CN107069673B - 一种快速识别支路ct断线并闭锁母差保护的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，采集母线上各支路的电流，计算各支路电流幅值、幅值平均值及零序电流，将母差保护启动后的各支路电流幅值与启动时的电流幅值平均值比较，判定支路电流是上升或下降，若无电流上升的支路，则说明发生支路CT断线并闭锁母差保护，否则说明未发生支路CT断线，母差保护不闭锁，计算所有非电流下降支路的零序电流和的幅值及三相制动电流幅值，判定零序电流和的幅值或三相制动电流幅值是否大于设定门槛，若大于则判定未发生支路CT断线，母差保护重新开放，否则继续闭锁母差保护。本发明防止母差保护误动作，并能准确识别系统负荷变化或系统故障，不因负荷变化或者系统故障发生母差保护误动。

Description

一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法
技术领域
本发明具体涉及一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法。
背景技术
对于母差保护装置来说，当计入差动电流计算的某个支路发生CT断线时，母差保护有可能感受到很大的差动电流，导致母差保护误动作，因此当检测出CT断线时，母差保护应当被闭锁。
目前检测CT断线的方法有以下几种：
(1)使用差动电流与CT断线差流门槛进行比较；当差动电流大于CT断线差流门槛时，保护装置延时5s发CT断线报警信号，并闭锁母差保护功能。此方法存在的问题是母差保护装置判别CT断线有一定的延迟时间，如果CT断线支路为重负荷支路，CT断线引起的差动电流大于母差保护动作定值，则会因为母差保护装置还未来得及判别出CT断线导致母差保护误动作；
(2)统计电流上升、下降的支路及制动电流变化的母线，若无支路电流上升，有且仅有一条支路电流下降，并且无制动电流上升的母线，则认为发生CT断线并闭锁母差保护，此方法存在以下问题：1)无法解决多条支路同时CT断线的情况；2)对于负荷变化比较频繁的系统，如果在发生CT断线后某支路因负荷变化出现电流上升，会导致CT断线误开放母差保护误动；3)对于负荷变化比较频繁的系统，如果支路CT断线后发生母线高阻接地故障，但无电流上升，会导致CT断线误闭锁母差保护拒动。
基于以上原因，非常有必要研究一种瞬时判别CT断线的方法，并能准确识别系统负荷变化或系统故障，保证支路发生CT断线时，迅速可靠的闭锁母差保护，而且不因负荷变化发生母差保护误动，不因系统故障发生母差保护拒动。
发明内容
为了实现上述技术目的，本发明提出一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，保证在发生支路CT断线时快速可靠的闭锁母差保护，防止母差保护误动作，并能准确识别系统负荷变化或系统故障，不因负荷变化发生母差保护误动，不因系统故障发生母差保护拒动。
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：
一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，包括：
(1)采集母线上各支路的电流，并计算各支路的电流幅值及零序电流；
(2)计算各支路设定个数的周波内的电流幅值平均值；
(3)判断母差保护是否启动，若母差保护启动，则锁定各支路在母差保护启动时刻的电流幅值平均值；
(4)比较母差保护启动后各支路的电流幅值与该支路锁定的在母差保护启动时刻的电流幅值平均值，判断各支路中的电流是否变化；
(5)判断母差保护启动后是否存在电流上升，若没有电流上升的支路，则判定电流下降的支路为CT断线支路，闭锁母差保护；
(6)计算所有非电流下降支路的零序电流和的幅值及三相制动电流幅值；
(7)将所有非电流下降支路的零序电流和的幅值、三相制动电流幅值与设定的门槛比较，若所述零序电流和的幅值和/或三相制动电流幅值大于设定的门槛，则判定未发生支路CT断线，重新开放母差保护，否则继续闭锁母差保护。
进一步地，所述步骤(1)中计算各支路的电流幅值，具体为：
其中，j为支路n的电流相别，包括A、B、C三相；Inj-abs为支路n的j相电流幅值； Inj-t为支路n的j相电流的t时刻采样值，T为计算周期。
进一步地，所述步骤(2)计算各支路设定个数的周波内的电流幅值平均值，具体为：
其中，Inj-aver为支路n的j相电流的两个周波内的幅值平均值，Inj-abs-t为支路n的j相电流在t时刻的幅值，k为设定的周波的个数；S为每个周波内的采样点数。
进一步地，所述步骤(4)比较母差保护启动后各支路的电流幅值与该支路锁定的在母差保护启动时刻的电流幅值平均值，判断各支路中的电流是否变化，具体为判定过程为：
若支路n的任一相电流幅值满足：
Inj-abs-t-Inj-aver-look＞k1*Inj-aver-look
则判定支路n的电流上升；
若支路n的任一相电流幅值满足：
Inj-aver-look-Inj-abs-t＞k2*Inj-aver-look
则判定支路n的电流下降；
其中，Inj-aver-look为保护启动时刻的支路n的电流幅值平均值，k1和k2均为系数。
进一步地，所述步骤(5)中判断母差保护启动后是否存在电流上升的支路，若没有电流上升的支路，则判定电流下降的支路为CT断线支路，闭锁母差保护，具体为：
当母差保护启动后，若启动后在连续设定数量个采样点内均未检测到电流上升的支路，则说明没有电流上升的支路，则判定电流下降支路发生CT断线，闭锁母差保护。
进一步地，所述步骤(5)中还包括：
当母差保护启动后，若启动后在连续设定数量个采样点内检测到电流上升的支路，则说明存在电流上升的支路，则判定未发生支路CT断线，母差保护不闭锁。
进一步地，所述步骤(6)中计算所有非电流下降支路的零序电流和的幅值及三相制动电流幅值，具体为：
其中，I0sum为所有非电流下降支路的零序电流和的幅值，I0m为支路m的零序电流，Irj为所有非电流下降支路的j相制动电流幅值，Imj为支路m的j相电流；n1,n2…nx,ny均为CT断路支路的序号；N为支路总数。
进一步地，所述将所有非电流下降支路的零序电流和的幅值、三相制动电流幅值与设定的门槛比较，具体为：
I0sum＞k3*ICDZD
Irj＞k4I2n
其中，ICDZD为母差保护启动电流定值；I2n为CT二次电流额定电流；k3和k4为设定的系数。
所述步骤(7)还包括：若所述零序电流和的幅值和三相制动电流幅值均小于设定的门槛，则判定电流下降支路发生支路CT断线，母差保护继续闭锁。
进一步地，所述步骤(3)还包括：若判定母差保护未启动，则返回到步骤(1)。
本发明的有益效果：
本发明的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，通用性好，可适应各种类型的母线主接线方式，不同负荷支路的判定门槛不同，判定CT断线更加准确可靠，能准确识别系统负荷变化(负荷变化情况下，零序电流和的幅值与三相制动电流幅值均不会发生变化)或系统故障，保证支路发生CT断线时，迅速可靠的闭锁母差保护，而且不因负荷变化发生母差保护误动，不因系统故障发生母差保护拒动。
附图说明
图1是快速识别CT断线并闭锁母差保护流程图；
图2 是快速识别CT断线并闭锁母差保护逻辑图。
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，一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，包括：
(1)采集母线上各支路的电流，并计算各支路的电流幅值及零序电流；
优选地，所述步骤(1)中的计算各支路的电流幅值，具体为：
其中，j为支路n的电流相别，包括A、B、C三相；Inj-abs为支路n的j相电流幅值； Inj-t为支路n的j相电流的t时刻采样值，T为计算周期；
所述零序电流可以采用现有技术计算得到，在此不赘述。
(2)计算各支路设定个数的周波内的电流幅值平均值，具体计算过程为：
其中，Inj-aver为支路n的j相电流的两个周波内的幅值平均值，Inj-abs-t为支路n的j相电流在t时刻的幅值，k为设定的周波的个数；S为每个周波内的采样点数；
考虑到快速性与准确性，优选计算各支路两个周波内的电流幅值平均值，所述计算各支路两个周波内的电流幅值平均值，具体为：
(3)判断母差保护是否启动，若母差保护启动，则锁定各支路在母差保护启动时刻的电流幅值平均值；
所述步骤(3)还包括：若母差保护未启动，则返回到步骤(1)。
(4)比较母差保护启动后各支路的电流幅值与该支路锁定的在母差保护启动时刻的电流幅值平均值，判断各支路中的电流是否变化；
优选地，具体为判定过程为：
若支路n的任一相电流幅值满足：
Inj-abs-t-Inj-aver-look＞k1*Inj-aver-look
则判定支路n的电流上升；
若支路n的任一相电流幅值满足：
Inj-aver-look-Inj-abs-t＞k2*Inj-aver-look
则判定支路n的电流下降，同时记录下电流下降的支路的序号；
其中，Inj-aver-look为保护启动时刻的支路n的电流幅值平均值；k1和k2均为系数，取值范围为0.05-0.2。
上述方案，实现了针对不同负荷支路的判定门槛不同，从而使得判定CT断线更加准确可靠。
(5)判断母差保护启动后是否存在电流上升，若没有电流上升的支路，则判定电流下降的支路为CT断线支路，闭锁母差保护；
优选地，具体过程为：
当母差保护启动后，若启动后在连续设定数量个采样点内均未检测到电流上升的支路，则说明没有电流上升的支路，则判定电流下降支路发生CT断线，闭锁母差保护。
实际过程中，每个采样点内均进行各支路电流是上升或是下降的判定；考虑到判断的快速性和准确性，所述设定数量个采样点可以取4个采样点。
所述步骤(5)中还包括：
当母差保护启动后，若启动后在连续设定数量个采样点内检测到电流上升的支路，则说明存在电流上升的支路，则判定未发生支路CT断线，母差保护不闭锁。
(6)计算所有非电流下降支路的零序电流和的幅值及三相制动电流幅值；
所述步骤(6)中计算所有非电流下降支路的零序电流和的幅值及三相制动电流幅值，具体为：
其中，I0sum为所有非电流下降支路的零序电流和的幅值，I0m为支路m的零序电流，Irj为所有非电流下降支路的j相制动电流幅值，Imj为支路m的j相电流；n1,n2…nx,ny均为CT断路支路的序号(即电流下降的支路的序号)；N为支路总数。
(7)将所有非电流下降支路的零序电流和的幅值、三相制动电流幅值与设定的门槛比较，若所述零序电流和的幅值和/或三相制动电流幅值大于设定的门槛，则判定未发生支路CT断线，重新开放母差保护，否则继续闭锁母差保护。
所述将所有非电流下降支路的零序电流和的幅值、三相制动电流幅值与设定的门槛比较，具体为：
I0sum＞k3*ICDZD
Irj＞k4I2n
其中，ICDZD为母差保护启动电流定值；I2n为CT二次电流额定电流，取值为1A或 5A；k3和k4为设定的系数；优选地，k3的取值范围为0.3-0.5；k4的取值范围为1-2。
更优选地，所述步骤(7)还包括：若所述零序电流和的幅值和三相制动电流幅值均小于设定的门槛，则判定发生支路CT断线，母差保护继续闭锁。
综上，本发明通过实施上述方法，可保证在母差保护启动后4个采样点内判别支路CT 断线，从而大大缩短了支路CT断线的判别时间，有效地防止了母差保护因CT断线产生的误动作，不同负荷支路的判定门槛不同，判定CT断线更加准确可靠，能准确识别系统负荷变化(负荷变化情况下，零序电流和的幅值与三相制动电流幅值均不会发生变化)或系统故障，保证支路发生CT断线时，迅速可靠的闭锁母差保护，而且不因负荷变化发生母差保护误动，不因系统故障发生母差保护拒动。
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 (10)

1.一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于，包括：
(1)采集母线上各支路的电流，并计算各支路的电流幅值及零序电流；
(2)计算各支路设定个数的周波内的电流幅值平均值；
(3)判断母差保护是否启动，若母差保护启动，则锁定各支路在母差保护启动时刻的电流幅值平均值；
(4)比较母差保护启动后各支路的电流幅值与该支路锁定的在母差保护启动时刻的电流幅值平均值，判断各支路中的电流是否变化；
(5)判断母差保护启动后是否存在电流上升，若没有电流上升的支路，则判定电流下降的支路为CT断线支路，闭锁母差保护；
(6)计算所有非电流下降支路的零序电流和的幅值及三相制动电流幅值；
(7)将所有非电流下降支路的零序电流和的幅值、三相制动电流幅值与设定的门槛比较，若所述零序电流和的幅值和/或三相制动电流幅值大于设定的门槛，则判定未发生支路CT断线，重新开放母差保护，否则继续闭锁母差保护。
2.根据权利要求1所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述步骤(1)中计算各支路的电流幅值，具体为：
其中，j为支路n的电流相别，包括A、B、C三相；Inj_abs为支路n的j相电流幅值；
Inj_t为支路n的j相电流的t时刻采样值，T为计算周期。
3.根据权利要求2所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述步骤(2)计算各支路设定个数的周波内的电流幅值平均值，具体为：
其中，Inj_aver为支路n的j相电流的两个周波内的幅值平均值，Inj_abs_t为支路n的j相电流在t时刻的幅值，k为设定的周波的个数；S为每个周波内的采样点数。
4.根据权利要求3所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述步骤(4)比较母差保护启动后各支路的电流幅值与该支路锁定的在母差保护启动时刻的电流幅值平均值，判断各支路中的电流是否变化，具体为判定过程为：
若支路n的任一相电流幅值满足：
Inj_abs_t-Inj_aver_look＞k1*Inj_aver_look
则判定支路n的电流上升；
若支路n的任一相电流幅值满足：
Inj_aver_look-Inj_abs_t＞k2*Inj_aver_look
则判定支路n的电流下降；
其中，Inj_aver_look为保护启动时刻的支路n的电流幅值平均值，k1和k2均为系数。
5.根据权利要求1所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述步骤(5)中判断母差保护启动后是否存在电流上升的支路，若没有电流上升的支路，则判定电流下降的支路为CT断线支路，闭锁母差保护，具体为：
当母差保护启动后，若启动后在连续设定数量个采样点内均未检测到电流上升的支路，则说明没有电流上升的支路，则判定电流下降支路发生CT断线，闭锁母差保护。
6.根据权利要求1所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述步骤(5)中还包括：
当母差保护启动后，若启动后在连续设定数量个采样点内检测到电流上升的支路，则说明存在电流上升的支路，则判定未发生支路CT断线，母差保护不闭锁。
7.根据权利要求1所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述步骤(6)中计算所有非电流下降支路的零序电流和的幅值及三相制动电流幅值，具体为：
其中，I0sum为所有非电流下降支路的零序电流和的幅值，I0m为支路m的零序电流，Irj为所有非电流下降支路的j相制动电流幅值，Imj为支路m的j相电流；n1,n2…nx,ny均为CT断路支路的序号；N为支路总数。
8.根据权利要求7所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述将所有非电流下降支路的零序电流和的幅值、三相制动电流幅值与设定的门槛比较，具体为：
I0sum＞k3*ICDZD
Irj＞k4I2n
其中，ICDZD为母差保护启动电流定值；I2n为CT二次电流额定电流；k3和k4为设定的系数。
9.根据权利要求1或8所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述步骤(7)还包括：若所述零序电流和的幅值和三相制动电流幅值均小于设定的门槛，则判定发生支路CT断线，母差保护继续闭锁。
10.根据权利要求1所述的一种快速识别支路CT断线并闭锁母差保护的方法，其特征在于：所述步骤(3)还包括：若判定母差保护未启动，则返回到步骤(1)。
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