CN107870311A - 一种混联电流互感器的检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混联电流互感器检测系统，该系统的变压器物理模拟单元的低压侧、中压侧和高压侧分别通过组成电流互感器物理模拟单元组中的三个电流互感器物理模拟单元与负荷物理模拟单元相连接、无穷大系统物理模拟单元相连接和母线的一端相连接；母线的另一端通过电流互感器物理模拟单元组中的另外两个电流互感器物理模拟单元分别与等值发电机组物理模拟单元相连接和输电线路物理模拟单元相连接。本发明提供的一种混联电流互感器的检测系统与实际系统等效，能够模拟实际系统中混联电流互感器的混联运行方式及运行特性；能够提高差动保护动作的可靠性和灵敏性。

Description

一种混联电流互感器的检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及一种电流互感器检测系统及检测方法，具体涉及一种混联电流互感器的检测系统及检测方法。

背景技术

为了减少电流互感器不平衡电流对差动保护的影响以及提高差动保护动作的可靠性、灵敏性，不仅应该考虑单个电流互感器是否满足输电系统的要求，还要考虑输电系统各侧电流互感器的特性以及相互配合情况。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》规定主设备差动保护各侧的电流互感器的相关特性应一致，以避免遇到较大短路电流时因各侧电流互感器的暂态特性不一致导致保护不正确动作。但是，在变电站扩建和改造过程中，为减少工程量、降低成本，差动保护的电流互感器的特性实际很难做到完全一致，往往出现不同类型电流互感器混联运行的情况。在线路纵联保护、母线差动保护、变压器差动保护中，混合使用常规互感器和电子式互感器会导致差动保护的误动，降低差动保护动作的可靠性和灵敏性，影响输电系统的正常运行。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种混联电流互感器的检测系统及检测方法，提高差动保护动作的可靠性和灵敏性。

本发明的上述目的是采用下述技术方案实现的：

一种混联电流互感器的检测系统，所述检测系统包括：等值发电机组物理模拟单元、负荷物理模拟单元、无穷大系统物理模拟单元、变压器物理模拟单元、输电线路物理模拟单元、电流互感器物理模拟单元组、录波器单元和控制台；

所述变压器物理模拟单元的低压侧、中压侧和高压侧分别通过组成所述电流互感器物理模拟单元组中的三个电流互感器物理模拟单元与负荷物理模拟单元相连接、无穷大系统物理模拟单元相连接和母线的一端相连接；所述母线的另一端通过所述电流互感器物理模拟单元组中的另外两个电流互感器物理模拟单元分别与等值发电机组物理模拟单元相连接和输电线路物理模拟单元相连接；

所述输电线路物理模拟单元通过所述电流互感器物理模拟单元组中的其余一个所述电流互感器物理模拟单元与无穷大系统物理模拟单元相连接；

组成所述电流互感器物理模拟单元组的所述电流互感器物理模拟单元分别通过滤波单元与控制台相连接。

组成所述电流互感器物理模拟单元组的所述电流互感器物理模拟单元包括：电子式电流互感器、TPY级电流互感器和P级电流互感器。

所述电子式电流互感器包括：

设有两个输出电流信号输出端的输出单元；

设有采集输出的电流信号的射频插头输入端和将产生的电流信号输出的射频插头输出端的线圈单元；所述线圈单元设有绝缘层，所述线圈为空心线圈；

所述线圈单元设有加强所述电流信号的导磁体，和

设置所述线圈单元的壳体。

所述TPY级电流互感器包括：由铁芯和设置在铁芯上的二次绕组构成的电流互感器线圈；

所述铁芯由两个对接的半环形铁芯体组成的连续封闭的环形铁芯；所述铁芯上设有由两个半环形铁芯体的对接处粘接绝缘板形成的对称分布的气隙；

所述二次绕组是由内向外均匀缠绕在所述铁芯上的电磁线圈构成；所述电磁线圈之间及电磁线圈与铁芯之间均设有由聚酯薄膜组成的绝缘层。

所述输电线路物理模拟单元的两侧分别设有电磁式电流互感器和电子式电流互感器模型；或

一侧设有TPY级电流互感器，另一侧设有P级电流互感器模型。

所述变压器物理模拟单元的高压侧和中压侧均设有TPY级电流互感器，低压侧设有P级电流互感器；或

高压侧设有TPY级电流互感器，中压侧和低压侧均设有P级电流互感器。

所述检测方法包括如下步骤：

1)检测系统上设置故障点；

2)于录波器单元上配置采样频率、电流变比以及录波存储路径；

3)于电流互感器上配置模拟量通道；

4)检测所述检测系统的单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障。

所述故障点包括：输电线路物理模拟单元内侧的故障点FD1和外侧的故障点FD2；母线内侧的故障点FD3和外侧的故障点FD4；变压器物理模拟单元内侧的故障点FD5、FD6和FD7，外侧的故障点FD8和FD9。

所述检测系统的单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障的检测包括：

差动保护下，检测不同故障点母线发生的单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障时是否发生误动作；

差动保护下，检检测输电线路物理模拟单元在不同故障点下发生单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障时是否发生误动作；

差动保护下，检检测变压器物理模拟单元在不同故障点下发生单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障时是否发生误动作；

所述故障点持续故障的时间为80ms。

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：

1、本发明提供的混联电流互感器的检测系统与实际系统等效，能够模拟实际系统中混联电流互感器的混联运行方式及运行特性；

2、本发明提供的混联电流互感器的检测系统能够提高差动保护动作的可靠性和灵敏性。

附图说明

图1为混联电流互感器的检测系统的结构示意图；

图2为混联电流互感器的检测系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明的技术方案是：建立含有多类型电流互感器模拟单元的电力系统动态模拟系统，包括：等值发电机组物理模拟单元、负荷物理模拟单元、无穷大系统物理模拟单元、变压器物理模拟单元、输电线路物理模拟单元，电流互感器物理模拟单元组、录波器单元和控制台；根据图1所示，

所述变压器物理模拟单元的低压侧、中压侧和高压侧分别通过组成所述电流互感器物理模拟单元组中的三个电流互感器物理模拟单元与负荷物理模拟单元相连接、无穷大系统物理模拟单元相连接和母线的一端相连接；所述母线的另一端通过所述电流互感器物理模拟单元组中的另外两个电流互感器物理模拟单元分别与等值发电机组物理模拟单元相连接和输电线路物理模拟单元相连接；所述输电线路物理模拟单元通过所述电流互感器物理模拟单元组中的其余一个所述电流互感器物理模拟单元与无穷大系统物理模拟单元相连接；组成所述电流互感器物理模拟单元组的所述电流互感器物理模拟单元分别通过滤波单元与控制台相连接。

等值发电机组物理模拟单元、无穷大系统物理模拟单元、变压器物理模拟单元、负荷物理模拟单元及多类型电流互感器单元通过输电线路物理模拟单元连接形成物理动模检测系统，模拟系统不同的运行方式以及可能发生的各种故障。

流互感器模拟单元，用于模拟母线、变压器、线路采用不同类型电流互感器混联运行时对保护的影响研究，其包括电子式电流互感器模型、TPY级电流互感器模型及P级电流互感器模型，如图2所示，电流互感器分别串接在母线、线路及变压器的支路上。保护用不同类型电流互感器混联运行方式包括线路保护用不同类型电流互感器混联运行方式、母线保护用不同类型电流互感器混联运行方式、变压器保护用不同类型电流互感器混联运行方式。其中，电子式电流互感器模型不存在铁磁饱和问题，具有较好的暂态特性。TPY电流互感器模型的铁芯中带有气隙，能满足短路电流具有非周期分量时暂态过程性能要求。P级电流互感器模型不具有暂态特性易饱和。

线路保护用不同类型电流互感器混联运行方式包括线路一侧使用电磁式电流互感器模型，另一侧使用电子式电流互感器模型，以及一侧使用TPY级电流互感器模型，另一侧使用P级电流互感器模型。母线保护用不同类型电流互感器混联运行方式包括指定间隔使用P级电流互感器模型，其余间隔使用TPY级电流互感器模型或电子式电流互感器。变压器保护用不同类型电流互感器混联运行方式包括高压侧和中压侧使用TPY级电流互感器，低压侧使用P级电流互感器，以及高压侧使用TPY级电流互感器，中压侧和低压侧使用P级电流互感器。

本发明涉及多类型电流互感器混联运行电力系统动模检测方法，应用于差动保护检测平台，差动保护检测平台包括母线差动保护、输电线路差动保护及变压器差动保护，母线差动保护根据母线的接线方式及各支路短路电流特性，选择不同类型电流互感器，建设多类型电流互感器混联运行模型，输电线路差动保护根据输电线路电压等级及短路电流特性，选择合理电流互感器，建设多类型电流互感器混联单元，变压器差动保护根据变压器高压侧电压等级及各侧短路电流特性，选择不同类型电流互感器，建设多类型电流互感器混联单元。模拟系统可能发生的各种故障类型和运行工况，可用于提高差动保护动作的可靠性及提出应对措施。

该检测方法可用于检测电流互感器混联运行对保护装置动作的影响，多类型电流互感器混联运行电力系统动模检测方法包括如下步骤：

1)对所述的电力系统动模检测平台进行设置以下故障点位置，如图2所示，线路区内外FD1、FD2，母线区内外FD3、FD4，变压器区内外FD5、FD6、FD7、FD8、FD9，分别模拟单相故障、相间故障、相间接地故障及三相故障，、故障类型以及模拟一次系统故障时间为80ms，并模拟实际系统的正常运行。

2)对所述的录波器配置相应的采样率、电流变比以及录波存储路径，并给所选择的电流互感器配置相应的模拟量通道。

3)模拟工程现场母线保护不同类型电流互感器混联运行方式，通过模拟区内外不同故障点下的故障，记录不同类型电流互感器混联运行时电流差异及对母线差动保护的影响，混联运行时如果P级电流互感器所在支路发生区外故障，故障电流引起P级电流互感器饱和时，可能会导致母线差动保护误动作。

4)模拟工程现场线路保护不同类型电流互感器混联运行方式，通过模拟区内外不同故障点下的故障，记录不同类型电流互感器混联运行时电流差异及对线路差动保护的影响，混联运行时如果P级电流互感器所在支路发生区外故障，故障电流引起P级电流互感器饱和时，可能会导致线路差动保护误动作。

5)模拟工程现场变压器保护不同类型电流互感器混联运行方式，通过模拟区内外不同故障点下的故障，记录不同类型电流互感器混联运行时电流差异及对变压器差动保护的影响，混联运行时如果变压器低压侧发生区外故障，故障电流引起P级电流互感器饱和时，可能会导致变压器差动保护误动作。

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 (9)

1.一种混联电流互感器的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：等值发电机组物理模拟单元、负荷物理模拟单元、无穷大系统物理模拟单元、变压器物理模拟单元、输电线路物理模拟单元、电流互感器物理模拟单元组、录波器单元和控制台；

所述变压器物理模拟单元的低压侧、中压侧和高压侧分别通过组成所述电流互感器物理模拟单元组中的三个电流互感器物理模拟单元与负荷物理模拟单元相连接、无穷大系统物理模拟单元相连接和母线的一端相连接；所述母线的另一端通过所述电流互感器物理模拟单元组中的另外两个电流互感器物理模拟单元分别与等值发电机组物理模拟单元相连接和输电线路物理模拟单元相连接；

所述输电线路物理模拟单元通过所述电流互感器物理模拟单元组中的其余一个所述电流互感器物理模拟单元与无穷大系统物理模拟单元相连接；

组成所述电流互感器物理模拟单元组的所述电流互感器物理模拟单元分别通过滤波单元与控制台相连接。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，组成所述电流互感器物理模拟单元组的所述电流互感器物理模拟单元包括：电子式电流互感器、TPY级电流互感器和P级电流互感器。

3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述电子式电流互感器包括：

设有两个输出电流信号输出端的输出单元；

设有采集输出的电流信号的射频插头输入端和将产生的电流信号输出的射频插头输出端的线圈单元；所述线圈单元设有绝缘层，所述线圈为空心线圈；

所述线圈单元设有加强所述电流信号的导磁体，和

设置所述线圈单元的壳体。

4.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述TPY级电流互感器包括：由铁芯和设置在铁芯上的二次绕组构成的电流互感器线圈；

所述铁芯由两个对接的半环形铁芯体组成的连续封闭的环形铁芯；所述铁芯上设有由两个半环形铁芯体的对接处粘接绝缘板形成的对称分布的气隙；

所述二次绕组是由内向外均匀缠绕在所述铁芯上的电磁线圈构成；所述电磁线圈之间及电磁线圈与铁芯之间均设有由聚酯薄膜组成的绝缘层。

5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述输电线路物理模拟单元的两侧分别设有电磁式电流互感器和电子式电流互感器模型；或

一侧设有TPY级电流互感器，另一侧设有P级电流互感器模型。

6.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述变压器物理模拟单元的高压侧和中压侧均设有TPY级电流互感器，低压侧设有P级电流互感器；或

高压侧设有TPY级电流互感器，中压侧和低压侧均设有P级电流互感器。

7.一种采用权利要求1所述检测系统的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：

1)检测系统上设置故障点；

2)于录波器单元上配置采样频率、电流变比以及录波存储路径；

3)于电流互感器上配置模拟量通道；

4)检测所述检测系统的单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述故障点包括：输电线路物理模拟单元内侧的故障点FD1和外侧的故障点FD2；母线内侧的故障点FD3和外侧的故障点FD4；变压器物理模拟单元内侧的故障点FD5、FD6和FD7，外侧的故障点FD8和FD9。

9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述检测系统的单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障的检测包括：

差动保护下，检测不同故障点母线发生的单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障时是否发生误动作；

差动保护下，检检测输电线路物理模拟单元在不同故障点下发生单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障时是否发生误动作；

差动保护下，检检测变压器物理模拟单元在不同故障点下发生单相故障、相间故障、相间接地故障和三相故障时是否发生误动作；

所述故障点持续故障的时间为80ms。