逻辑。

进一步的，本发明提供一种优选技术方案为：若所述启动继电器不动作，则根据不平衡差流的大小来确定电流互感器是否轻微断线并进入故障处理程序，或重新返回保护程序入口，或根据所述继电器是否正常启动，对电流互感器是否断线作出判别；

差电大于0.15Ie时，判断为轻微电流互感器断线。

进一步的，本发明提供一种优选技术方案为：所述判别电流互感器是否断线包括：

(1)判断启动继电器的启动条件；

(2)判断最大相电流的绝对值突变量积分；

(3)判断最大相电压有效值突变量的绝对值；

所述最大相为三相电流突变量中绝对值积分最大的一相；

所述三相电流的突变量绝对值积分如下式所示：

∑|Δi(t)|＝∑|i(t)-i(t-T)|

其中，i(t)为三相电流中的其中一相电流在时间t的电流采样值，i(t-T)为三相电流中的其中一相电流在时间t之前一个周期T的电流采样值。

进一步的，本发明提供一种优选技术方案为：所述判断启动继电器的启动条件包括以下步骤：

若启动继电器的启动条件包含两侧以上，则启动故障逃逸并跳出电流互感器断线判别，判定为故障引起的差动启动。

进一步的，本发明提供一种优选技术方案为：所述判断最大相电流的绝对值突变量积分包括以下步骤：

按下式计算最大相电流的绝对值突变量积分：

∑Δ|i(t)|＝∑[|i(t)|-|i(t-T)|]

其中，i(t)为最大相电流在时间t的电流采样值，i(t-T)为最大相电流在时间t之前一个周期T的电流采样值；

若最大相电流的绝对值突变量积分∑Δ|i(t)|＞0，则最大相电流上升，启动故障逃逸，跳出电流互感线断线判别并进入故障处理程序。

进一步的，本发明提供一种优选技术方案为：所述判断最大相电压有效值突变量的绝对值包括以下步骤：

按下式计算所述最大相电压有效值突变量的绝对值：

|ΔU(t)|＝|U (t)-U(t-T)|

其中，U(t)为最大相电压在时间t的电压有效值，U(t-T)最大相电压在时间t之前一个周期T的电压有效值；

若最大相电压有效值突变量的绝对值|ΔU(t)|＞6V，则启动故障逃逸，跳出电流互感线断线判别并进入故障处理程序。

进一步的，本发明提供一种优选技术方案为：若最大相电流的绝对值突变量积分∑Δ|i(t)|≤0，且最大相电压有效值突变量的绝对值|ΔU(t)|≤6V，则进行电流互感器断线判别。

进一步的，本发明提供一种优选技术方案为：所述电流互感器断线判别包括：

当最大相电流的绝对值|i(t)|<0.1Ie且差流大于0.15Ie时，判断为严重电流互感器断线，闭锁与所述电流互感器相关的保护；

当最大相电流的绝对值|i(t)|>0.1Ie且流入电流与流出电流之差大于0.15Ie时,判断为轻微电流互感器断线，提高与所述电流互感器相关的保护动作定值；

其中，Ie为电流互感器的额定电流。

与最接近的现有技术比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的基于故障逃逸的电流互感器断线判别方法，大大缩短了判别电流互感器断线的时间，能在电流差动保护误动作前对电流互感器断线作出有效判断，闭锁电流差动保护。本发明提供的技术方案能有效的防止断线时的电流差动保护误动，防止将故障状态误判为电流互感器断线，提高了电流互感器断线判别的准确性和快速性。

附图说明

图1为基于故障逃逸的电流互感器断线判别流程图

图2为电流互感器断线启动数据窗示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示基于故障逃逸的电流互感器断线判别流程图，本发明提供一种基于故障逃逸的电流互感器断线判别方法，包括如下步骤：

步骤1.启动前的电压互感器断线判别：若判为电压互感器断线，则闭锁与电压相关的保护并告警；若无电压互感器断线，可进入启动流程。

步骤2.启动继电器：正常运行时，对于任一个采样点，按侧计算启动条件。

步骤3.电流互感器断线判别：若满足启动条件，差动保护启动，进入电流互感器断线判别。故障逃逸指的是先认为发生电流互感器断线，当判断具有故障特征时立即就跳出电流互感器断线陷阱，即跳出电流互感线断线判别程序判为故障。

步骤2中所述的启动继电器包括：

(1)若不满足启动条件则判断是否存在不平衡差流，若不平衡差流>0.15Ie，则电流互感器断线为轻微异常状况；若不平衡差流<0.15Ie，则返回主程序起始。其中Ie为电流互感器额定电流。

(2)若满足启动条件，则把故障起始点故障起始点：如图2所示，t0向前推至-3点作为计算故障起始点，启动继电器在0点动作。最短积分时间(7点)：t-3、t-2、t-1、t0、t1、t2、t3，所以最快的动作时间接近5ms。最长积分时间(28点)：t-3、t-2、t-1、t0、t1…………t22、t23、t24。从t-3点开始计算三相电流的突变量绝对值积分：

∑|Δi(t)|＝∑|i(t)-i(t-T)|

其中，i(t)为某侧某相电流的采样值，i(t-T)为一个周波前某侧某相电流的采样值，选出突变量绝对值积分最大的相，并定义为最大相。

步骤3中所述的电流互感器断线判别包含如下特征：

(1)判断是否多侧启动继电器动作，若两侧以上启动继电器动作则直接启动故障逃逸，跳出电流互感器断线判别程序，判定为故障引起的差动启动；

(2)计算最大相电流的绝对值突变量积分：

∑Δ|i(t)|＝∑[|i(t)|-|i(t-T)|]

若最大相电流的绝对值突变量积分∑Δ|i(t)|＞0，即判为该相电流上升，启动故障逃逸，直接进入故障处理程序，不再持续判别电流互感器断线；

(3)计算最大相电压有效值突变量的绝对值

|ΔU(t)|＝|U(t)-U(t-T)|

其中，U(t)为最大相电压的有效值，U(t-T)为一个周波前最大相电压的有效值。若最大电压有效值突变量的绝对值|ΔU(t)|＞6V，则判定为故障，启动故障逃逸，直接进入故障处理程序，不再持续判别电流互感器断线；

(4)若最大相电流的绝对值突变量积分∑Δ|i(t)|≤0，且最大相电压有效值突变量的绝对值|ΔU(t)|≤6V，则认为暂不具备故障特征，不启动故障逃逸。若直至到t24点仍未故障启动逃逸，则进入电流互感器断线判别逻辑。

当最大相电流的绝对值<0.1Ie且差流>0.15Ie时，判断为严重电流互感器断线，闭锁与该电流互感器相关的保护；当最大相电流的绝对值>0.1Ie且差流>0.15Ie时,判断为轻微电流互感器断线，抬高与该电流互感器相关的保护的动作定值。

术语差流就是流进电流与流出电流之差。电流互感器断线是指电流互感器二次回路断线。故障逃逸是指先发生电流互感器断线，当判断具有故障特征时立即就跳出电流互感器断线陷阱，即跳出电流互感线断线判别程序判为故障。

实施例：

(1)线路区内发生金属性故障，线路差动保护近侧启动继电器0ms启动，远侧启动继电器2.5ms启动，多侧启动继电器均动作则判断为区内故障引起差动启动，非电流互感器断线。

判断为非电流互感器断线的时间为启动后2.5ms。

(3)线路出口发生A相经高阻接地故障，线路差动保护近侧启动继电器动作，远侧启动继电器不满足动作条件。

断线侧启动时刻为t0，从t-3点开始计算三相电流的突变量绝对值积分，选出断线相A相为最大相。

A相故障后电流略上升，连续计算A相电流的绝对值突变量积分，直至t8点计算出∑Δ|i(t)|＞0，具备故障特征，启动故障逃逸，则判断为区内故障引起差动启动，非电流互感器断线。

判断为非电流互感器断线的时间为启动后6.7ms。

(2)线路一侧电流互感器B相断线，线路差动保护断线侧启动继电器动作，非断线测启动继电器不满足动作条件。

断线侧启动时刻为t0，从t-3点开始计算三相电流的突变量绝对值积分，选出断线相B相为最大相。

B相电流下降，B相电流的绝对值突变量积分∑Δ|i(t)|＜0；B相电压不变，B相电压有效值突变量的绝对值|ΔU(t)|约等于0V；连续计算上述各积分至到t24点，均不具备故障特征，不启动故障逃逸，则判断为由电流互感器断线引起的差动启动。

此时，B相电流的绝对值<0.1Ie且差流>0.15Ie，因此判断为严重电流互感器断线，闭锁与该电流互感器相关的保护。

判断为电流互感器断线并闭锁相关保护的时间为启动后20ms。

需要声明的是，本发明的发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。在本发明的精神和原理启发下，本领域技术人员可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于故障逃逸的电流互感器断线判别方法，其特征在于，所述故障逃逸为：先认为发生电流互感器断线，当判断具有故障特征时立即跳出电流互感器断线陷阱，进入故障判别程序；所述方法包括如下步骤：

1)检测电压互感器是否断线；

2)启动继电器；

3)判别电流互感器是否断线；

所述判别电流互感器是否断线包括：

(1)判断启动继电器的启动条件；

(2)判断最大相电流的绝对值突变量积分；

(3)判断最大相电压有效值突变量的绝对值；

所述判断启动继电器的启动条件包括以下步骤：

若启动继电器的启动条件包含两侧以上，则启动故障逃逸并跳出电流互感器断线判别，确定为故障引起的差动启动；

所述判断最大相电流的绝对值突变量积分包括以下步骤：

按下式计算最大相电流的绝对值突变量积分：

∑Δ|i(t)|＝Σ[|i(t)|-|i(t-T)|]

其中，i(t)为时间t内的最大相电流的电流采样值，i(t-T)为时间t前最大相电流一个周期T的电流采样值；

若最大相电流的绝对值突变量积分∑Δ|i(t)|＞0，则最大相电流上升，启动故障逃逸，跳出电流互感线断线判别并进入故障处理程序；

所述判断最大相电压有效值突变量的绝对值包括以下步骤：

按下式计算所述最大相电压有效值突变量的绝对值：

|ΔU(t)|＝|U(t)-U(t-T)|

其中，U(t)为时间t内的最大相电压有效值，U(t-T)在时间t前最大相电压一个周期T的电压有效值；

若最大相电压有效值突变量的绝对值|ΔU(t)|＞6V，则启动故障逃逸，跳出电流互感线断线判别并进入故障处理程序；

所述电流互感器断线判别包括：

当最大相电流的绝对值|i(t)|<0.1Ie且差流大于0.15Ie时，判断为严重电流互感器断线，闭锁与所述电流互感器相关的保护；

当最大相电流的绝对值|i(t)|>0.1Ie且流入电流与流出电流之差大于0.15Ie时,判断为轻微电流互感器断线，提高与所述电流互感器相关的保护动作定值；

其中，Ie为电流互感器的额定电流。

2.根据权利要求1所述的电流互感器断线判别方法，其特征在于，根据所述电压互感器是否断线，确定闭锁和/或开放与断线电压互感器相关的保护并发出警告或进入启动继电器判别逻辑。

3.根据权利要求1所述的电流互感器断线判别方法，其特征在于，若所述启动继电器不动作，则根据不平衡差流确定电流互感器是否轻微断线并进入故障处理程序，或重新返回保护程序入口，或根据所述继电器是否正常启动，对电流互感器是否断线作出判别。

4.根据权利要求1所述的电流互感器断线判别方法，其特征在于，

所述最大相为三相电流突变量为如下式所示的绝对值积分最大的一相：

∑|Δi(t)|＝∑|i(t)-i(t-T)|

其中，i(t)为在时间t内三相电流中的一相电流的电流采样值，i(t-T)为在时间t之前三相电流中的一相电流的一个周期T的电流采样值。

5.根据权利要求1所述的电流互感器断线判别方法，其特征在于，

若最大相电流的绝对值突变量积分∑Δ|i(t)|≤0，且最大相电压有效值突变量的绝对值|ΔU(t)|≤6V，则进行电流互感器断线判别。

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