CN107526010A - 一种基于双ct采样的分布式小电流接地选线方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,本方法由相互串联的保护级互感器CT1和测量级互感器CT2构成双CT采样回路,分别得到零序电流I01和I02,同时采集并计算系统零序电压U0。运行过程中判断U0是否大于零序电压门槛Uset,如果U0>Uset,则判定系统发生了单相接地故障。此时判断I01是否超出测量级互感器CT2的测量范围,超出时,零序电流I0取I01;否则,零序电流I0取I02。最终根据零序电流I0和零序电压U0进行基于暂态量和稳态量相结合的综合选线逻辑判别。优点:CT1和CT2串联后与零序CT相连,保证了电流输入的一致性,兼顾采样数据的精度和范围,提高选线准确度。

Description

一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,属于继电保护技术 领域。
背景技术
[0002] 我国10〜66kV供电系统普遍采用小电流接地运行方式,其发生单相接地故障时,由 于不构成低阻抗的短路回路,接地故障稳态电流较小,多数情况下可以自动熄弧。然而为防 止绝缘破坏引发的相间短路及防止事故的扩大,系统在发生单相接地故障时,要求能够准 确地选出故障线路,并予于快速切除。目前主流的接地选线方法为基于稳态信号的选线方 法和基于暂态信号的选线方法。
[0003] 基于稳态信号的选线方法,是利用接地故障时的稳态零序电压和稳态零序电流来 完成接地选线的。由于稳态过程中故障电流较小,二次侧电流一般小于1安培,甚至低至几 十毫安,这对模拟量采样尤其是较小电流采样的精度要求极高。同时,电力行业标准也规 定,小电流接地系统的最小工作电流为二次值2〇mA (其中经消弧线圈接地100mA);国电电网 公司企业标准规定最小启动电流为二次值10mA〜100mA。
[0004]基于暂态信号的选线方法,是利用接地故障前期的暂态故障特征信号完成接地选 线的。单相接地故障瞬间(首半波)接地故障电流的自由分量一般较强制分量(或稳态分 量)大得多,一般为稳态电流的几倍至十几倍,而且为高频信号,持续时间较短,一般小于 2ms。其要求采样回路的电流互感器有较大的采样量程,以保证暂态电流的准确采集,从而 准确计算选出接地线路。
[0005] 然而目前的电流互感器在满足较小电流采样精度的情况下,无法完成大量程电流 的采样,容易出现削顶现象;而大量程电流互感器在较小电流区域的采样精度无法满足精 确计算的要求。采样数据的准确与否对小电流接地选线的准确性有着直接的影响,因此保 证较小电流采样精度的同时确保大量程暂态电流的准确采集是实现小电流接地选线暂态 算法及稳态算法的基础。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种基于双CT采样的分 布式小电流接地选线方法,保证较小电流采样精度的同时确保大量程暂态电流的准确采 集。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明提供一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方 法,其特征是,所述方法包含以下步骤: 1) 分别通过保护级互感器CT1和测量级互感器CT2采集线路零序电流,得到零序电流采 样值IQdPIQ2,同时采集并计算系统零序电压U〇; 2) 判断U〇是否大于零序电压门槛Uset,如果U〇彡Uset,则返回步骤1重新采集计算U〇;如果 U〇>Use;t,则判定系统发生了单相接地故障,进入步骤3; 3) 判断Itn是否超出测量级互感器CT2的测量范围,超出时,零序电流Io取Iqi,否则,零 序电流1〇取1〇2,进入步骤4; 4) 根据零序电流I。和零序电压Uo进行基于暂态量和稳态量相结合的综合选线逻辑判 别。
[0008] 进一步的,分别通过保护级互感器CT1和测量级互感器CT2采集线路零序电流,其 中CT1和CT2的原边串联后与线路的零序CT相连,副边分别接入两个不同的A/D转换器,CPU 通过总线获得经A/D转换后的数字量,完成零序电流的采集。
[0009] 所述第一 A/D转换器用于采集Itn,第二A/D转换器用于采集IQ2,所述CPU用于接地 选线判别,所述CT1和CT2串联后与线路的零序CT相连,保证了电流输入的一致。
[0010] 进一步的,所述保护级互感器CT1采用采样线性范围广,可实现交流电流的大量程 采集的互感器,采样误差不大于1%,在〇.〇4〜30A范围内可保证良好的线性度和准确度。
[0011] 进一步的,所述测量级互感器CT2采用对于小电流的采样精度高,可实现较小电流 的高精度采集的互感器,采样误差不大于0.2%,在〇.〇4〜1.2A范围内拥有极高的采样准确 度。
[0012] 进一步的,所述步骤2),判别是否发生单相接地故障,接地选线功能按线路间隔分 布式配置,仅依靠单间隔的采样数据实现对本线路是否发生单相接地故障的判别。
[0013] 进一步的,所述步骤4),综合选线逻辑判别采用基于暂态量和稳态量相结合的综 合选线方法,所述暂态量接地选线方法为暂态零序方向法,所述稳态量接地选线方法为谐 波导纳叠加法。
[0014] 本发明所达到的有益效果: 本发明的基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法可以在完成大量程精确采样的 同时,保证对于小电流的采样精度。在小电流接地系统中,可以通过CT1和CT2分别实现接地 电流暂态量及稳态量的准确采集,为小电流接地选线暂态法及稳态法的运算提供精确的数 据支撑,从而实现两类算法的融合,提高选线准确度,具有良好的应用前景。
附图说明
[0015]图1是本发明的基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法的流程框图; 图2是本发明的双CT电流采样回路的结构框图。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方法,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0017] 如图1所示,本发明的基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,其硬件结构由 一个双CT采样回路、AD转换回路以及CPU逻辑运算单元组成。
[0018] 所述的双CT采样回路分别通过保护级互感器CT1和测量级互感器CT2采集线路零 序电流,其中CT1和CT2串联后与线路的零序CT相连,保证了电流输入的一致性。保护级互感 器CT1采样线性范围广,可实现交流电流的大量程采集。测量级互感器CT2对于小电流的采 样精度高,可实现较小电流的高精度采集。
[0019]本发明的一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,其工作流程如图2所 示,包含以下步骤: _ 1) 分别通过保护级互感器CT1和测量级互感器CT2采集线路零序电流,得到零序电流采 样值1〇1和1〇2,同时米集并计算系统零序电压Uo; 2) 判断U。是否大于零序电压门植Uset,如果U〇彡Uset,则返回步骤1重新采集计算Uo;如果 U〇>Uset,则判定系统发生了单相接地故障,进入步骤3; 3) 判断IQ1是否超出测量级互感器CT2的测量范围,超出时,零序电流1〇取Ioi,否则,零 序电流1〇取1〇2。进入步骤4; 4) 根据零序电流1〇和零序电压UQ进行基于暂态量和稳态量相结合的综合选线逻辑判 别。
[0020] 本发明中两个电流互感器CT1和CT2串联后与线路的零序CT相连,保证了电流输入 的一致性。接地选线判别前,对所使用的零序电流进行筛选切换:当故障电流较小时,为了 提高采样精度,使用测量级零序电流1〇2;当故障电流大时,为避免采样消顶,采用保护级零 序电流IQ1。通过筛选切换,可以兼顾采样数据的精度和范围。
[0021]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1. 一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,其特征是,所述方法包含以下步 骤: 1) 分别通过保护级互感器CT1和测量级互感器CT2采集线路零序电流,得到零序电流采 样值Iqi和1〇2,同时米集并计算系统零序电压U〇; 2) 判断U〇是否大于零序电压门彳监Uset,如果IKUset,则返回步骤1重新采集计算Uo;如果 U〇〉Uset,则判定系统发生了单相接地故障,进入步骤3; 3) 判断1〇1是否超出测量级互感器CT2的测量范围,超出时,零序电流1〇取Itn,否则,零 序电流1〇取1〇2,进入步骤4; 4) 根据零序电流1〇和零序电压Uo进行基于暂态量和稳态量相结合的综合选线逻辑判 别。
2. 根据权利要求1所述的一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,其特征是, 分别通过保护级互感器CT1和测量级互感器CT2采集线路零序电流,其中CT1和CT2的原边串 联后与线路的零序CT相连,副边分别接入两个不同的A/D转换器,CPU通过总线获得经A/D转 换后的数字量,完成零序电流的采集。
3.根据权利要求1所述的一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,其特征是, 所述保护级互感器CT1采用采样线性范围广,可实现交流电流的大量程采集的互感器,采样 误差不大于1%,在0.04〜30A范围内可保证良好的线性度和准确度。
4.根据权利要求1所述的一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,其特征是, 所述测量级互感器CT2采用对于小电流的采样精度高,可实现较小电流的高精度采集的互 感器,采样误差不大于〇 • 2%,在〇. 04〜1 • 2A范围内拥有极高的采样准确度。
5. 根据权利要求1所述的一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,其特征是, 所述步骤2),判别是否发生单相接地故障,接地选线功能按线路间隔分布式配置,仅依靠单 间隔的采样数据实现对本线路是否发生单相接地故障的判别。
6. 根据权利要求1所述的一种基于双CT采样的分布式小电流接地选线方法,其特征是, 所述步骤4),综合选线逻辑判别采用基于暂态量和稳态量相结合的综合选线方法,所述暂 态量接地选线方法为暂态零序方向法,所述稳态量接地选线方法为谐波导纳叠加法。
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