CN111812574A - 一种防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，该方法适用于双母双分接线母线保护，通过先针对支路负荷电流特征筛选出异常支路，再根据异常支路各相电流的变化选出异常相别，最后对异常相别的大差制动电流的变化进行判别，实现准确可靠地判别电流互感器断线特征，同时,输出的电流互感器断线闭锁标志在差动保护跳分段断路器动作出口前进行条件把关，既能够可靠解决重负荷电流互感器断线引起的差动保护动作误跳分段断路器问题，又不会对差动保护跳母线动作出口产生影响，增加了母线保护的可靠性。

Description

一种防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法

技术领域

本发明涉及电力系统故障判断领域，具体涉及一种防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法。

背景技术

母线保护是电力系统的重要保护，母线保护动作后跳断路器的数量较多，它的误动可能造成灾难性的后果。为防止保护出口继电器误动或其他原因误跳断路器，通常采用复合电压闭锁元件，只有当母线保护差动动作元件和复合电压闭锁元件均动作之后，才能作用于去跳各断路器，以保证保护动作的可靠性，并可以防止电流互感器断线导致误跳母联。

然而，对于双母双分接线方式，需要由两套母线保护配合分别完成左右两段母线的保护功能，分段断路器同时接入两套保护装置中，彼此之间却无法获取另一段母线的电压信息。如果双母双分接线的分段断路器的两侧发生电流互感器断线同时又有接地的故障，可能出现母线保护差动动作和复合电压闭锁不对应的情况，导致两套保护的母线差动保护都不能动作。所以，对于双母双分接线的母线保护，习惯的做法是差动动作跳分段断路器时不考虑经复合电压闭锁元件开放。这种做法虽然解决了分段断路器发生特殊故障时差动保护拒动的问题，但是在重负荷支路电流互感器断线时，存在差动保护误跳分段断路器的风险。

当重负荷电流互感器断线时，尤其是母线上出线较少的情况下，因支路电流互感器断线造成的负荷电流缺口可能满足母线差动保护的制动特性，导致差动保护元件动作，而双母双分接线母线保护的差动动作跳分段断路器不经电压闭锁，就会造成分段断路器无故障跳闸，影响系统稳定性。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提出一种防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，该方法适用于双母双分接线母线保护，解决了支路电流互感器断线时母线差动保护动作误跳分段断路器的技术问题，提高了重负荷下电流互感器断线的判别能力，增加了母线保护的可靠性。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，用于双母双分接线母线保护，该方法包括：

步骤1，采集母线上所有非母联支路的电流，并分别计算各非母联支路的零序电流幅值；

步骤2，设定零序电流门槛值，依次判别各非母联支路的零序电流幅值是否大于所述零序电流门槛值，如果有且仅有一个非母联支路满足，则判定该条非母联支路为异常支路；

步骤3，判别所述异常支路的三相电流幅值是否满足相电流判定式，如果满足，则判定电流最小的相别为异常相别；

步骤4，判别所述异常相别的大差制动电流幅值是否有变小趋势，若有，则判定所述异常相别发生电流互感器断线，同时输出电流互感器断线闭锁标志，闭锁所述异常相别的差动保护跳分段断路器。

根据本发明的一个方面，步骤1中采集母线上所有非母联支路在故障时刻的电流有效值，并采用全周傅氏算法分别计算各非母联支路的零序电流幅值。

根据本发明的一个方面，步骤2中所述零序电流门槛值设置为低于母线差动保护启动定值。

根据本发明的一个方面，步骤3还包括采用全周傅氏算法分别计算所述异常支路的三相电流幅值。

根据本发明的一个方面，步骤3中所述相电流判定式如下：

或

或

其中，I_A、I_B、I_C为异常支路的三相电流，I_mk2为三相电流门槛，I_mk3为浮动门槛。

根据本发明的一个方面，步骤4中所述大差制动电流为各条非母联支路的电流的标量和，所述大差制动电流的计算式如下：

其中，I_r为大差制动电流，i_j为各非母联支路的电流的采样值。

根据本发明的一个方面，步骤4中判别所述异常相别的大差制动电流幅值是否有变小趋势的判定式如下：

I_r(t)＜k×I_r(t-3T)

其中，I_r(t)为当前的大差制动电流值，I_r(t-3T)为三个周期前的大差制动电流值，k为固定系数。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明提出的一种防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，该判别方法通过先针对支路负荷电流特征筛选出异常支路，再根据异常支路各相电流的变化选出异常相别，最后对异常相别的大差制动电流的变化进行判别，实现准确可靠地判别电流互感器断线特征，同时,输出的电流互感器断线闭锁标志在差动保护跳分段断路器动作出口前进行条件把关，既能够可靠解决重负荷电流互感器断线引起的差动保护动作误跳分段断路器问题，又不会对差动保护跳母线动作出口产生影响，增加了母线保护的可靠性。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方式的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法的流程图。

图2为根据本发明一个实施方式的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法的软件流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1示出了根据本发明一个实施方式的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法的流程图，具体步骤如下：

S1：采集所有非母联支路的电流并分别计算各支路的零序电流幅值。

采集母线上所有非母联支路的故障时刻的电流有效值，并采用全周傅氏算法分别计算各非母联支路的零序电流幅值。

S2：依次判别各支路的零序电流幅值是否大于设定的零序电流门槛值，若有且仅有一个支路满足时，则判定该支路为异常支路。

零序电流幅值判定式如公式1所示：

3I₀＞I_mk1(公式1)

其中，3I₀为非母联支路的零序电流幅值，I_mk1为零序电流门槛值。

由于母线差动保护动作速度较快，一般不超过20ms，零序电流门槛值应考虑与差动保护启动定值配合且低于差动保护启动定值，以确保电流互感器断线判定式能快速启动。

支路电流互感器断线一般是指二次回路的电流互感器断线，从一次线圈到屏柜端子为地下电缆沟的密闭环境，发生故障的概率不大。出现电流互感器断线的主要空间是屏柜端子排到装置箱端子之间的这段回路，主要原因是电缆引线断裂或者固定端子松动。基于上述环境考虑二次回路断线一般不会出现多个支路同时断线、同一个支路的多相同时断线以及不考虑电流互感器断线的发展和转换，即只考虑单个支路的单相断线。因此当有且仅有一个支路的零序电流特征满足上述条件时基本上已经可以判定该支路的电流采样出现异常，为进一步判定异常原因，则需对三相电流特征进行进一步分析。

S3：判断所述异常支路的三相电流幅值是否满足相电流判定式，若满足，则判定该电流最小的相别为异常相别。

采用全周傅氏算法分别计算所述异常支路的三相电流幅值，判断所述异常支路的三相电流幅值是否满足相电流判定式，若三相电流幅值满足并能筛选出电流最小的相别，则判定该电流最小的相别为异常相别。

相电流判定式如公式2所示。如果三相电流满足公式2中任一组公式，则判定相电流最小的相别为异常相别：

其中，I_A、I_B、I_C为异常支路的三相电流，I_mk2为三相电流门槛，I_mk3为浮动门槛。

S4：若异常相别的大差制动电流幅值有变小的趋势，则闭锁异常相别的差动保护跳分段断路器。

判别所述异常相别的大差制动电流幅值的变化情况，若异常相别的大差制动电流幅值有变小的趋势，则判定异常相别发生电流互感器断线，同时输出电流互感器断线闭锁标志，闭锁异常相别的差动保护跳分段断路器。

大差制动电流为各支路电流的标量和，大差制动电流计算式如公

式3所示：

其中，I_r为大差制动电流，i_j为各支路电流的采样值。

判别异常相别的大差制动电流幅值的变化是否满足判定式，即相别的大差制动电流幅值当前值与三个周期前的值相比是否有变小的趋势，其判定式如公式4所示。

I_r(t)＜k×I_r(t-3T) (公式4)

其中，I_r(t)为当前的大差制动电流值，I_r(t-3T)为三个周期前的大差制动电流值，k为固定系数。

图2示出了该判别方法的软件实现的流程图。可以看出，首先采集采集母线上所有非母联支路的电流，并初始化非母线支路个数M，统计支路个数i，满足条件支路个数N，采用循环操作来判断各支路的零序电流幅值是否大于零序电流门槛值，直至i＝M，然后判断满足条件支路个数N是否满足N＝1，如果满足则锁定该支路，继续判断该支路的三相电流幅值是否满足判据，如果满足，则锁定该相别，继续判断该相别的大差制动电流是否满足判据，如果满足则判定锁定相发生CT断线，输出CT断线闭锁标志，从而闭锁异常相别的差动保护跳分段断路器。

综上所述，本发明公开了一种用于双母双分接线母线保护的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，该方法采集所有非母联支路的电流并分别计算各支路的零序电流幅值，依次判别各支路的零序电流幅值是否大于设定的零序电流门槛值，若有且仅有一个支路的零序电流幅值大于设定的门槛值，则判定该支路为异常支路。对异常支路的三相电流特征进一步进行比较分析，若三相电流幅值满足特定的相电流判定式并能筛选出电流最小的相别，则判定该相别为异常相别。随后，对判定相别的大差制动电流幅值的变化进行判断，若判定相别的大差制动电流幅值有变小的趋势，则判定判定相别发生电流互感器断线，同时输出电流互感器断线闭锁标志，闭锁该相别的差动保护跳分段断路器。本发明可以快速识别重负荷下电流互感器断线的发生，用于双母双分接线母线保护，避免了支路电流互感器断线时母线差动保护动作误跳分段断路器的技术问题，增加了母线保护的可靠性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，用于双母双分接线母线保护，其特征在于，该方法包括：

步骤1，采集母线上所有非母联支路的电流，并分别计算各非母联支路的零序电流幅值；

步骤2，设定零序电流门槛值，依次判别各非母联支路的零序电流幅值是否大于所述零序电流门槛值，如果有且仅有一个非母联支路满足，则判定该条非母联支路为异常支路；

步骤3，判别所述异常支路的三相电流幅值是否满足相电流判定式，如果满足，则判定电流最小的相别为异常相别；

步骤4，判别所述异常相别的大差制动电流幅值是否有变小趋势，若有，则判定所述异常相别发生电流互感器断线，同时输出电流互感器断线闭锁标志，闭锁所述异常相别的差动保护跳分段断路器。

2.根据权利要求1所述的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，其特征在于，步骤1中采集母线上所有非母联支路在故障时刻的电流有效值，并采用全周傅氏算法分别计算各非母联支路的零序电流幅值。

3.根据权利要求1所述的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，其特征在于，步骤2中所述零序电流门槛值设置为低于母线差动保护启动定值。

4.根据权利要求1所述的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，其特征在于，步骤3还包括采用全周傅氏算法分别计算所述异常支路的三相电流幅值。

5.根据权利要求1所述的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，其特征在于，步骤3中所述相电流判定式如下：

或

或

其中，I_A、I_B、I_C为异常支路的三相电流，I_mk2为三相电流门槛，I_mk3为浮动门槛。

6.根据权利要求1所述的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，其特征在于，步骤4中所述大差制动电流为各条非母联支路的电流的标量和，所述大差制动电流的计算式如下：

其中，I_r为大差制动电流，i_j为各非母联支路的电流的采样值。

7.根据权利要求1所述的防止重负荷电流互感器断线误跳分段的判别方法，其特征在于，步骤4中判别所述异常相别的大差制动电流幅值是否有变小趋势的判定式如下：

I_r(t)＜k×I_r(t-3T)

其中，I_r(t)为当前的大差制动电流值，I_r(t-3T)为三个周期前的大差制动电流值，k为固定系数。

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