CN108845225A - 基于故障分量检测的电力电容器、电抗器二次电流回路接线正确性分析方法 - Google Patents

Abstract

基于故障分量检测的电力电容器、电抗器二次电流回路接线正确性分析方法，该方法由数据采集、绘制二次电流回路展开图，确定数据采集时电力系统无故障，结合收集到的实时数据利用电力系统故障分析的对称分量法，计算得出故障分量，设定阀值与计算得出的故障分量含量进行比较，以故障分量含量的多少来分析判断所对应的二次电流回路接线是否正确。并在绘制完成的二次电流回路展开图上，标注输出电流回路检查结果，等几个步骤实现电力系统变电站中10kV、35kV电容器、电抗器间隔的二次电流回路接线正确性的判断。

Description

基于故障分量检测的电力电容器、电抗器二次电流回路接线 正确性分析方法

技术领域

本发明适用于电力系统继电保护专业，用于判断电力系统10kV、35kV电容器、电抗器间隔的二次电流回路接线正确与否，是一种适用于10kV、35kV电容器、电抗器间隔的二次电流回路接线正确性的检测分析方法。

背景技术

电力系统10kV、35kV电容器、电抗器间隔的二次电流接线的正确与否，直接影响电力系统10kV、35kV电容器、电抗器间隔继电保护装置的正确使用，因为二次电流回路接线错误，使10kV、35kV电容器、电抗器间隔继电保护装置失去方向性、以及差流计算错误，而造成10kV、35kV电容器、电抗器间隔继电保护装置误动作跳闸，导致的电力系统的供电可靠性降低事件多次发生。所以对10kV、35kV电容器、电抗器间隔二次电流回路接线的正确性及时作出分析，是电力系统继电保护专业保证10kV、35kV电容器、电抗器间隔的继电保护装置正确运行，提高设备供电可靠性的重要手段。

目前10kV、35kV电容器、电抗器间隔二次电流回路接线正确性分析，主要靠人工采集二次电流的向量数据，在同一坐标平面内绘制各电流向量图，根据向量图分析对比各电流向量之间的角度，幅值关系，最后得出二次电流路接线是否正确的分析结果。整个分析过程要对各电流向量之间是否是正序120度，幅值是否平衡进行多次计算比较，最后来判断其向量图是否正确，才能确认二次电流回路接线是否正常。采用旧的方法有着计算量大，要对比多个向量之间的角度差，及幅值差。故传统方法存在(1)多次计算，导致误差增大；(2)数据采集，计算过程用时长，效率低；(3)分析结果定位不明确的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有方法的缺陷，运用了电力一次系统故障分析理论的对称分量法，进行数据计算，得出所分析二次电流回路的不对称度，设定前提条件，用实测数据的计算结果与设定阀值进行比较，最终实现不需要绘制六角图(电流向量图)，仅使用一组电流数据中故障分量含量大小，就可以判断10kV、35kV电容器、电抗器间隔二次电流回路接线正确性的目的，本发明将电力系统故障分析理论用于电力系统继电保护专业日常工作中的10kV、35kV电容器、电抗器间隔二次电流回路接线检查正确性的判断上，提出了一种新的、高速、有效的判断10kV、35kV电容器、电抗器间隔二次电流回路接线检查正确性方法。

本发明是通过下列技术方案来实现的：

本发明包括参数获取，绘制该间隔设备的二次电流回路展开图、二次电流回路数据采集、二次电流回路故障分量计算、计算值对比、在展开图上输出分析结果。

基于故障分量检测的电力电容器、电抗器二次电流回路接线正确性分析方法，包括以下步骤：

1.1、获取10kV、35kV电容器、电抗器设备的二次电流回路参数，参数包含：电容器、电抗器两类，还包含一次间隔的电流互感器变比、二次电流回路编号、二次电流回路流入装置名称及用途，根据参数绘制整个设备间隔的二次电流回路展开图；

1.2、通过检查变电站母线电压正常的手段，确认当前变电站内无故障，确认当前变电站内无故障后，根据二次电流回路展开图，采集流入各继电保护装置的A、B、C、N相电流向量实时数据，实时数据包含：流进各继电保护装置的A、B、C电流幅值、相对角度,，N相电流幅值，以及本间隔的功率因数cosθ；

1.3、将采集到的A、B、C相电流向量数据，应用电力系统故障分析理论的对称分量法，计算出该A、B、C相二次电流中的故障分量含量，其故障分量包含：负序、零序分量的含量；

1.4、根据二次电流回路的实际情况，设定零、负序故障分量阀值，其中零负、序分量阀值设定为8％至12％之间；当计算得出的零序、负序分量数值高于设定的阀值时，则认为流入该装置二次电流回路接线有错误，低于阀值则认为该二次电流回路接线正常；

1.5、根据判断结果，在绘制好的二次电流回路展开图所对应的二次电流回路上，标注输出分析结果，判断为正确的二次电流回路标注正确，并标注对应二次电流回路编号以及电流幅值、角度，判断为有误的二次电流回路标注回路有错误，并标注对应二次电流回路编号以及电流幅值、角度，提示需要检查二次电流回路。

本发明还包括以下步骤：

2.1、当被测电力设备为电容器间隔时，当采集得到的该设备功率因数cosθ计算值不在-0.17至+0.17之间，且sinθ计算值不在-1至-0.98之间时，判断为该组电流回路接线有误，并在相应二次电流回路展开图上标注该电流回路接线有误，提示检查二次电流回路接线；

2.2、当被测电力设备为电抗器间隔时，当采集得到的该设备功率因数cosθ计算值不在-0.17至+0.17之间，且sinθ计算值不在+0.98至+1之间时，判断为该组电流回路接线有误，并在相应二次电流回路展开图上标注该电流回路接线有误，提示检查二次电流回路接线。

本发明实施步骤流程如图1基于故障分量检测的电力电容器、电抗器二次电流回路接线正确性分析方法流程图所示。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明二次电流回路展开图示意图；

图3为本发明电容器间隔判断有误逻辑图；

图4为本发明电容器间隔判断正确逻辑图；

图5为本发明电抗器间隔判断有误逻辑图；

图6为本发明电抗器间隔判断正确逻辑图。

具体实施方式

本发明通过收集10kV、35kV电容器、电抗器设备的参数，采集10kV、35kV电容器、电抗器设备的实时二次电流向量数据，运用电力一次系统故障分析理论的对称分量法，结合具体的二次电流数据进行计算，得出所需的零序故障分量、负序故障分量，设定前提条件，运用零序分量能较为灵敏的反应单相故障，负序分量能较为灵敏的反应两相故障的特点，用计算结果与设定阀值进行比较，得出10kV、35kV电容器、电抗器设备二次电流回路接线正确性的分析结果，本方法最终了实现无需绘制六角图(电流向量图)，仅使用一组电流数据中通过计算得出的故障分量含量大小，就能判断10kV、35kV电容器、电抗器设备二次电流回路接线正确性的目的。

本发明的施行步骤为：

1)、获取10kV、35kV电容器、电抗器电力设备的二次电流回路参数，参数包含：一次设备属性包含电力电容器、电力电抗器两类，还包含一次间隔的电流互感器变比、二次回路编号、电流回路流入装置名称及用途，根据参数绘制整个设备间隔的二次电流回路展开图，二次电流回路展开图示意图如图2所示；

2)、通过检查变电站内母线电压正常，无其它继电保护装置动作的手段，确认一次电力系统无故障；

3)、根据展开图所示的二次电流回路，采集流入各继电保护装置的A、B、C、N相电流向量实时数据，实时数据包含：流进各继电保护装置的A、B、C电流幅值、相对角度,，N相电流幅值，以及本间隔的功率因数cosθ，具体方法为：使用电流有效值测量仪器测量A、B、C相电流幅值，使用向量角度测量仪器，以A相母线电压U_an为基准，分别测量A、B、C相电流相对于U_an的相对角度，得到一组三个向量

4)、将采集到的向量，应用电力系统故障分析理论的对称分量法，计算出该组向量的零、负序分量的含量，其中负序故障分量含量I₂表示、零序故障分量含量I₀表示，具体计算公式如公式1所示：

定义是单位相量"i"依逆时针方向旋转120度

公式1：零、负序故障分量含量占比计算公式

5)、设定零、负序故障分量阀值，零序分量阀值以I_0set表示，负序分量阀值以I_2set表示，其中零序分量阀值I_0set为8％至12％之间人工取值，负序分量阀值I_2set为8％至12％之间人工取值；

6)、针对10、35kV电容器间隔测量分析时，由于电容器的电流、电压量，有着电流超前电压90゜的特性，所以电容器的功率因数上有着特殊的数值，则在分析电容器间隔的二次电流回路正确性时，进行功率因数的分析判断，具体方法为：在本说明书本所阐述发明的施行步骤3内容所述的向量角度数据的采集方法，是以A相母线电压U_an为基准，分别测量A、B、C相电流相对于U_an的相对角度，得到一组三个向量所以此时向量的角度就是被测电容器间隔的功角θ，则判断cosθ计算值不在-0.17至+0.17之间，且sinθ计算值不在-1至-0.98之间时，视为该组二次电流回路接线有误，同时当本间隔计算得出的零序分量I₀其数值高于设定的阀值I_0set时，或负序分量I₂其数值高于设定的阀值I_2set时，也认为接入该装置二次电流回路接线有错误，逻辑表达见图3所示。

当计算得出的零序分量I₀其数值低于设定的阀值I_0set时，且负序分量I₂其数值低于设定的阀值I_2set时，同时满足cosθ计算值在-0.17至+0.17之间，sinθ计算值在-1至-0.98之间时判断为接入该装置二次电流回路接线正确，逻辑表达见图4所示。

7)、针对10、35kV电抗器间隔测量分析时，由于电抗器的电流、电压量，有着电压超前电流90゜的特性，所以电抗器的功率因数上有着特殊的数值，则在分析电抗器间隔的二次电流回路正确性时，进行功率因数的分析判断，具体方法为：在本说明书本所阐述发明的施行步骤3内容所述的向量角度数据的采集方法，是以A相母线电压U_an为基准，分别测量A、B、C相电流相对于U_an的相对角度，得到一组三个向量所以此时向量的角度就是被测电抗器间隔的功角θ，则判断cosθ计算值不在-0.17至+0.17之间，且sinθ计算值不在+0.98至+1之间时，视为该组二次电流回路接线有误，同时当本间隔计算得出的零序分量I₀其数值高于设定的阀值I_0set时，或负序分量I₂其数值高于设定的阀值I_2set时，也认为接入该装置二次电流回路接线有错误。逻辑表达见图5所示。

当计算得出的零序分量I₀其数值低于设定的阀值I_0set时，且负序分量I₂其数值低于设定的阀值I_2set时，同时满足cosθ计算值在-0.17至+0.17之间，sinθ计算值在+0.98至+1之间时判断为接入该装置二次电流回路接线正确，逻辑表达见图6所示。

9)、根据判断结果，在绘制的电流回路展开图对应的二次电流回路上，标注输出分析结果，判断为正确的二次电流回路标注正确，并标注对应电流二次回路编号及电流幅值、角度；判断为有误的二次电流回路标注回路有错误，并标注对应电流二次回路编号及电流幅值、角度，提示需检查二次电流回路。

Claims (2)

1.基于故障分量检测的电力电容器、电抗器二次电流回路接线正确性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1、获取10kV、35kV电容器、电抗器设备的二次电流回路参数，参数包含：电容器、电抗器两类，还包含一次间隔的电流互感器变比、二次电流回路编号、二次电流回路流入装置名称及用途，根据参数绘制整个设备间隔的二次电流回路展开图；

1.2、通过检查变电站母线电压正常的手段，确认当前变电站内无故障，确认当前变电站内无故障后，根据二次电流回路展开图，采集流入各继电保护装置的A、B、C、N相电流向量实时数据，实时数据包含：流进各继电保护装置的A、B、C电流幅值、相对角度,，N相电流幅值，以及本间隔的功率因数cosθ；

1.3、将采集到的A、B、C相电流向量数据，应用电力系统故障分析理论的对称分量法，计算出该A、B、C相二次电流中的故障分量含量，其故障分量包含：负序、零序分量的含量；

1.4、根据二次电流回路的实际情况，设定零、负序故障分量阀值，其中零负、序分量阀值设定为8％至12％之间；当计算得出的零序、负序分量数值高于设定的阀值时，则认为流入该装置二次电流回路接线有错误，低于阀值则认为该二次电流回路接线正常；

1.5、根据判断结果，在绘制好的二次电流回路展开图所对应的二次电流回路上，标注输出分析结果，判断为正确的二次电流回路标注正确，并标注对应二次电流回路编号以及电流幅值、角度，判断为有误的二次电流回路标注回路有错误，并标注对应二次电流回路编号以及电流幅值、角度，提示需要检查二次电流回路。

2.根据权利要求1所述的基于故障分量检测的电力电容器、电抗器二次电流回路接线正确性分析方法，其特征是，还包括以下步骤：

2.1、当被测电力设备为电容器间隔时，当采集得到的该设备功率因数cosθ计算值不在-0.17至+0.17之间，且sinθ计算值不在-1至-0.98之间时，判断为该组电流回路接线有误，并在相应二次电流回路展开图上标注该电流回路接线有误，提示检查二次电流回路接线；

2.2、当被测电力设备为电抗器间隔时，当采集得到的该设备功率因数cosθ计算值不在-0.17至+0.17之间，且sinθ计算值不在+0.98至+1之间时，判断为该组电流回路接线有误，并在相应二次电流回路展开图上标注该电流回路接线有误，提示检查二次电流回路接线。