CN107026423A - 一种防止pt断线导致过电压保护误动装置及方法 - Google Patents

一种防止pt断线导致过电压保护误动装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止PT断线导致过电压保护误动装置及方法，包括第一电压互感器、第二电压互感器、电流互感器和判别模块；所述第一电压互感器和第二电压互感器分别设于被保护设备的两端，用于采集被保护设备的两端电压；所述电流互感器设于被保护设备的其中一端，用于采集流过被保护设备的电流；所述判别模块计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，若判断出第一电压互感器和/或第二电压互感器断线，则瞬时闭锁过电压保护。本发明增强了过电压保护在PT断线时的闭锁能力，防止PT断线导致的过电压保护误动作。

Description

一种防止PT断线导致过电压保护误动装置及方法
技术领域
本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种防止PT断线导致过电压保护误动装置及方法。
背景技术
电力系统中，部分一次设备是串联接入的，设备两端接入同一电压等级(如图1所示)。设备两端的电压需要装设两组PT(电压互感器)，各自测量电压后做差得到。
由于现有的串联接入设备的过电压保护缺少PT断线闭锁判据，因此，当两组PT中任一相发生二次断线后，所得的计算电压很大，通常大于被保护设备的过电压整定值，从而导致过电压保护误动作。
因此，需要一种快速的PT断线闭锁判据，防止过电压保护由于PT断线而误动作。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种防止PT断线导致过电压保护误动装置及方法，利用位于被保护设备两端的电压互感器采集被保护设备的两端电压，并计算电压差，进一步得到电压差基波有效值的大小，并进行电流突变状态判断，判断过电压是由故障引起的还是由电压互感器断线引起的，可有效防止电压互感器断线导致的过电压保护误动作。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种防止PT断线导致过电压保护误动装置，包括第一电压互感器、第二电压互感器、电流互感器和判别模块；所述第一电压互感器和第二电压互感器分别设于被保护设备的两端，用于采集被保护设备的两端电压；所述电流互感器设于被保护设备的其中一端，用于采集流过被保护设备的电流；所述判别模块计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据过压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，若判断出第一电压互感器和/或第二电压互感器断线，则瞬时闭锁过电压保护。
进一步地，所述判别模块将由第一电压互感器和第二电压互感器采集到的被保护设备两端的电压做向量差，计算施加于被保护设备两端的电压。
进一步地，所述判别模块将由电流互感器采集到的流过被保护设备的当前电流幅值与设定时间之前的电流幅值作比较，当二者差的绝对值大于设定门槛时，判为电流突变。
进一步地，所述判别模块计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，具体过程为：
设定电压启动判据和电流突变判据；
其中，电压启动判据为被保护设备两端电压的电压差基波有效值超过过电压启动定值：
U>Upset
U为电压差基波有效值，Upset为过电压启动定值，当上式满足时，表示满足过压启动判据；
电流突变判据：
|I(t)-I(t-T)|>ΔISet
其中：I(t)为t时刻的当前电流幅值，I(t-T)为t-T时刻的电流幅值，T为设定时间，ΔISet为电流突变门槛；上式满足时，表示满足电流突变判据；
当过压启动判据保持满足时，若电流突变判据不满足，则判断本次过压启动为第一电压互感器和/或第二电压互感器断线导致。
进一步地，所述过电压保护为使用被保护设备两端电压差进行过电压计算的保护模块。
一种防止PT断线导致过电压保护误动方法，包括：
(1)利用设于被保护设备两端的第一电压互感器、第二电压互感器分别采集被保护设备的两端电压；利用设于被保护设备其中一端的电流互感器采集流过被保护设备的电流；
(2)利用步骤(1)中采集到的数据，计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，若判断出第一电压互感器和/或第二电压互感器断线，则瞬时闭锁过电压保护。
进一步地，所述步骤(2)中计算被保护设备两端电压的电压差，具体为：将由第一电压互感器和第二电压互感器采集到的被保护设备两端的电压做向量差。
进一步地，所述(2)中的进行电流突变判别，具体为：将由电流互感器采集到的流过被保护设备的当前电流幅值与设定时间之前的电流幅值作比较，当二者差的绝对值大于设定门槛时，判为电流突变。
进一步地，计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，则瞬时闭锁过电压保护，具体为：
设定电压启动判据和电流突变判据；
其中，电压启动判据为被保护设备两端电压的电压差基波有效值超过过电压启动定值：
U>Upset
U为被保护设备两端电压的电压差的基波有效值，Upset为过电压启动定值，当上式满足时，表示满足电压启动判据；
电流突变判据：
|I(t)-I(t-T)|>ΔISet
其中：I(t)为t时刻的当前电流幅值，I(t-T)为t-T时刻的电流幅值，T为设定时间，ΔISet为电流突变门槛；上式满足时，表示满足电流突变判据；
当过压启动判据保持满足时，若电流突变判据不满足，则判断本次电压启动为第一电压互感器和/或第二电压互感器断线导致。
进一步地，所述过电压保护为使用被保护设备两端电压差进行过电压计算的保护模块。
本发明的有益效果：
本发明利用位于被保护设备两端的电压互感器采集被保护设备的两端电压，并计算电压差，进一步得到电压差基波有效值的大小，并进行电流突变状态判断，判断过电压是由故障引起的还是由电压互感器断线引起的，可有效防止电压互感器断线导致的过电压保护误动作。
附图说明
图1为被保护设备及PT一次接线图；
图2为PT断线闭锁过电压保护逻辑图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1和2所示，一种防止PT断线导致过电压保护误动装置，包括第一电压互感器PT1、第二电压互感器PT2、电流互感器CT1和判别模块；
所述第一电压互感器PT1和第二电压互感器PT2分别设于被保护设备的两端，用于采集被保护设备的两端电压；
所述电流互感器CT1设于被保护设备的其中一端，用于采集流过被保护设备的电流；
所述判别模块计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，若判断出第一电压互感器和/或第二电压互感器断线，则瞬时闭锁过电压保护。
其中，所述判别模块将由第一电压互感器PT1和第二电压互感器PT2采集到的被保护设备两端的电压做向量差，计算施加于被保护设备两端的电压。
其中，所述判别模块将由电流互感器CT1采集到的流过被保护设备的当前电流幅值与设定时间之前的电流幅值作比较，当二者差的绝对值大于设定门槛时，判为电流突变。
优选地，所述判别模块计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，具体过程为：
设定电压启动判据和电流突变判据；
其中，电压启动判据为被保护设备两端电压的电压差的基波有效值超过过电压启动定值：
U>Upset
U为被保护设备两端电压的电压差的基波有效值，优选地，U为被保护设备两端电压的电压差的基波傅式算法有效值；Upset为过电压启动定值，优选取0.95倍最小段动作定值；当上式满足时，表示满足电压启动判据；
电流突变判据：
|I(t)-I(t-T)|>ΔISet
其中：I(t)为t时刻的当前电流幅值，电流幅值是通过数学算法计算得到的，所述数学算法包括但不限于傅氏算法、半波积分算法、最大峰值算法、热效应算法，优选地，I(t)为t时刻的当前电流傅式算法有效值；I(t-T)为t-T时刻的电流幅值，优选地，I(t-T)为t-T时刻的电流傅式算法有效值；T为设定时间，可以取20ms，ΔISet为电流突变门槛；上式满足时，表示满足电流突变判据；
当过压启动判据保持满足时，若电流突变判据不满足，则判断本次电压启动为第一电压互感器和/或第二电压互感器断线导致，本发明中，并不具体判断是第一电压互感器断线还是第二电压互感器断线，当过压启动判据保持满足时，若电流突变判据不满足时，只是判断出两个电压互感器中其中至少一个断线了。
优选地，所述过电压保护为使用被保护设备两端电压差进行过电压计算的保护模块，有别于常见的过压保护中采用的算法，不适用于单一电机计算的过电压保护。
实施例二
一种防止PT断线导致过电压保护误动方法，包括：
(1)利用设于被保护设备两端的第一电压互感器、第二电压互感器分别采集被保护设备的两端电压；利用设于被保护设备其中一端的电流互感器采集流过被保护设备的电流；
(2)利用步骤(1)中采集到的数据，计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，若判断出第一电压互感器和/或第二电压互感器断线，则瞬时闭锁过电压保护。
优选地，所述步骤(2)中计算被保护设备两端电压的电压差，具体为：将由第一电压互感器和第二电压互感器采集到的被保护设备两端的电压做向量差。
优选地，所述(2)中的进行电流突变判别，具体为：将由电流互感器采集到的流过被保护设备的当前电流幅值与设定时间之前的电流幅值作比较，当二者差的绝对值大于设定门槛时，判为电流突变。
优选地，所述计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，则瞬时闭锁过电压保护，具体为：
设定电压启动判据和电流突变判据；
其中，电压启动判据为被保护设备两端电压的电压差的基波有效值超过过电压启动定值：
U>Upset
U为被保护设备两端电压的电压差的基波有效值，Upset为过电压启动定值，当上式满足时，表示满足电压启动判据；
电流突变判据：
|I(t)-I(t-T)|>ΔISet
其中：I(t)为t时刻的当前电流幅值，I(t-T)为t-T时刻的电流幅值，T为设定时间，ΔISet为电流突变门槛；上式满足时，表示满足电流突变判据；
当过压启动判据保持满足时，若电流突变判据不满足，则判断本次电压启动为第一电压互感器和/或第二电压互感器断线导致。
综上所述：
本发明利用位于被保护设备两端的电压互感器采集被保护设备的两端电压，并计算电压差，进一步得到电压差基波有效值的大小，并进行电流突变状态判断，判断过电压是由故障引起的还是由电压互感器断线引起的，可有效防止电压互感器断线导致的过电压保护误动作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种防止PT断线导致过电压保护误动装置，其特征在于：包括第一电压互感器、第二电压互感器、电流互感器和判别模块；所述第一电压互感器和第二电压互感器分别设于被保护设备的两端，用于采集被保护设备的两端电压；所述电流互感器设于被保护设备的其中一端，用于采集流过被保护设备的电流；所述判别模块计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据过压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，若判断出第一电压互感器和/或第二电压互感器断线，则瞬时闭锁过电压保护。
2.根据权利要求1所述的一种防止PT断线导致过电压保护误动装置，其特征在于：所述判别模块将由第一电压互感器和第二电压互感器采集到的被保护设备两端的电压做向量差，计算施加于被保护设备两端的电压。
3.根据权利要求1所述的一种防止PT断线导致过电压保护误动装置，其特征在于：所述判别模块将由电流互感器采集到的流过被保护设备的当前电流幅值与设定时间之前的电流幅值作比较，当二者差的绝对值大于设定门槛时，判为电流突变。
4.根据权利要求1所述的一种防止PT断线导致过电压保护误动装置，其特征在于：所述判别模块计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，具体过程为：
设定电压启动判据和电流突变判据；
其中，电压启动判据为被保护设备两端电压的电压差基波有效值超过过电压启动定值：
U>Upset
U为电压差基波有效值，Upset为过电压启动定值，当上式满足时，表示满足过压启动判据；
电流突变判据：
|I(t)-I(t-T)|>ΔISet
其中：I(t)为t时刻的当前电流幅值，I(t-T)为t-T时刻的电流幅值，T为设定时间，ΔISet为电流突变门槛；上式满足时，表示满足电流突变判据；
当过压启动判据保持满足时，若电流突变判据不满足，则判断本次过压启动为第一电压互感器和/或第二电压互感器断线导致。
5.根据权利要求1所述的一种防止PT断线导致过电压保护误动装置，其特征在于：所述过电压保护为使用被保护设备两端电压差进行过电压计算的保护模块。
6.一种防止PT断线导致过电压保护误动方法，其特征在于，包括：
(1)利用设于被保护设备两端的第一电压互感器、第二电压互感器分别采集被保护设备的两端电压；利用设于被保护设备其中一端的电流互感器采集流过被保护设备的电流；
(2)利用步骤(1)中采集到的数据，计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，若判断出第一电压互感器和/或第二电压互感器断线，则瞬时闭锁过电压保护。
7.根据权利要求6所述的一种防止PT断线导致过电压保护误动方法，其特征在于：所述步骤(2)中计算被保护设备两端电压的电压差，具体为：将由第一电压互感器和第二电压互感器采集到的被保护设备两端的电压做向量差。
8.根据权利要求6所述的一种防止PT断线导致过电压保护误动方法，其特征在于：所述(2)中的进行电流突变判别，具体为：将由电流互感器采集到的流过被保护设备的当前电流幅值与设定时间之前的电流幅值作比较，当二者差的绝对值大于设定门槛时，判为电流突变。
9.根据权利要求6所述的一种防止PT断线导致过电压保护误动方法，其特征在于：计算被保护设备两端电压的电压差，及电压差基波有效值的大小，并进行电流突变判别，依据电压启动判据和电流突变判据，判断第一电压互感器和/或第二电压互感器的断线情况，则瞬时闭锁过电压保护，具体为：
设定电压启动判据和电流突变判据；
其中，电压启动判据为被保护设备两端电压的电压差基波有效值超过过电压启动定值：
U>Upset
U为被保护设备两端电压的电压差的基波有效值，Upset为过电压启动定值，当上式满足时，表示满足电压启动判据；
电流突变判据：
|I(t)-I(t-T)|>ΔISet
其中：I(t)为t时刻的当前电流幅值，I(t-T)为t-T时刻的电流幅值，T为设定时间，ΔISet为电流突变门槛；上式满足时，表示满足电流突变判据；
当过压启动判据保持满足时，若电流突变判据不满足，则判断本次电压启动为第一电压互感器和/或第二电压互感器断线导致。
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Application publication date: 20170808

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