CN108414874B - 差动保护线路校验方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种差动保护线路校验方法、装置和设备，该差动保护线路校验方法包括获取所述电流采集器采集的所述第一电流互感器上的高压侧电流值以及第二电流互感器上的低压侧电流值；根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值，并求取所述高压侧理论电流值与所述高压侧电流值之间的电流差值；判断所述电流差值是否超过第一阈值，若未超过，则判定所述变压器中的差动保护二次回路接线正确。本发明实施例能够有效确保变压器差动保护回路的接线的正确性，降低变压器使用时的安全隐患，提高变压器投运时的稳定性，且本发明校验过程简单，准确性高。

Description

差动保护线路校验方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及电力系统差动保护技术领域，具体而言，涉及一种差动保护线路校验方法、装置及设备。

背景技术

在进行变压器差动保护交接试验时，由于变压器高压侧无可靠电源，馈线侧无可靠负载，导致差动保护试验电源的电流取用存在不稳定的问题，进而影响判断差动保护二次回路接线的准确性，因此，针对差动保护回路中的线路接线正确与否存在多种校验方式，但现有的验证过程复杂，且准确性和可靠性无法保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种差动保护线路校验方法、装置及设备，能够有效缓解上述问题，具体如下。

本发明实施例提供一种差动保护线路校验设备，应用于变压器的差动保护回路校验，包括微处理器、电流采集器、第一电流互感器和第二电流互感器；

所述第一电流互感器的一端与所述变压器的高压侧连接、另一端外接电源，所述第二电流互感器的一端与所述变压器的低压侧连接、另一端接地，所述电流采集器的输入端与所述第一电流互感器的输出端和所述第二电流互感器的输出端分别连接以检测所述变压器的高压侧电流和低压侧电流，所述电流采集器的输出端与所述微处理器连接。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第一电流互感器为多个，所述第二电流互感器为多个，且多个所述第一电流互感器串联设置于所述变压器的高压侧与所述电源之间，多个所述第二电流互感器串联设置于所述变压器的低压侧与地之间。

在本发明较佳实施例的选择中，所述电源为380V低压三相电源。

本发明较佳实施例还提供一种差动保护线路校验方法，应用于上述的差动保护线路校验设备中的微处理器，所述差动保护线路校验方法包括：

获取所述电流采集器采集的所述第一电流互感器上的高压侧电流值以及第二电流互感器上的低压侧电流值；

根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值，并求取所述高压侧理论电流值与所述高压侧电流值之间的电流差值；

判断所述电流差值是否超过第一阈值，若未超过，则判定所述变压器中的差动保护二次回路接线正确。

在本发明较佳实施例的选择中，根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值的步骤，包括：

获取变压器差动保护平衡系数；

根据所述平衡系数和所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值。

在本发明较佳实施例的选择中，所述变压器差动保护平衡系数K通过以下公式计算得到：

其中，n_cT-低为低-主变低压侧CT变比，n_cT-高为高-主变低压侧CT变比，κ为主变高低压侧额定电压比。

在本发明较佳实施例的选择中，所述方法还包括：

若所述电流差值超过第一阈值，则判断所述电流差值是否超过第二阈值；

若所述电流差值超过第一阈值，未超过第二阈值，则生成第一报警信号进行报警；

若所述电流差值超过第二阈值，则生成第二报警信号并进行报警。

本发明较佳实施例还提供一种差动保护线路校验装置，应用于上述的差动保护线路校验设备中的微处理器，所述差动保护线路校验装置包括：

电流获取模块，用于获取所述电流采集器采集的所述第一电流互感器上的低压侧电流值以及第二电流互感器上的高压侧电流值；

差值计算模块，用于根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值，并求取所述高压侧理论电流值与所述高压侧电流值之间的电流差值；

判断模块，用于判断所述电流差值是否超过第一阈值，若未超过，则判定所述变压器中的差动保护二次回路接线正确。

在本发明较佳实施例的选择中，所述差值计算模块包括：

系数获取单元，用于获取变压器差动保护平衡系数；

电流计算单元，用于根据所述平衡系数和所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值。

在本发明较佳实施例的选择中，所述变压器差动保护平衡系数K通过以下公式计算得到：

其中，n_cT-低为低-主变低压侧CT变比，n_cT-高为高-主变低压侧CT变比，κ为主变高低压侧额定电压比。

在本发明较佳实施例的选择中，所述判断模块还用于在所述电流差值超过第一阈值时，判断所述电流差值是否超过第二阈值，若所述电流差值超过第一阈值，未超过第二阈值，则生成第一报警信号进行报警；以及

若所述电流差值超过第二阈值，则生成第二报警信号并进行报警。

与现有技术相比，本发明实施例提供的差动保护线路校验方法、装置及设备，通过对差动保护线路校验设备的巧妙设计，能够通过测量变压器两侧的高压侧电流值和低压侧电流值以判定变压器差动保护回路的接线的正确性，降低变压器使用时的安全隐患，提高变压器投运时的稳定性，且本发明给出的校验方法简单，准确性高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的差动保护线路设备的方框结构示意图。

图2为本发明实施例提供的差动保护线路方法的流程示意图。

图3为图2中所示的步骤S20的子流程示意图。

图4为本发明实施例提供的差动保护线路的方框结构示意图。

图标：10-差动保护线路校验设备；11-微处理器；110-差动保护线路校验装置；111-电流获取模块；112-差值计算模块；1120-系数获取单元；1121-电流计算单元；113-判断模块；12-电流采集器；13-第一电流互感器；14-第二电流互感器；15-电源；16-地端。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一、第二、第三、第四等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，为本发明实施例提供的差动保护线路校验设备10的方框结构示意图。其中，所述差动保护线路校验设备10包括微处理器11、电流采集器12、第一电流互感器13和第二电流互感器14。所述第一电流互感器13的一端(一次侧一端)与所述变压器的高压侧连接、另一端外接电源15，所述第二电流互感器14的一端与所述变压器的低压侧连接、另一端接地，所述电流采集器12的输入端与所述第一电流互感器13的输出端和所述第二电流互感器14的输出端分别连接以检测所述变压器的高压侧电流和低压侧电流，所述电流采集器12的输出端与所述微处理器11连接。

首先需要理解的，在本实施例中，所述差动保护线路校验设备10应用于变压器的差动保护回路校验，即本发明中给出的差动保护线路校验设备10是将现有的变压器和用于差动保护的差动保护回路当做一个整体进行线路校验，避免了现有技术中基于差动保护回路进行差动保护线路校验时的校验过程复杂等问题。同时，如图1所示，本发明中的第二电流互感器14的另一端与地端16连接，即本发明可采用在主变低压CT(CurrentTransformer，电流互感器)侧接地产生电流代替电容负载电流，可实现用低电压代替高电压完成差动保护试验。应注意，本实施例中的所给出的差动保护回路均是指差动保护回路二次接线的线路，所述第一电流互感器13的输出端是指二次侧输出端，所述第二电流互感器14的输出端是也是指二次侧输出端。

进一步地，所述微处理器11作为所述差动保护线路校验设备10的核心控制部件，用于对所述电流采集器12中采集到的差动电流进行处理和判断，进而实现对差动保护线路的校验。可选地，所述微处理器11可以是但不限于STM32系列微处理器11，如STM32系列的微处理器11中的主流产品(STM32F0、STM32F1、STM32F3)、超低功耗产品(STM32L0、STM32L1、STM32L4、STM32L4+)、高性能产品(STM32F2、STM32F4、STM32F7、STM32H7)等。在此应注意的是，所述微处理器11中可集成有存储器、显示器、报警器、LED灯等，本实施例在此不做限制。

所述电流采集器12用于采集所述变压器的高压侧电流和低压侧电流并将检测结果发送给所述微处理器11进行处理。可选地，所述电流采集器12可以是但不限于RS232总线数据采集器、RS485总线数据采集器或防干扰通道隔离型数据采集器等。本实施例中，采用电流采集器12进行电流采集能够有效解决试验电流漂浮的问题，使得判断更加准确。

所述第一电流互感器13可以为多个，所述第二电流互感器14可以为多个，且多个所述第一电流互感器13串联设置于所述变压器的高压侧与所述电源15之间，多个所述第二电流互感器14串联设置于所述变压器的低压侧与地之间。其中，所述第一电流互感器13和所述第二电流互感器14的数量可根据实际需求进行灵活设计，例如，所述第一电流互感器13和所述第二电流互感器14均可以为三个，或者所述第一电流互感器13为三个，所述第二电流互感器14为两个等，本实施例在此不做限制。

此外，所述第一电流互感器13和所述第二电流互感器14可以为相同型号或者不同型号等，如LZFWT2-27.5、LVB-220W3型的电流互感器等。在本实施例中，通过将第二电流互感器14的一端接地代替现有的电容进行差动电流的测量，能够有效提高测量过程的便捷和准确性。

所述电源15用于为整个测量过程提供电能供给，解决现有技术中电能获取复杂且危险系数高的问题。本实施例中，所述电源15可以选用但不限于380V三相电源。同时，根据所述电源15的不同，在对所述第一电流互感器13或所述第二电流互感器14进行选择时，所述第一电流互感器13可以选用220KV的电流互感器，所述第二电流互感器14可以选用27.5KV的电流互感器等，本实施例在此不做限制。

基于对上述差动保护线路校验设备10的设计和描述，如图2所示，本发明实施例还提供一种应用于上述差动保护线路校验设备10的差动保护线路校验方法，下面将结合图2中的具体步骤和流程对所述差动保护线路校验方法进行介绍。应理解的是，所述差动保护线路校验方法的实际实现过程不以下述步骤为限制。

步骤S10，获取所述电流采集器12采集的所述第一电流互感器13上的高压侧电流值以及第二电流互感器14上的低压侧电流值。

可选地，在实际实施时，根据所述第一电流互感器13和所述第二电流互感器14的数量的不同，所述低压侧电流值和所述高压侧电流值可分别为多个。但可以理解的是，针对同一差动保护线路校验设备10，多个低压侧电流值或多个高压侧电流值均相同。

步骤S20，根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值，并求取所述高压侧理论电流值与所述高压侧电流值之间的电流差值。

可选地，如图3所示，在本实施例中，根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值的包括以下步骤。

步骤S200，获取变压器差动保护平衡系数。

步骤S210，根据所述平衡系数和所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值。

上述步骤S200-步骤S210中，所述变压器差动保护平衡系数可根据实际需求进行手动输入，也可以是预存在所述微处理器11中，并在使用时进行系数调用，本实施例在此不做限制。可选地，所述变压器差动保护平衡系数K可通过公式

计算得到，其中，n_cT-低为低-主变低压侧CT变比，n_cT-高为高-主变低压侧CT变比，κ为主变高低压侧额定电压比，如-1或1。

可选地，在实际实施时，可将所述变压器差动保护平衡系数与低压侧电流值相乘得到的乘积作为高压侧理论电流值。此外，作为另外一种实施方式，也可根据实际经验获取高压侧理论电流值并预存在微处理器11中。

步骤S30，判断所述电流差值是否超过第一阈值，若未超过，则执行步骤S40，反之，则执行步骤S50。

步骤S40，判定所述变压器中的差动保护二次回路接线正确。

步骤S50，判断所述电流差值是否超过第二阈值，若未超过，则执行步骤S51，反之，则执行步骤S52。

步骤S51，若所述电流差值超过第一阈值，未超过第二阈值，则生成第一报警信号进行报警。

步骤S52，若所述电流差值超过第二阈值，则生成第二报警信号并进行报警。

上述步骤S30至步骤S52中的所述的第一阈值和第二阈值均可根据实际需求进行灵活设定，本实施例在此不做限制。另外，在对判断结果进行显示时，可采用不同颜色的LED等进行显示，也可通过显示屏、报警器等实现，本实施例中在此不做限制。

进一步地，如图4所示，本发明较佳实施例还提供一种差动保护线路校验装置110，该差动保护线路校验装置110应用于所述差动保护线路校验设备10中的微处理器11，该差动保护线路校验装置110包括电流获取模块111、差值计算模块112和判断模块113。

所述电流获取模块111，用于获取所述电流采集器12采集的所述第一电流互感器13上的低压侧电流值以及第二电流互感器14上的高压侧电流值。本实施例中，关于所述电流获取模块111的描述具体可参考上述步骤S10的详细描述，也即，所述步骤S10可以由电流获取模块111执行，因而在此不作更多说明。

所述差值计算模块112，用于根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值，并求取所述高压侧理论电流值与所述高压侧电流值之间的电流差值。本实施例中，关于所述差值计算模块112的描述具体可参考上述步骤S20的详细描述，也即，所述步骤S20可以由差值计算模块112执行，因而在此不作更多说明。可选地，所述差值计算模块112包括系数获取单元1120和电流计算单元1121。

所述系数获取单元1120，用于获取变压器差动保护平衡系数。本实施例中，关于所述系数获取单元1120的描述具体可参考上述步骤S200的详细描述，也即，所述步骤S200可以由系数获取单元1120执行，因而在此不作更多说明。

所述电流计算单元1121，用于根据所述平衡系数和所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值。本实施例中，关于所述电流计算单元1121的描述具体可参考上述步骤S210的详细描述，也即，所述步骤S210可以由电流计算单元1121执行，因而在此不作更多说明。

所述判断模块113，用于判断所述电流差值是否超过第一阈值，若未超过，则判定所述变压器中的差动保护二次回路接线正确。所述判断模块113还用于在所述电流差值超过第一阈值时，判断所述电流差值是否超过第二阈值，若所述电流差值超过第一阈值，未超过第二阈值，则生成第一报警信号进行报警；以及若所述电流差值超过第二阈值，则生成第二报警信号并进行报警。本实施例中，关于所述判断模块113的描述具体可参考上述步骤S30-步骤S52的详细描述，也即，所述步骤S30-步骤S52可以由判断模块113执行，因而在此不作更多说明。

综上所述，本发明实施例提供的差动保护线路校验方法、装置及设备，通过对差动保护线路校验设备10的巧妙设计，能够通过测量变压器两侧的高压侧电流值和低压侧电流值以判定变压器差动保护回路的接线的正确性，降低变压器使用时的安全隐患，提高变压器投运时的稳定性。且本发明给出的校验方法简单，准确性高。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种差动保护线路校验设备，应用于变压器的差动保护回路校验，其特征在于，包括微处理器、电流采集器、第一电流互感器和第二电流互感器；

所述第一电流互感器的一端与所述变压器的高压侧连接、另一端外接电源，所述第二电流互感器的一端与所述变压器的低压侧连接、另一端接地，所述电流采集器的输入端与所述第一电流互感器的输出端和所述第二电流互感器的输出端分别连接以检测所述变压器的高压侧电流和低压侧电流，所述电流采集器的输出端与所述微处理器连接；采用在主变低压CT侧接地产生电流代替电容负载电流，实现用低电压代替高电压完成差动保护试验；

所述第一电流互感器为多个，所述第二电流互感器为多个，且多个所述第一电流互感器串联设置于所述变压器的高压侧与所述电源之间，多个所述第二电流互感器串联设置于所述变压器的低压侧与地之间；

所述差动保护线路校验设备的使用方法包括：

获取所述电流采集器采集的所述第一电流互感器上的高压侧电流值以及第二电流互感器上的低压侧电流值；

根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值，并求取所述高压侧理论电流值与所述高压侧电流值之间的电流差值；

判断所述电流差值是否超过第一阈值，若未超过，则判定所述变压器中的差动保护二次回路接线正确；

若所述电流差值超过第一阈值，则判断所述电流差值是否超过第二阈值；

若所述电流差值超过第一阈值，未超过第二阈值，则生成第一报警信号进行报警；

若所述电流差值超过第二阈值，则生成第二报警信号并进行报警。

2.根据权利要求1所述的差动保护线路校验设备，其特征在于，所述电源为380V低压三相电源。

3.一种差动保护线路校验方法，其特征在于，应用于权利要求1-2中任一项所述的差动保护线路校验设备中的微处理器，所述差动保护线路校验方法包括：

获取所述电流采集器采集的所述第一电流互感器上的高压侧电流值以及第二电流互感器上的低压侧电流值；

根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值，并求取所述高压侧理论电流值与所述高压侧电流值之间的电流差值；

判断所述电流差值是否超过第一阈值，若未超过，则判定所述变压器中的差动保护二次回路接线正确。

4.根据权利要求3所述的差动保护线路校验方法，其特征在于，根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值的步骤，包括：

获取变压器差动保护平衡系数；

根据所述平衡系数和所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值。

5.根据权利要求4所述的差动保护线路校验方法，其特征在于，所述变压器差动保护平衡系数K通过以下公式计算得到：

其中，

为低-主变低压侧CT变比，

为高-主变低压侧CT变比，κ为主变高低压侧额定电压比。

6.根据权利要求3所述的差动保护线路校验方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述电流差值超过第一阈值，则判断所述电流差值是否超过第二阈值；

若所述电流差值超过第一阈值，未超过第二阈值，则生成第一报警信号进行报警；

若所述电流差值超过第二阈值，则生成第二报警信号并进行报警。

7.一种差动保护线路校验装置，其特征在于，应用于权利要求1-3中任一项所述的差动保护线路校验设备中的微处理器，所述差动保护线路校验装置包括：

电流获取模块，用于获取所述电流采集器采集的所述第一电流互感器上的低压侧电流值以及第二电流互感器上的高压侧电流值；

差值计算模块，用于根据所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值，并求取所述高压侧理论电流值与所述高压侧电流值之间的电流差值；

判断模块，用于判断所述电流差值是否超过第一阈值，若未超过，则判定所述变压器中的差动保护二次回路接线正确。

8.根据权利要求7所述的差动保护线路校验装置，其特征在于，所述差值计算模块包括：

系数获取单元，用于获取变压器差动保护平衡系数；

电流计算单元，用于根据所述平衡系数和所述低压侧电流值计算高压侧理论电流值。

9.根据权利要求8所述的差动保护线路校验装置，其特征在于，所述变压器差动保护平衡系数K通过以下公式计算得到：

其中，

为低-主变低压侧CT变比，

为高-主变低压侧CT变比，κ为主变高低压侧额定电压比。

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