CN111562523A - 一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法及系统 - Google Patents

一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法及系统,为了解决保护装置的互感器异常的告警逻辑未能满足现场运行需要,在一次系统、二次系统均正常运行时错误告警,而目前互感器断线方法存在类似的缺陷,未能躲开因一次系统两个分支各相阻抗差别引起各分支三相电流分配不平衡的情况,本发明的方案能够满足现场运行需要,在一次系统、二次系统均正常运行时不会错误告警,且在个别互感器发生断线时,保护装置能够正确识别断线情况,并在故障情况下正确动作,提升了保护装置应对互感器异常的判断能力,避免了当前互感器断线判别方法存在不能正确判断互感器断线的类似缺陷,避免了闭锁保护导致的保护误动或据动的严重后果。

Description

一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域,并且更具体地,涉及一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法及系统。
背景技术
随着电网建设步伐不断加快,电网结构日益复杂,电力线路、变压器的互感器等报警、误动等事故时有发生,给电力线路、变压器等设备设施的安全稳定运行增加了巨大的压力。因此,变电站内出现互感器异常告警信号时,变电站运行维护人员将非常重视该事件,需及时处理。福建某变电站在一次系统正常运行时,主变保护装置频发TA(电流互感器)异常告警。异常告警是因一次系统两个分支各相阻抗差别引起各分支三相电流分配不平衡导致的,而实际一次系统两个分支的三相电流和电流平衡,系统正常运行。
现有的保护装置的互感器异常的告警逻辑未能满足现场运行需要,在一次系统、二次系统均正常运行时错误告警,而目前互感器断线方法存在类似的缺陷,未能躲开因一次系统两个分支各相阻抗差别引起各分支三相电流分配不平衡的情况。因此,需要开展适用于3/2接线的继电保护互感器断线辨别方法研究,以提升保护装置应对互感器异常的判断能力。
发明内容
本发明提出一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法及系统,以解决如何在互感器断线的情况下正确动作的问题。
为了解决上述问题,根据本发明的一个方面,提供了一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法,所述方法包括:
步骤1,当保护装置启动时,判断变压器的每一侧每一相是否均满足该相的阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差小于等于第一预设阈值,并获取第一判断结果;
步骤2,当所述第一判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的相电流和相电压的置信度均为第一置信度阈值;
步骤3,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第二判断结果;
步骤4,当所述第二判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度均为第一置信度阈值;
步骤5,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第三判断结果;
步骤6,当所述第三判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度均为第一置信度阈值;
步骤7,根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口;其中,所述电气量包括:自产零序电流、外接零序电流、相电流、自产零序电压、外接零序电压和相电压及其置信度。
优选地,其中所述方法还包括:
根据变压器的漏抗值分别确定所述变压器的每一侧每一相对应的阻抗基准值。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第二判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电流的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
根据故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、和外接零序电流的置信度,确定所述变压器的外接零序电流存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第三判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电压的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
根据所述故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、外接零序电流、自产零序电压和外接零序电压的置信度,确定所述变压器的外接零序电压存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第一判断结果指示不满足时,确定每个阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差大于第一预设阈值的相为异常相,所述异常相所在的侧为故障侧,其他侧为正常侧;并确定正常侧的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值,故障侧的正常相的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的异常相的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值;
确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断每侧是否满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第四判断结果;
当所述第四判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电流的置信度为第一置信度阈值;
确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断每侧是否满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第五判断结果;
当所述第五判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电压的置信度为第一置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定所述变压器存在单相故障,并进入步骤7。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第四判断结果指示某侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电流回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第五判断结果指示某侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电压回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
优选地,其中所述根据预设的保护判据进行数据调整,包括:
当确定所述变压器的外接零序电流存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电流为该侧的自产零序电流;
当确定所述变压器的外接零序电压存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电压为该侧的自产零序电压;
当确定故障侧的异常相的电流回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电流;
当确定故障侧的异常相的电压回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电压。
根据本发明的另一个方面,提供了一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别系统,所述系统包括:
第一判断结果获取单元,用于当保护装置启动时,判断变压器的每一侧每一相是否均满足该相的阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差小于等于第一预设阈值,并获取第一判断结果;
第一相电压和相电流的置信度确定单元,用于当所述第一判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的相电流和相电压的置信度均为第一置信度阈值;
第二判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第二判断结果;
第一零序电流的置信度确定单元,用于当所述第二判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度均为第一置信度阈值;
第三判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第三判断结果;
第一零序电压的置信度确定单元,用于当所述第三判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度均为第一置信度阈值;
动作出口单元,用于根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口;其中,所述电气量包括:自产零序电流、外接零序电流、相电流、自产零序电压、外接零序电压和相电压及其置信度。
优选地,其中所述系统还包括:
阻抗基准值确定单元,用于根据变压器的漏抗值分别确定所述变压器的每一侧每一相对应的阻抗基准值。
优选地,其中所述系统还包括:
第二零序电流的置信度确定单元,用于当所述第二判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电流的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、和外接零序电流的置信度,确定所述变压器的外接零序电流存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
优选地,其中所述系统还包括:
第二零序电压的置信度确定单元,用于当所述第三判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电压的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、外接零序电流、自产零序电压和外接零序电压的置信度,确定所述变压器的外接零序电压存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
优选地,其中所述系统还包括:
第二相电流和相电压的置信度确定单元,用于当所述第一判断结果指示不满足时,确定每个阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差大于第一预设阈值的相为异常相,所述异常相所在的侧为故障侧,其他侧为正常侧;并确定正常侧的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值,故障侧的正常相的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的异常相的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值;
第四判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断每侧是否满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第四判断结果;
相电流的置信度更新单元,用于当所述第四判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电流的置信度为第一置信度阈值;
第五判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断每侧是否满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第五判断结果;
相电压的置信度更新单元,用于当所述第五判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电压的置信度为第一置信度阈值;
单相故障确定单元,用于根据所述变压器当前的电气量确定所述变压器存在单相故障,并进入动作出口单元。
优选地,其中所述系统还包括:
第三零序电流的置信度确定单元,用于当所述第四判断结果指示某侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电流回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
优选地,其中所述系统还包括:
第三零序电压的置信度确定单元,用于当所述第五判断结果指示某侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电压回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
优选地,其中所述保护判据调整单元,根据预设的保护判据进行数据调整,包括:
当确定所述变压器的外接零序电流存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电流为该侧的自产零序电流;
当确定所述变压器的外接零序电压存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电压为该侧的自产零序电压;
当确定故障侧的异常相的电流回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电流;
当确定故障侧的异常相的电压回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电压。
本发明提供了一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法及系统,能够满足现场运行需要,在一次系统、二次系统均正常运行时不会错误告警,且在个别互感器发生断线时,保护装置能够正确识别断线情况,并在故障情况下正确动作,提升了保护装置应对互感器异常的判断能力,避免了当前互感器断线判别方法存在不能正确判断互感器断线的类似缺陷,避免了闭锁保护导致的保护误动或据动的严重后果。
附图说明
通过参考下面的附图,可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
图1为根据本发明实施方式的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法100的流程图;
图2为根据本发明实施方式的变电站系统结构及保护配置图;
图3为根据本发明实施方式的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法的流程图;
图4为根据本发明实施方式的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别系统400的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法100的流程图。如图1所示,本发明实施方式提供的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法,能够满足现场运行需要,在一次系统、二次系统均正常运行时不会错误告警,且在个别互感器发生断线时,保护装置能够正确识别断线情况,并在故障情况下正确动作,提升了保护装置应对互感器异常的判断能力,避免了当前互感器断线判别方法存在不能正确判断互感器断线的类似缺陷,避免了闭锁保护导致的保护误动或据动的严重后果。本发明实施方式提供的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法100,从步骤101处开始,在步骤101,当保护装置启动时,判断变压器的每一侧每一相是否均满足该相的阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差小于等于第一预设阈值,并获取第一判断结果。
优选地,其中所述方法还包括:根据变压器的漏抗值分别确定所述变压器的每一侧每一相对应的阻抗基准值。
在本发明的实施方式中,根据变压器铭牌上的漏抗值确定每一侧每一相对应的阻抗基准值ZXYN,并输入保护装置。在一次系统分侧投入变压器后,变压器保护正常运行,表现为一侧有电流有电压或有电压无电流;其他各侧,有电压无电流或有电压有电流。若保护启动,则保护装置根据各侧电气量进行区内阻抗计算,并与输入的阻抗基准值进行比较。在阻抗计算时,需将各侧电压和电流折算到一侧,计算方法为:ZXY=UXY/IXY,其中X为H\M\L,分别为高、中、低压侧;Y为A、B、C或AB、BC、CA;ZXY为X侧Y相的阻抗计算值。在确定阻抗计算值后,分别计算每侧每相的阻抗计算值ZXY与阻抗基准值的ZXY的相对误差,并与第一预设阈值进行比较,以获取第一判断结果。
在步骤102,当所述第一判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的相电流和相电压的置信度均为第一置信度阈值。
在本发明的实施方式中,设置第一置信度阈值为1,第一设置第一预设阈值为20%。若第一判断结果指示每侧每相的相对误差均小于等于第一预设阈值20%,此时ZXY≤±20%ZXYN,则表明阻抗计算值和阻抗基准值吻合,判断无故障,并确定每侧每相的相电流和相电压的置信度均为1,即FIXY=FUXY=1。其中,第一预设阈值可以根据实际需求进行自定义设置。
在步骤103,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第二判断结果。
在本发明的实施方式中,若FIXY=FUXY=1,当某侧电流不为零(IXY≠0)时,保护装置根据各侧电流量求和得自产零序电流IX0(IX0=IXA+IXB+IXC),并将自产零序电流IX0与外接零序电流IX0’进行比较。根据基尔霍夫定律,在所有进入某节点电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。因此,判断变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第二判断结果。其中,在某侧存在分支时,两个分支的和电流(IX=IX1+IX2)之和的为自产零序电流IX0
在步骤104,当所述第二判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度均为第一置信度阈值。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第二判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电流的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
根据故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、和外接零序电流的置信度,确定所述变压器的外接零序电流存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤107。
优选地,其中所述根据预设的保护判据进行数据调整,包括:
当确定所述变压器的外接零序电流存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电流为该侧的自产零序电流;
当确定所述变压器的外接零序电压存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电压为该侧的自产零序电压;
当确定故障侧的异常相的电流回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电流;
当确定故障侧的异常相的电压回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电压。
在本发明的实施方式中,设置第二预设阈值为10%,第二置信度阈值为0。若所述第二判断结果指示每一侧均满足该侧的自产零序电流IX0和外接零序电流IX0’的相对误差小于等于第二预设阈值10%,即满足IX0≤±10%IX0’,则确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度均为第一置信度阈值1,即FIX0=FIX0’=FIXY=1。然后,进入步骤105继续计算。其中,第二预设阈值可以根据实际需求进行自定义设置。
反之,若所述第二判断结果指示存在某侧的自产零序电流IX0和外接零序电流IX0’的相对误差大于第二预设阈值,即不满足IX0≤±10%IX0’,则确定该侧为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电流的置信度为第一置信度阈值1,正常侧的外接零序电流的置信度为第一置信度阈值1,故障侧的外接零序电流的置信度为第二置信度阈值0,即对于正常侧FIX0=FIX0’=1,对于故障侧,FIX0=1,FIX0’=0。然后,确定此时对于故障侧,各电压和电流的置信度满足FIXY=FUXY=1;FIX0=FIXY=1;FIX0’=0,可以判断所述变压器的外接零序电流异常,根据预设的保护判据进行数据调整。其中,当确定所述变压器的外接零序电流存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电流为该侧的自产零序电流,以实现数据调整。例如,若外接零序电流存在异常,则外接电流根据对称分量法进行计算替代,即调整后的IX0’=IXA+IXB+IXC。调整后,进入步骤107,根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口。
在步骤105,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第三判断结果。
在本发明的实施方式中,在确定FIXY=FUXY=1,且FIX0=FIX0’=FIXY=1时,保护装置根据各侧电压量进行求和得自产零序电压UX0(UX0=UXA+UXB+UXC),将自产零序电压Ux0与外接零序电压Ux0’进行比较,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值10%,以获取第三判断结果。
在步骤106,当所述第三判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度均为第一置信度阈值。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第三判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电压的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
根据所述故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、外接零序电流、自产零序电压和外接零序电压的置信度,确定所述变压器的外接零序电压存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤107。
在本发明的实施方式中,若所述第三判断结果指示每一侧均满足该侧的自产零序电压UX0和外接零序电压UX0’的相对误差小于等于第二预设阈值10%,即满足UX0≤±10%UX0’,则确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度均为第一置信度阈值1,即FUX0=FUX0’=FUXY=1。然后,进入步骤107继续计算。
反之,若所述第三判断结果指示存在某侧的自产零序电压UX0和外接零序电压UX0’的相对误差大于第二预设阈值,即不满足UX0≤±10%UX0’,则确定该侧为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电流的置信度为第一置信度阈值1,正常侧的外接零序电流的置信度为第一置信度阈值1,故障侧的外接零序电流的置信度为第二置信度阈值0,即对于正常侧FUX0=FUX0’=1,对于故障侧,FUX0=1,FUX0’=0。然后,确定此时对于故障侧,各电压和电流的置信度满足FIXY=FUXY=1;FIX0=FIX0’=FIXY=1;FUX0=FUXY=1;FUX0’=0,可以判断所述变压器的外接零序电压异常,根据预设的保护判据进行数据调整。其中,当确定所述变压器的外接零序电压存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电压为该侧的自产零序电压,以实现数据调整。例如,若外接零序电压存在异常,则外接电压根据对称分量法进行计算替代,即调整后的UX0’=UXA+UXB+UXC。调整后,进入步骤107,根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口。
在步骤107,根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口;其中,所述电气量包括:自产零序电流、外接零序电流、相电流、自产零序电压、外接零序电压和相电压及其置信度。
在本发明的实施方式中,保护装置根据各侧电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,完成差动保护等逻辑判断,并动作出口。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第一判断结果指示不满足时,确定每个阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差大于第一预设阈值的相为异常相,所述异常相所在的侧为故障侧,其他侧为正常侧;并确定正常侧的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值,故障侧的正常相的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的异常相的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值;
确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断每侧是否满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第四判断结果;
当所述第四判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电流的置信度为第一置信度阈值;
确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断每侧是否满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第五判断结果;
当所述第五判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电压的置信度为第一置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定所述变压器存在单相故障,并进入步骤7。
在本发明的实施方式中,若第一判断结果指示存在某侧A相的相对误差大于第一预设阈值20%,即该侧该相不满足ZXY≤±20%ZXYN,A项阻抗变化较大,与基准值不吻合;B、C相阻抗与基准值均吻合,则确定A相的相电流和相电压的置信度为FIXA=FUXA=0,B和C相的相电流和相电压的置信度分别为FIXB=FUXB=1和FIXC=FUXC=1。
确定每侧的自产零序电流和外接零序电流,并判断是否均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,获取第四判断结果。若所述第四判断结果指示每侧均满足,即IX0≤±10%IX0’,则确定每侧的外接零序电流和自产零序电流及故障侧A相的相电流置信度为1,即FIX0=FIX0’=FIXA=1。
在确定FIX0=FIX0’=FIXA=1时,进行自产零序电压和外接零序电压的判断,以获取第五判断结果。若某侧A相FIXY=FUXY=0,且FIX0=FIX0’=FIXA=1,则保护装置根据各侧电压量进行求和得自产零序电压UX0(UX0=UXA+UXB+UXC),并将自产零序电压U0与外接零序电压U0’进行比较。若所述第五判断结果指示每侧每侧均满足,即UX0≤±10%UX0’,则确定每侧的外接零序电压和自产零序电压及故障侧A相的相电压置信度为1,即FUX0=FUX0’=FUXA=1。
此时,某侧A相电压量置信度为1(FUX0=FUX0’=FUXA=1),而ZXB和ZXC均满足≤±20%ZXYN。推导出,FUX0=FUXA=1,FUXB=FUXC=FUX0’=1。则表明系统有某侧A相故障发生,进入步骤107,根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第四判断结果指示某侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电流回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
在本发明的实施方式中,在某侧A相FIXY=FUXY=0时,若所述第四判断结果指示存在该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值,即IX0>10%IX0’或IX0<-10%IX0’,则确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的相电流置信度为0,此时FIX0=FIXA=FIX0’=0。若各侧电压量置信度为1(FUX0=FUX0’=FUXY=1),而ZXB和ZXC均满足≤±20%ZXYN,且UXA/(IX0’-IXB-IXC)=ZXAN。推导出,FIX0=FIXA=0,FIXB=FIXC=FIX0’=1。则表明系统无故障发生,该侧的异常相A相的电流回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整。其中,当确定故障侧的异常相的电流回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电流,以实现数据调整。例如,若A相电流存在异常,则A相电流根据对称分量法进行计算替代,即调整后的IXA=IX0’-IXB-IXC。调整后,进入步骤107,根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口。
优选地,其中所述方法还包括:
当所述第五判断结果指示某侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电压回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
在本发明的实施方式中,在某侧A相FIXY=FUXY=0时,若所述第五判断结果指示存在该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值,即UX0>10%UX0’或UX0<-10%UX0’,则确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的相电压置信度为0,此时FUX0=FUXA=FUX0’=0。若某侧A相电流量置信度为1(FUX0=FUX0’=FUXY=1),而ZXB和ZXC均满足≤±20%ZXYN,且(UX0’-UXB-UXC)/(IXA)=ZXAN,UX0’为外接零序电压。推导出,FUX0=FUXA=0,FIXB=FIXC=1。则表明系统无故障发生,该侧UA对应的A相电压存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整。其中,当确定故障侧的异常相的电压回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电压,以实现数据调整。例如,若A相电压存在异常,则A相电压根据对称分量法进行计算替代,即调整后的UXA=UX0’-UXB-UXC。调整后,进入步骤107,根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口。
以下具体举例说明本发明的实施方式
本发明实施方式的变电站系统结构及保护配置如图2所示。其中,正常运行时,由于电力系统是三相对称系统,三相电流之和零序电流为零,三相电压之和零序电压也为零;端口输入阻抗为变压器漏抗。区外故障时,被保护对象的阻抗保持不变。区内故障,被保护对象测量阻抗变化明显,测量阻抗呈感性阻抗,且阻抗角较小。TA(电流互感器)断线,电压不变而电流趋于零,测量阻抗趋向于无穷大。TV(电压互感器)断线,电流不变而电压趋于零,测量阻抗趋向于零。极端情况下,存在由于接触不良或其他因素影响,电气量信号异常,导致测量阻抗不符合上述规律的情况。
若现场TA异常告警是因一次系统两个分支各相阻抗差别引起各分支三相电流分配不平衡导致的,而实际一次系统两个分支的三相电流和电流平衡,且变压器整体的输入和输出电流平衡。
因此,结合上述情况下的电气量关系,提出了一种适用于3/2接线的保护互感器断线辨别方法,总体框架包括:(1)将变压器铭牌上的漏抗值输入保护装置。(2)在一次系统运行分侧投入变压器后,变压器保护正常运行,根据变压器各侧的电压和电流进行判断和阻抗计算。(3)若计算阻抗等于基准阻抗,阻抗置信度为1,则进入外接零序电流、零序电压电气量是否有效的判别逻辑。(4)若外接零序电流、零序电压电气量均有效,置信度为1,进入正常保护逻辑计算。(5)若外接零序电流异常,置信度为0,进入保护判据调整流程,再进入正常保护逻辑计算。(6)若外接零序电压异常,置信度为0,进入保护判据调整流程,再进入正常保护逻辑计算。(7)若计算阻抗不等于基准阻抗,阻抗置信度为0,则进入电流、电压电气量是否有效的判别逻辑。(8)若电流正常,且电压正常,置信度均为1,则结合阻抗特征,进入正常保护逻辑计算。(9)若电流正常置,信度均为1,电压异常,置信度为0,则结合阻抗特征,进入电压判别流程,进行保护判据调整后,进入正常保护逻辑计算。(10)若电流异常,置信度为0,电压正常,信度均为1,则结合阻抗特征,进入电流判别流程,进行保护判据调整后,进入正常保护逻辑计算。具体地,适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法步骤如图3所示,包括:
步骤1,将变压器铭牌上的漏抗值输入保护装置,作为计算基准。
步骤2,在一次系统分侧投入变压器后,变压器保护正常运行,表现为一侧有电流有电压或有电压无电流;其他各侧,有电压无电流或有电压有电流。若保护启动,则保护装置根据各侧电气量进行区内阻抗计算,并与计算基准进行比较。阻抗计算时,需将各侧电压和电流折算到一侧,计算方法为:ZXY=UXY/IXY,X为H\M\L,分别为高、中、低压侧;Y为A、B、C或AB、BC、CA)。若与基准值均吻合(≤±20%ZXYN),则判断无故障,各侧相电流和相电压置信度为FIXY=FUXY=1,跳转步骤3;若与某个基准值差别较大(>20%ZXYN或<-20%ZXYN),则求出各侧中变化较大的阻抗,相电流和相电压置信度为FIXY=FUXY=0,跳转步骤8。
步骤3,若FIXY=FUXY=1,当某侧电流不为零(IXY≠0),则保护装置根据各侧电流量求和得自产零序电流IX0(IX0=IXA+IXB+IXC),并将自产零序电流IX0与外接零序电流IX0’进行比较。根据基尔霍夫定律,在所有进入某节点电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和,满足基尔霍夫电流定律。在某侧存在分支时,两个分支的和电流(IX=IX1+IX2)之和的为自产零序电流IX0。若两者一致(IX0≤±10%IX0’),则外接零序电流和自产零序电流及相应侧相电流置信度为1(FIX0=FIX0’=FIXY=1),跳转步骤4;若(有一个)不一致(IX0>10%IX0’或IX0<-10%IX0’),则将外接零序电流置信度置为0(FIX0=FIXY=1,FIX0’=0),跳转步骤6。
步骤4,若FIXY=FUXY=1,且FIX0=FIX0’=FIXY=1,当保护装置根据各侧电压量进行求和得自产零序电压UX0(UX0=UXA+UXB+UXC),并将自产零序电压U0与外接零序电压U0’进行比较。若两者一致(UX0≤±10%UX0’),则自产和外接零序电压置信度为1(FUX0=FUX0’=FUXY=1),跳转步骤5;若不一致(UX0>10%UX0’或U0<-10%UX0’),则将各外接零序电压置信度置为0(FUX0=FUXY=1,FUX0’=0),跳转步骤7。
步骤5,保护装置根据各侧电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,完成差动保护等逻辑判断,并动作出口跳闸。
步骤6,若(不一致侧)各电压和电流的置信度FIXY=FUXY=1;FIX0=FIXY=1;FIX0’=0,则判断外接零序电流异常,跳转步骤13。
步骤7,若各电压和电流的置信度FIXY=FUXY=1;FIX0=FIX0’=FIXY=1;FUX0=FUXY=1,FUX0’=0,则判断外接零序电压异常,跳转步骤13。
步骤8,若某侧某相FIXY=FUXY=0,如A相阻抗变化较大,与基准值不吻合;B、C相阻抗与基准值均吻合,则FIXA=FUXA=0,FIXB=FUXB=1,FIXC=FUXC=1。该侧电流均不为零,且两者一致(IX0≤±10%IX0’),则外接零序电流和自产零序电流及相应侧相电流置信度为1(FIX0=FIX0’=FIXA=1),跳转步骤9;若不一致(IX0>10%IX0’或IX0<-10%IX0’),则将该相电流置信度置为0(FIX0=FIXA=FIX0’=0),跳转步骤11。
步骤9,若某侧A相FIXY=FUXY=0,且FIX0=FIX0’=FIXA=1,当保护装置根据各侧电压量进行求和得自产零序电压UX0(UX0=UXA+UXB+UXC),并将自产零序电压U0与外接零序电压U0’进行比较。若两者一致(UX0≤±10%UX0’),则自产和外接零序电压置信度为1(FUX0=FUX0’=FUXA=1),跳转步骤10;若不一致(UX0>10%UX0’或U0<-10%UX0’),则将该相电压置信度置为0(FUX0=FUXA=FUX0’=0),跳转步骤12。
步骤10,若某侧A相电压量置信度为1(FUX0=FUX0’=FUXA=1),而ZXB、ZXC与参考值相同(≤±20%ZXYN)。推导出,FUX0=FUXA=1,FUXB=FUXC=FUX0’=1。则表明系统有某侧A相故障发生,跳转步骤5。
步骤11,若各侧的电压量置信度为1(FUX0=FUX0’=FUXY=1),而ZXB、ZXC与参考值相同(≤±20%ZXYN),且UXA/(IX0’-IXB-IXC)=ZXAN。推导出,FIX0=FIXA=0,FIXB=FIXC=FIX0’=1。则表明系统无故障发生,该侧A相电流回路存在异常,跳转步骤13。
步骤12,若某侧A相电流量置信度为1(FIX0=FIX0’=FIXA=1),而ZXB、ZXC与参考值相同(≤±20%ZXYN),且(UX0’-UXB-UXC)/(IXA)=ZXAN,UX0’为外接零序电压。推导出,FUX0=FUXA=0,FIXB=FIXC=1。则表明系统无故障发生,该侧UA对应的A相电压存在异常,跳转步骤13。
步骤13,结合上述判断对相应保护判据进行调整,若A相电流存在异常,则A相电流根据对称分量法进行计算替代(IXA=IX0’-IXB-IXC);若A相电压存在异常,则A相电压根据对称分量法进行计算替代(UXA=UX0’-UXB-UXC);若外接零序电流存在异常,则外接电流根据对称分量法进行计算替代(IX0’=IXA+IXB+IXC);若外接零序电压存在异常,则外接电流根据对称分量法进行计算替代(UX0’=UXA+UXB+UXC)。调整完毕后,跳转步骤5。
本发明实施方式提供的适用于3/2接线的保护互感器断线辨别方法能覆盖一次系统、二次系统均正常运行时出现的各种电气量工况,确保在系统正常运行时的保护装置不会错误告警,同时,在互感器断线情况下保护正确识别断线情况,并在故障情况下正确动作。
图4为根据本发明实施方式的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别系统400的结构示意图。如图4所示,本发明实施方式提供的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别系统400,包括:第一判断结果获取单元401、第一相电压和相电流的置信度确定单元402、第二判断结果获取单元403、第一零序电流的置信度确定单元404、第三判断结果获取单元405、第一零序电压的置信度确定单元406和动作出口单元407。
优选地,所述第一判断结果获取单元401,用于当保护装置启动时,判断变压器的每一侧每一相是否均满足该相的阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差小于等于第一预设阈值,并获取第一判断结果。
优选地,其中所述系统还包括:阻抗基准值确定单元408,用于根据变压器的漏抗值分别确定所述变压器的每一侧每一相对应的阻抗基准值。
优选地,所述第一相电压和相电流的置信度确定单元402,用于当所述第一判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的相电流和相电压的置信度均为第一置信度阈值。
优选地,所述第二判断结果获取单元403,用于确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第二判断结果。
优选地,所述第一零序电流的置信度确定单元404,用于当所述第二判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度均为第一置信度阈值。
优选地,其中所述系统还包括:第二零序电流的置信度确定单元,用于当所述第二判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电流的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、和外接零序电流的置信度,确定所述变压器的外接零序电流存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
优选地,所述第三判断结果获取单元405,用于确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第三判断结果。
优选地,所述第一零序电压的置信度确定单元406,用于当所述第三判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度均为第一置信度阈值。
优选地,其中所述系统还包括:第二零序电压的置信度确定单元,用于当所述第三判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电压的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、外接零序电流、自产零序电压和外接零序电压的置信度,确定所述变压器的外接零序电压存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
优选地,所述动作出口单元407,用于根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口;其中,所述电气量包括:自产零序电流、外接零序电流、相电流、自产零序电压、外接零序电压和相电压及其置信度。
优选地,其中所述系统还包括:第二相电流和相电压的置信度确定单元,用于当所述第一判断结果指示不满足时,确定每个阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差大于第一预设阈值的相为异常相,所述异常相所在的侧为故障侧,其他侧为正常侧;并确定正常侧的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值,故障侧的正常相的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的异常相的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值;
第四判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断每侧是否满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第四判断结果;
相电流的置信度更新单元,用于当所述第四判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电流的置信度为第一置信度阈值;
第五判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断每侧是否满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第五判断结果;
相电压的置信度更新单元,用于当所述第五判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电压的置信度为第一置信度阈值;
单相故障确定单元417,用于根据所述变压器当前的电气量确定所述变压器存在单相故障,并进入动作出口单元407。
优选地,其中所述系统还包括:第三零序电流的置信度确定单元,用于当所述第四判断结果指示某侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电流回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
优选地,其中所述系统还包括:第三零序电压的置信度确定单元,用于当所述第五判断结果指示某侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电压回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
优选地,其中所述保护判据调整单元,根据预设的保护判据进行数据调整,包括:当确定所述变压器的外接零序电流存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电流为该侧的自产零序电流;当确定所述变压器的外接零序电压存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电压为该侧的自产零序电压;当确定故障侧的异常相的电流回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电流;当确定故障侧的异常相的电压回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电压。
本发明的实施例的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别系统400与本发明的另一个实施例的适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法100相对应,在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而,本领域技术人员所公知的,正如附带的专利权利要求所限定的,除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地,在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释,除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例,除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行,除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (16)

1.一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1,当保护装置启动时,判断变压器的每一侧每一相是否均满足该相的阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差小于等于第一预设阈值,并获取第一判断结果;
步骤2,当所述第一判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的相电流和相电压的置信度均为第一置信度阈值;
步骤3,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第二判断结果;
步骤4,当所述第二判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度均为第一置信度阈值;
步骤5,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第三判断结果;
步骤6,当所述第三判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度均为第一置信度阈值;
步骤7,根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口;其中,所述电气量包括:自产零序电流、外接零序电流、相电流、自产零序电压、外接零序电压和相电压及其置信度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据变压器的漏抗值分别确定所述变压器的每一侧每一相对应的阻抗基准值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第二判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电流的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
根据故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、和外接零序电流的置信度,确定所述变压器的外接零序电流存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第三判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电压的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
根据所述故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、外接零序电流、自产零序电压和外接零序电压的置信度,确定所述变压器的外接零序电压存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第一判断结果指示不满足时,确定每个阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差大于第一预设阈值的相为异常相,所述异常相所在的侧为故障侧,其他侧为正常侧;并确定正常侧的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值,故障侧的正常相的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的异常相的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值;
确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断每侧是否满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第四判断结果;
当所述第四判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电流的置信度为第一置信度阈值;
确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断每侧是否满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第五判断结果;
当所述第五判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电压的置信度为第一置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定所述变压器存在单相故障,并进入步骤7。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第四判断结果指示某侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电流回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第五判断结果指示某侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电压回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入步骤7。
8.根据权利要求3、4、6和7中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据预设的保护判据进行数据调整,包括:
当确定所述变压器的外接零序电流存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电流为该侧的自产零序电流;
当确定所述变压器的外接零序电压存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电压为该侧的自产零序电压;
当确定故障侧的异常相的电流回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电流;
当确定故障侧的异常相的电压回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电压。
9.一种适用于3/2接线的保护互感器的断线辨别系统,其特征在于,所述系统包括:
第一判断结果获取单元,用于当保护装置启动时,判断变压器的每一侧每一相是否均满足该相的阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差小于等于第一预设阈值,并获取第一判断结果;
第一相电压和相电流的置信度确定单元,用于当所述第一判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的相电流和相电压的置信度均为第一置信度阈值;
第二判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第二判断结果;
第一零序电流的置信度确定单元,用于当所述第二判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度均为第一置信度阈值;
第三判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断所述变压器的每一侧是否均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第三判断结果;
第一零序电压的置信度确定单元,用于当所述第三判断结果指示均满足时,确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度均为第一置信度阈值;
动作出口单元,用于根据所述变压器每侧的电气量进行主保护和后备保护的逻辑计算,并动作出口;其中,所述电气量包括:自产零序电流、外接零序电流、相电流、自产零序电压、外接零序电压和相电压及其置信度。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
阻抗基准值确定单元,用于根据变压器的漏抗值分别确定所述变压器的每一侧每一相对应的阻抗基准值。
11.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
第二零序电流的置信度确定单元,用于当所述第二判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电流的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、和外接零序电流的置信度,确定所述变压器的外接零序电流存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
12.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
第二零序电压的置信度确定单元,用于当所述第三判断结果指示不满足时,确定每个自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值的侧均为故障侧,其他侧为正常侧,并确定每一侧的自产零序电压的置信度为第一置信度阈值,正常侧的外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述故障侧的相电压、相电流、自产零序电流、外接零序电流、自产零序电压和外接零序电压的置信度,确定所述变压器的外接零序电压存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
13.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
第二相电流和相电压的置信度确定单元,用于当所述第一判断结果指示不满足时,确定每个阻抗计算值与阻抗基准值的相对误差大于第一预设阈值的相为异常相,所述异常相所在的侧为故障侧,其他侧为正常侧;并确定正常侧的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值,故障侧的正常相的相电流和相电压的置信度为第一置信度阈值,故障侧的异常相的相电流和相电压的置信度为第二置信度阈值;
第四判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电流和外接零序电流,判断每侧是否满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第四判断结果;
相电流的置信度更新单元,用于当所述第四判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电流的置信度为第一置信度阈值;
第五判断结果获取单元,用于确定所述变压器每侧的自产零序电压和外接零序电压,判断每侧是否满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值,并获取第五判断结果;
相电压的置信度更新单元,用于当所述第五判断结果指示每侧均满足该侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差小于等于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第一置信度阈值,并且若该侧为故障侧,则更新该故障侧的异常相的相电压的置信度为第一置信度阈值;
单相故障确定单元,用于根据所述变压器当前的电气量确定所述变压器存在单相故障,并进入动作出口单元。
14.根据权利要求13所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
第三零序电流的置信度确定单元,用于当所述第四判断结果指示某侧的自产零序电流和外接零序电流的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电流和外接零序电流的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电流回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
15.根据权利要求13所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
第三零序电压的置信度确定单元,用于当所述第五判断结果指示某侧的自产零序电压和外接零序电压的相对误差大于第二预设阈值时,确定该侧的自产零序电压和外接零序电压的置信度为第二置信度阈值;
保护判据调整单元,用于根据所述变压器当前的电气量确定故障侧的异常相的电压回路存在异常,根据预设的保护判据进行数据调整,并进入动作出口单元。
16.根据权利要求11、12、14和15中任一项所述的系统,其特征在于,所述保护判据调整单元,根据预设的保护判据进行数据调整,包括:
当确定所述变压器的外接零序电流存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电流为该侧的自产零序电流;
当确定所述变压器的外接零序电压存在异常时,按照对称分量法更新故障侧的外接零序电压为该侧的自产零序电压;
当确定故障侧的异常相的电流回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电流;
当确定故障侧的异常相的电压回路存在异常时,按照对称分量法更新所述异常相的电压。
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