CN106997019A - 一种用于不接地电力系统单相断线的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于不接地电力系统单相断线的监测方法，实施步骤包括：通过监控中心采集不接地电力系统的各相电流；通过监控中心将各相电流和设定值I_set进行比较，如果任意一相的电流小于设定值I_set且其余两相的电流大于设定值I_set，则判定该相线路发生断相、触发告警信息通知监控人员，采集各相电流的详细步骤包括分别在各相装设电流互感器TA将各相的一次设备大电流变换成小电流；将小电流经由测控装置传输到监控中心，设定值I_set的值为I_set＝0.01I_e，I_e表示额定电流。本发明通过运用电力系统自动化手段，第一时间监测到断相线路，及时通知检修维护人员进行抢修以及做出可靠防范措施(比如拉开断线断路器)，避免了国家、用户的重大经济损失及社会影响。

Description

一种用于不接地电力系统单相断线的监测方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化，具体涉及一种用于不接地电力系统单相断线的监测方法。

背景技术

据调查，国家电网公司35kV及10kV系统为不接地系统，当35kV及10kV系统发生单相断线后，由于故障电流不会突增到很大，所以变电站继电保护装置不会动作跳开相应的断路器，线路还会继续运行，会导致严重的不良后果：1、会烧损用户电动机，给国家、用户带来严重的经济损失。2016年湖南地区因雨水较多，汛情很严重，而岳阳供电公司一条35kV专用排涝线路单相断线，由于未发现，线路缺相长期运行导致排涝电站多台排涝电机烧损，造成堤垸内洪水不能及时排出，给社会造成了严重的不良影响。2、电力电容器发生单相断线后，会造成无功出力不足，降低电网电压质量。

电动机缺相后，会对电动机造成很大的影响，具体表现在以下方面：(1)启动前缺一相的话：不能启动、有杂音、电流大、发热；(2)电动机电流表指示高出正常值或为零；(3)电动机本体及线圈温度升高；(4)电动机振动增大，声音异常；(5)电动机转速下降；(6)电动机所带负荷出力不足。电动机缺相存在下述后果：①、三相电源一相断线，这时的三相绕组为两相绕组串联再与另一相绕组并联，一相感应电动机变为单相电机，起动时只能产生脉振磁动势，平均起动转矩等于零。电源一相断线瞬间，定子冲击电流和冲击转矩的值不很大，转矩中有较强的二倍频脉振成分，引起转速波动或电机振动。断线后，定子有一相绕组的电流是其它两相绕组电流的两倍，电机可在0.3倍频定负载下长期运行。但电机的效率和过载能力都将大大下降。在其它情况下的故障运行，电机定子将有一相绕组会因过热而烧毁。②、定子绕组一相断开，未断相的绕组(B，C)相绕组构成V形接法，三相感应电动机变为两相电机，起动时产生椭圆旋转磁动势，可以产生起动转矩。但是，由于转矩中有负序分量，平均起动转矩较小，只能带轻载起动，且起动时间比正常情况额定负载时的起动时间还长。电机稳定运行时，定子绕组一相在突然断开的瞬间，会产生较强的冲击电流和冲击转矩。转矩中有很强的二倍频脉振分量，转速波动较人。在额定稳定运行时，断相后，未断相的两棚绕组的电流值不相等，稳定值可达额定值的3～4倍，即使是空载时，其值也可达额定值的2.5～3.3倍，电机不能长时间运行，否则，未断相的绕组将会过度发热而烧毁-----单相断线导致电机烧损分析。目前针对电力系统单相断线尚未出现可行性解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于不接地电力系统单相断线的监测方法，通过运用电力系统自动化手段，第一时间监测到断相线路，及时通知检修维护人员进行抢修以及做出可靠防范措施(比如拉开断线断路器)，避免了国家、用户的重大经济损失及社会影响。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于不接地电力系统单相断线的监测方法，实施步骤包括：

1)通过监控中心采集不接地电力系统的各相电流；

2)通过监控中心将各相电流和设定值I_set进行比较，如果任意一相的电流小于设定值I_set且其余两相的电流大于设定值I_set，则判定该相线路发生断相、触发告警信息通知监控人员。

优选地，步骤1)的详细步骤包括：

1.1)分别在不接地电力系统的各相装设电流互感器TA，通过电流互感器TA将不接地电力系统各相的一次设备大电流变换成小电流；

1.2)将小电流上送到测控装置，测控装置通过与变电站监控系统通信将变换后的二次小电流传输到监控中心。

优选地，步骤2)中设定值I_set的值的确定函数表达式如式(1)所示；

I_set＝0.01I_e

式(1)中，I_set表示设定值，I_e表示不接地电力系统的额定电流。

本发明用于不接地电力系统单相断线的监测方法具有下述优点：

1、本发明通过监控中心采集不接地电力系统的各相电流，通过监控中心将各相电流和设定值I_set进行比较，如果任意一相的电流小于设定值I_set且其余两相的电流大于设定值I_set，则判定该相线路发生断相、触发告警信息通知监控人员，从而能在断线发生后的第一时间监测到断相线路，告知监控人员及时通知检修维护人员进行抢修以及做出可靠的解决措施(比如拉开断线断路器)，避免了断线造成巨大的社会影响、用户经济损失以及降低电网电压指标等不良后果。

2、本发明通过监控中心采集不接地电力系统的各相电流，通过监控中心将各相电流和设定值I_set进行比较，如果任意一相的电流小于设定值I_set且其余两相的电流大于设定值I_set，则判定该相线路发生断相、触发告警信息通知监控人员，以最小的成本(投入很微小)，却能精确的判断出断线故障，减小国家、人民的财产损失，以及提升电压质量。

附图说明

图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。

图2为发生单相断相前ABC三相对称负荷下的电流相位。

图3为发生A相断相后ABC三相对称负荷下的电流相位。

具体实施方式

如图1所示，本实施例用于不接地电力系统单相断线的监测方法的实施步骤包括：

1)通过监控中心采集不接地电力系统的各相电流；

2)通过监控中心将各相电流和设定值I_set进行比较，如果任意一相的电流小于设定值I_set且其余两相的电流大于设定值I_set，则判定该相线路发生断相、触发告警信息通知监控人员。

本实施例中，监控中心具体为D5000主站，通过调度D5000主站设置逻辑公式判定其中任一相电流小于设定值I_set，另两相电流大于设定值I_set，D5000主站即触发告警信息及时弹出告警窗、告知监控人员，监控人员采取措施如拉开断路器让检修人员及时处理，避免了长期断线造成的重大损失。本实施例中，通过调度D5000主站设置逻辑公式包括：

A相断线公式：I_A<I_set&I_B>I_set&I_C>I_set

B相断线公式：I_B<I_set&I_A>I_set&I_C>I_set

C相断线公式：I_C<I_set&I_A>I_set&I_B>I_set

上式中，I_A表示A相的电流，I_B表示B相的电流，I_C表示C相的电流。

本实施例用于不接地电力系统单相断线的监测方法的检测原理如下：不接地电力系统在单相断线前，ABC三相对称负荷下的电流相位如图2所示，参见图2可知其中 _A表示A相的电流矢量，表示B相的电流矢量，表示C相的电流矢量。如图3所示，当A相发生断相后，则A相的电流矢量其中表示A相断相后A相的电流矢量，表示A相断相后B相的电流矢量，表示A相断相后C相的电流矢量。因此，由于A相断相后B相的电流矢量C相的电流矢量大小相等、方向相反，且电流大小和故障前无明显变化，仍为负荷电流，因此继电保护不会动作。目前国网公司10kV保护配备过流I、II、III段保护，其保护功能无法判断单相断线跳开故障以隔离故障。本实施例通过监控中心将各相电流和设定值I_set进行比较，如果任意一相的电流小于设定值I_set且其余两相的电流大于设定值I_set，能在断线发生后的第一时间监测到断相线路，告知监控人员及时通知检修维护人员进行抢修以及做出可靠的解决措施(比如拉开断线断路器)，避免了断线造成巨大的社会影响、用户经济损失以及降低电网电压指标等不良后果。

本实施例中，步骤1)的详细步骤包括：

1.1)分别在不接地电力系统的各相装设电流互感器TA，通过电流互感器TA将不接地电力系统各相的一次设备大电流变换成小电流；本实施例中具体是指通过在35kV、10kV线路及电容器出线电缆的三相分别装设电流互感器TA，通过电流互感器TA将一次设备的大电流变换成小电流；

1.2)将小电流上送到测控装置，测控装置通过与变电站监控系统通信将变换后的二次小电流传输到监控中心。

本实施例中，步骤2)中设定值I_set的值的确定函数表达式如式(1)所示；

I_set＝0.01I_e

式(1)中，I_set表示设定值，I_e表示不接地电力系统的额定电流。例如，不接地电力系统的额定电流I_e的值为5A，则设定值I_set的值为0.05A(该公式为经验公式，并经验证效果良好)；不接地电力系统的额定电流I_e的值为1A，则设定值I_set的值为0.01A(该公式为经验公式，并经验证效果良好)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于不接地电力系统单相断线的监测方法，其特征在于实施步骤包括：

1)通过监控中心采集不接地电力系统的各相电流；

2)通过监控中心将各相电流和设定值I_set进行比较，如果任意一相的电流小于设定值I_set且其余两相的电流大于设定值I_set，则判定该相线路发生断相、触发告警信息通知监控人员。

2.根据权利要求1所述用于不接地电力系统单相断线的监测方法，其特征在于，步骤1)的详细步骤包括：

1.1)分别在不接地电力系统的各相装设电流互感器TA，通过电流互感器TA将不接地电力系统各相的一次设备大电流变换成小电流；

1.2)将小电流上送到测控装置，测控装置通过与变电站监控系统通信将变换后的二次小电流传输到监控中心。

3.根据权利要求1或2所述用于不接地电力系统单相断线的监测方法，其特征在于，步骤2)中设定值I_set的值的确定函数表达式如式(1)所示；

I_set＝0.01I_e

式(1)中，I_set表示设定值，I_e表示不接地电力系统的额定电流。