CN111736107A - 一种基于序电流比相的ct断线检测方法、系统及介质 - Google Patents

一种基于序电流比相的ct断线检测方法、系统及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于序电流比相的CT断线检测方法、系统及介质，本发明方法包括分别获取线路A、B、C三相的正序电流、负序电流和正序电流；针对线路A、B、C三相中的任意一相，判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为假；将各相CT断线状态的辅助判据结果进行或运算得到线路CT断线的辅助判据结果，如果为真，则表示线路发生CT断线。本发明能够实现CT断线精确判定，判断准确、抗干扰性强，可以使CT断线判据动作判据更严苛、更可靠。

Description

一种基于序电流比相的CT断线检测方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及变电站继电保护领域，具体涉及一种基于序电流比相的CT（CurrentTransfer, 电流互感器）断线检测方法、系统及介质。
背景技术
近年来湖南电网发生了几起110kV线路高阻接地故障导致相应220kV主变越级跳闸事故，造成了一定的电力负荷损失和负面影响。高阻接地故障下，零序电压和零序电流均较小，故障特征可能介于线路保护CT断线和零序过流保护动作条件之间，使得CT断线动作闭锁线路零序过流保护，并在后续故障特征加重时导致主变零序过流保护越级动作。目前国内几大继电保护厂家的CT断线主要判据由零序电流构成。部分厂家设备也有零序电压判据作为闭锁条件，因为CT断线时系统并未发生故障，基本没有零序电压。CT断线时会产生零序电流，高阻接地故障下也会产生较小的零序电流，因此CT断线判据仅仅检验零序电流的做法存在一定的不严谨性。因此，如何实现CT断线检测以使CT断线判据动作判据更严苛、更可靠，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于序电流比相的CT断线检测方法、系统及介质，本发明能够实现CT断线精确判定，判断准确、抗干扰性强，可以使CT断线判据动作判据更严苛、更可靠。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于序电流比相的CT断线检测方法，其特征在于实施步骤包括：
1）分别获取线路A、B、C三相的正序电流、负序电流和正序电流；
2）针对线路A、B、C三相中的任意一相，判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为假；
3）将各相CT断线状态的辅助判据结果进行或运算得到线路CT断线的辅助判据结果，如果线路CT断线的辅助判据结果为真，则表示线路发生CT断线。
可选地，所述第一预设角度范围为(170°,190°) 。
可选地，所述第二预设角度范围为(-10°,10) 。
可选地，步骤2）的详细步骤包括：
2.1）针对线路A、B、C三相中的任意一相判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内是否成立；针对线路A、B、C三相中的任意一相判断负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立；
2.2）针对线路A、B、C三相中的任意一相将正序电流与负序电流的相位差的判断结果、负序电流与零序电流的相位差的判断结果相与作为该相CT断线状态的辅助判据结果，如果该相CT断线状态的辅助判据结果为真，则表示该相线路发生CT断线。
可选地，步骤3）之后还包括下述步骤：
S1）将线路CT断线的辅助判据结果与零序电流监测结果相与，其中零序电流监测的判据为零序电流大于现有线路保护CT断线判据的零序电流动作值Iset；
S2）将步骤S1）的相与结果进行延时后输出CT断线告警、闭锁相关的保护功能。
可选地，步骤S1）中零序电流动作值Iset取值为零序过流保护IV段整定值的0.9倍。
可选地，步骤S2）中延时的时间为12秒。
此外，本发明还提供一种基于序电流比相的CT断线检测系统，包括：
A相电流比相单元，用于判断A相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定A相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定A相CT断线状态的辅助判据结果为假；
B相电流比相单元，用于判断B相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定B相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定B相CT断线状态的辅助判据结果为假；
C相电流比相单元，用于判断C相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定C相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定C相CT断线状态的辅助判据结果为假；
或逻辑元件，用于将A相电流比相单元、B相电流比相单元、C相电流比相单元分别输出的A相CT断线状态的辅助判据结果、B相CT断线状态的辅助判据结果、C相CT断线状态的辅助判据结果进行或运算后输出；
零序电流检测单元，用于将线路CT断线的辅助判据结果与零序电流监测结果相与，其中零序电流监测的判据为零序电流大于现有线路保护CT断线判据的零序电流动作值Iset；
与逻辑元件，用于将或逻辑元件、零序电流检测单元的输出进行与运算后输出；
延时元件，用于将与逻辑元件的输出延时后作为CT断线控制信号。
此外，本发明还提供一种基于序电流比相的CT断线检测系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行所述基于序电流比相的CT断线检测方法的步骤，或者该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行所述基于序电流比相的CT断线检测方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行所述基于序电流比相的CT断线检测方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：
CT断线和高阻接地故障都会产生零序分量、负序分量和正序分量，虽然零序分量幅值特征相似，但序分量的相位关系不同。CT断线时，正序电流分量与负序电流分量相位相反，即正序电流和负序电流的相位角为180°。另外，根据对称分量法，单相接地故障下（含金属接地、高阻接地等），故障点正序电流、负序电流和零序电流向量完全相同。在金属接地故障下，由于正序电流分配系数和负序电流分配系数相同，因此保护安装处的正序电流和负序电流相同。但高阻接地故障下，由于负荷电流的影响，保护安装处的正序电流相位将滞后负序电流，滞后角度小于90°，仍与CT断线情况下的180°具有明显差别。而且，考虑到超前非故障相正序电流和负序电流相角可能在非金属性接地故障下出现180°，本发明还通过增加负序电流和零序电流相位相同作为辅助闭锁条件，因此本发明判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为假，能够实现CT断线精确判定，本发明比现有CT断线判据更准确地描述了CT断线期间电流电气量的特征，且不依赖电压故障特征，避免了高阻接地故障下故障电压小的不利影响，因而判断准确、抗干扰性强，可以使CT断线判据动作判据更严苛、更可靠。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例中一个系统的实现示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例基于序电流比相的CT断线检测方法的实施步骤包括：
1）分别获取线路A、B、C三相的正序电流、负序电流和正序电流；
2）针对线路A、B、C三相中的任意一相，判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为假；
3）将各相CT断线状态的辅助判据结果进行或运算得到线路CT断线的辅助判据结果，如果线路CT断线的辅助判据结果为真，则表示线路发生CT断线。
本实施例中，分别提取线路A、B、C三相的正序电流、负序电流和正序电流。其中，I1A、I2A和I0A为A相的正序电流、负序电流和零序电流；I1B、I2B和I0B为B相的正序电流、负序电流和零序电流；I1C、I2C和I0C为C相的正序电流、负序电流和零序电流。
本实施例中，步骤2）的详细步骤包括：
2.1）针对线路A、B、C三相中的任意一相判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内是否成立；针对线路A、B、C三相中的任意一相判断负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立；
2.2）针对线路A、B、C三相中的任意一相将正序电流与负序电流的相位差的判断结果、负序电流与零序电流的相位差的判断结果相与作为该相CT断线状态的辅助判据结果，如果该相CT断线状态的辅助判据结果为真，则表示该相线路发生CT断线。
本实施例中，第一预设角度范围为(170°,190°) 。CT断线时，断线相的正序电流与负序电流的相位差在（170°,190°）之间，该范围能够精确实现断线相的判断。例如A相的正序电流与负序电流的比相判据可表示为170°<Arg(I1A/I2A)< 190°，B相的正序电流与负序电流的比相判据可表示为170°<Arg(I1B/I2B)< 190°，C相的正序电流与负序电流的比相判据可表示为170°<Arg(I1C/I2C)< 190°。
本实施例中，第二预设角度范围为(-10°,10) 。CT断线时，断线相的负序电流与零序电流的相位差在（-10°,10°）之间，该范围能够精确实现断线相的判断。例如A相的负序电流与零序电流的比相判据可表示为-10°<Arg(I0A/I2A)< 10°，B相的正序电流与负序电流的比相判据可表示为-10°<Arg(I0B/I2B)< 10°，C相的正序电流与负序电流的比相判据可表示为-10°<Arg(I0C/I2C)< 10°。
本实施例中，步骤3）之后还包括下述步骤：
S1）将线路CT断线的辅助判据结果与零序电流监测结果相与，其中零序电流监测的判据为零序电流（3I0）大于现有线路保护CT断线判据的零序电流动作值Iset；
S2）将步骤S1）的相与结果进行延时后输出CT断线告警、闭锁相关的保护功能。
本实施例中，步骤S1）中零序电流动作值Iset取值为零序过流保护IV段整定值的0.9倍。
本实施例中，步骤S2）中延时的时间为12秒。
综上所述，本实施例基于序电流比相的CT断线检测方法提供了一种用于序电流比相闭锁的CT断线判别方法，在充分分析CT断线与高阻接地故障的电流序分量特征差异的基础上，提出正序电流与负序电流相角差为180°、负序电流与零序电流相角差为0°的关键特征，然后结合零序电流幅值特征，综合判定CT断线，该方法比现有CT断线判据更准确地描述了CT断线期间电流电气量的特征，且不依赖电压故障特征，避免了高阻接地故障下故障电压小的不利影响，因而更加准确、可靠。
此外，本实施例还提供一种基于序电流比相的CT断线检测系统，包括：
A相电流比相单元，用于判断A相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定A相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定A相CT断线状态的辅助判据结果为假；
B相电流比相单元，用于判断B相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定B相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定B相CT断线状态的辅助判据结果为假；
C相电流比相单元，用于判断C相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定C相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定C相CT断线状态的辅助判据结果为假；
或逻辑元件，用于将A相电流比相单元、B相电流比相单元、C相电流比相单元分别输出的A相CT断线状态的辅助判据结果、B相CT断线状态的辅助判据结果、C相CT断线状态的辅助判据结果进行或运算后输出；
零序电流检测单元，用于将线路CT断线的辅助判据结果与零序电流监测结果相与，其中零序电流监测的判据为零序电流大于现有线路保护CT断线判据的零序电流动作值Iset；
与逻辑元件，用于将或逻辑元件、零序电流检测单元的输出进行与运算后输出；
延时元件，用于将与逻辑元件的输出延时后作为CT断线控制信号。
需要说明的是，上述单元或元件均为基本的逻辑处理方式，因此既可以采用逻辑电路来实现，也可以根据需要采用程序来实现。
此外，本实施例还提供一种基于序电流比相的CT断线检测系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行前述基于序电流比相的CT断线检测方法的步骤，或者该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行前述基于序电流比相的CT断线检测方法的计算机程序。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行前述基于序电流比相的CT断线检测方法的计算机程序。
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／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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于序电流比相的CT断线检测方法，其特征在于实施步骤包括：
1）分别获取线路A、B、C三相的正序电流、负序电流和正序电流；
2）针对线路A、B、C三相中的任意一相，判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为假；
3）将各相CT断线状态的辅助判据结果进行或运算得到线路CT断线的辅助判据结果，如果线路CT断线的辅助判据结果为真，则表示线路发生CT断线。
2.根据权利要求1所述的基于序电流比相的CT断线检测方法，其特征在于，所述第一预设角度范围为(170°,190°) 。
3.根据权利要求2所述的基于序电流比相的CT断线检测方法，其特征在于，所述第二预设角度范围为(-10°,10) 。
4.根据权利要求1所述的基于序电流比相的CT断线检测方法，其特征在于，步骤2）的详细步骤包括：
2.1）针对线路A、B、C三相中的任意一相判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内是否成立；针对线路A、B、C三相中的任意一相判断负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立；
2.2）针对线路A、B、C三相中的任意一相将正序电流与负序电流的相位差的判断结果、负序电流与零序电流的相位差的判断结果相与作为该相CT断线状态的辅助判据结果，如果该相CT断线状态的辅助判据结果为真，则表示该相线路发生CT断线。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的基于序电流比相的CT断线检测方法，其特征在于，步骤3）之后还包括下述步骤：
S1）将线路CT断线的辅助判据结果与零序电流监测结果相与，其中零序电流监测的判据为零序电流大于现有线路保护CT断线判据的零序电流动作值Iset；
S2）将步骤S1）的相与结果进行延时后输出CT断线告警、闭锁相关的保护功能。
6.根据权利要求5所述的基于序电流比相的CT断线检测方法，其特征在于，步骤S1）中零序电流动作值Iset取值为零序过流保护IV段整定值的0.9倍。
7.根据权利要求5所述的基于序电流比相的CT断线检测方法，其特征在于，步骤S2）中延时的时间为12秒。
8.一种基于序电流比相的CT断线检测系统，其特征在于包括：
A相电流比相单元，用于判断A相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定A相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定A相CT断线状态的辅助判据结果为假；
B相电流比相单元，用于判断B相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定B相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定B相CT断线状态的辅助判据结果为假；
C相电流比相单元，用于判断C相正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定C相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定C相CT断线状态的辅助判据结果为假；
或逻辑元件，用于将A相电流比相单元、B相电流比相单元、C相电流比相单元分别输出的A相CT断线状态的辅助判据结果、B相CT断线状态的辅助判据结果、C相CT断线状态的辅助判据结果进行或运算后输出；
零序电流检测单元，用于将线路CT断线的辅助判据结果与零序电流监测结果相与，其中零序电流监测的判据为零序电流大于现有线路保护CT断线判据的零序电流动作值Iset；
与逻辑元件，用于将或逻辑元件、零序电流检测单元的输出进行与运算后输出；
延时元件，用于将与逻辑元件的输出延时后作为CT断线控制信号。
9.一种基于序电流比相的CT断线检测系统，包括计算机设备，其特征在于，该计算机设备被编程或配置以执行权利要求1~7中任意一项所述基于序电流比相的CT断线检测方法的步骤，或者该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行权利要求1~7中任意一项所述基于序电流比相的CT断线检测方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行权利要求1~7中任意一项所述基于序电流比相的CT断线检测方法的计算机程序。
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