CN1506694A - 电压互感器断线检测的方法 - Google Patents

Abstract

一种电压互感器断线检测的方法，适用于电力网小电流接地系统的电压互感器断线检测，包括如下步骤：(1)从电压互感器采集电压信号，并经过计算获取线电压U_ab、U_bc、U_ca；(2)从电流互感器采集负荷电流信号；比较电压、电流的幅值关系，其特征在于：线电压的最大幅值(U_Lmax)大于等于线电压最小幅值(U_Lmin)的1.5倍时，判定电压互感器发生断线，该方法适用于各种接线方式，尤其是Y－Y型和Δ－Δ型接线的电压互感器断线检测，便于在一般的微机保护、测控、自动装置上实现。

Description

电压互感器断线检测的方法

技术领域

本发明涉及一种电力网小电流接地系统的电压互感器断线检测方法，特别是Y-Y型和Δ-Δ型接线电压互感器断线检测方法。

背景技术

电压互感器的任务是将很高的电压准确地变换至二次保护及二次仪表的允许电压(一般为100V)，使继电器和仪表既能在低电压情况下工作，又能准确地反映电力系统中高压设备的运行情况。

电压互感器的接线方式很多，有时同一变电所内就具有多种接线方式的电压互感器。电压互感器断线是较常见的故障之一。发生电压互感器断线故障时，应立即闭锁相应的保护及自动装置功能，同时发出告警信息提示运行人员检修。电压互感器发生故障时若不及时采取措施，将严重影响继电保护及自动装置的正确动作，进而造成系统故障。例如在铁路自动闭塞配电所内同时具有Y-Y型和Δ-Δ型两种接线方式的电压互感器。自闭/贯通线路电压经由Δ-Δ型电压互感器采集，线路电压的变化与自闭/贯通线路自动装置的正确动作关系十分密切，所以对Δ型接线电压互感器的断线检测就显得尤为重要。

目前，电压互感器断线检测的方法基本上只是针对具体的某一种接线的电压互感器，没有适用于各种接线方式的电压互感器断线检测的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于各种接线方式，尤其是Y-Y型和Δ-Δ型接线的电压互感器断线检测方法，适用面广，可靠性高，便于在一般的微机保护、测控、自动装置上实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该电压互感器断线检测的方法，包括如下步骤：

(1)从电压互感器采集电压信号，并经过计算获取线电压U_ab、U_bc、U_ca；

(2)从电流互感器采集负荷电流信号；

其特征在于：比较电压、电流的幅值关系，判定电压互感器是否发生断线。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：适用于各种接线方式，尤其是Y-Y型和Δ-Δ型接线的电压互感器断线检测。简化了各种接线方式电压互感器的断线检测方法，适用面广，可靠性高，便于在一般的微机保护、测控、自动装置上实现。

附图说明：

图1：电压互感器Δ-Δ型接线方式示意图；

图2：电压互感器Y-Y型接线方式示意图；

图3：Y-Y型联接电压互感器二次侧等效电路图；

图4：Y-Δ型联接电压互感器二次侧等效电路图；

图5：Δ-Y型联接电压互感器二次侧等效电路图；

图6：Δ-Δ型联接电压互感器二次侧等效电路图；

图7：Y型联接电压互感器电压向量图；

图8：Δ型联接电压互感器电压向量图；

图9：Y-Y型联接电压互感器BC两相断线电压向量图；

图10：Y-Δ型联接电压互感器BC两相断线电压向量图；

图11：Y-Y型联接电压互感器A相断线电压向量图；

图12：Y-Δ型联接电压互感器A相断线电压向量图；

图13：Δ-Y型和Δ-Δ型联接电压互感器A相断线电压向量图。

图1～13是本发明的电压互感器断线检测方法的最佳实施例，下面结合附图1～13对本发明进一步说明如下。

具体实施方式

图1、图2所示为铁路自动闭塞配电所常用的两种电压互感器(以下简称PT)接线方式。PT二次侧的三相等效电路如图3～图6所示，有Y-Y联接，Y-Δ联接，Δ-Y联接和Δ-Δ联接4种方式。图7、图8分别为Y型联接和Δ型联接电压互感器正常工作电压向量图。下面是这4种联接方式的PT在发生断线时线电压的幅值特征情况。

a、三相断线：PT三相均发生断线时，理论上U_ab、U_bc、U_ca的幅值为零，工程上一般取电压幅值小于15～30％U_e即认为无压。

b、两相断线

(1)Y-Y型联接PT：如图3所示，以BC相断线为例。当发生BC两相断线时，装置采集三相电压分别为：|_a′|＝|_a||_b′|＝0|_c′|＝0经计算得出线电压：|_ab′|＝|_a′|＝|_a||_bc′|＝0|_ca′|＝|_a′|＝|_a|其向量图如图9所示。分析得到，线电压的最大幅值与原相电压幅值相同；线电压的最小幅值为0。

(2)Y-Δ型联接PT：如图4所示，以BC相断线为例。当发生BC两相断线时，A′、B′、C′等电位，装置采集三相电压分别为：|_a′|＝|_b′|＝|_c′|＝|_a|经计算得出线电压：|_ab′|＝|_bc′|＝|_ca′|＝0其向量图如图10所示。因此，三个线电压的幅值与PT三相断线时的结果相同。

(3)Δ-Y型联接PT和Δ-Δ型联接PT：如图5和6所示，Δ型接线的PT一般把B相直接接地，因此不考虑B相断线的情况。当发生AC两相断线时，装置采集到的线电压幅值为0，与PT三相断线的结果相同。

c、一相断线：以A相断线为例。

(1)Y-Y型联接PT：如图3所示，当发生A相断线时，装置采集三相电压分别为：|_a′|＝0|_b′|＝|_b||_c′|＝|_c|经计算得出线电压：|_ab′|＝|_b′|＝|_b||_bc′|＝|_bc||_ca′|＝|_c′|＝|_c|其向量图如图11所示。分析得到，线电压的最大幅值与原线电压幅值相同；线电压的最小幅值与原相电压幅值相同。

(2)Y-Δ型联接PT：如图4所示，当发生A相断线时，装置采集三相电压分别为： $\left|{\stackrel{\·}{U}}_a^{\′}\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_b\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_c\right|$ |_b′|＝|_b||_c′|＝|_c|经计算得出线电压： $\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{ab}}^{\′}\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bc}}^{\′}\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bc}}\right|$ |_bc′|＝_bc| $\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{ca}}^{\′}\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bc}}^{\′}\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bc}}\right|$ 其向量图如图12所示。分析得到，线电压的最大幅值与原线电压幅值相同；线电压的最小幅值为原线电压幅值的一半。

(3)Δ-Y型联接PT和Δ-Δ型联接PT：如图5和6所示，Δ型接线的PT一般把B相直接接地。仍以A相断线为例。当发生A相断线时，装置采集到的线电压： $\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{ab}}^{\′}\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bc}}^{\′}\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bc}}\right|$ |_cb′|＝|_bc′|经计算得出线电压： $\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{ca}}^{\′}\right|=\frac{1}{2}\left|{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{bc}}\right|$ 其向量图如图13所示。因此，线电压的最大幅值与原线电压幅值相同；线电压的最小幅值为原线电压幅值的一半。

综上所述，获得电压互感器断线判据如下：

利用三个线电压的幅值关系判断电压互感器断线。三个线电压的最大幅值(U_Lmax)大于等于三个线电压的最小幅值(U_Lmin)的n倍，即U_Lmax≥n×U_Lmin时，判定电压互感器发生断线。

所述的n值根据被检测电压互感器二次侧负荷的对称情况确定，一般情况下1＜n≤1.732，工程上最佳取n＝1.5。

三个线电压的最小幅值低于无压门槛值，但负荷电流大于无流门槛值时，判定电压互感器发生断线。

在微机保护、测控、自动装置、RTU和FTU等类似的装置上均能够实施本发明的方法。步骤如下：

1)电压量的获取：对于Y型接线的PT，U_a、U_b、U_c直接从电压互感器采集，U_ab、U_bc、U_ca通过矢量计算获得：

              _ab＝_a-_b _bc＝_b-_c _ca＝_c-_a

对于Δ型接线的PI，U_ab、U_cb直接从电压互感器采集，U_ca按照失量计算获得：

                           _ca＝_cb-_ab

2)分别选取U_ab、U_bc、U_ca中的最大幅值(U_Lmax)和最小幅值(U_Lmin)进行比较。如果U_Lmax≥1.5×U_Lmin时，判定电压互感器发生断线。

3)无压门槛值(U_WY)一般设定为15％～30％的额定电压；无流门槛值(I_WL)一般设定为0.4～1.5A。如果U_Lmin＜U_WY并且负荷电流大于I_WL时，判定电压互感器发断线。

4)选出断线相并发出告警信息和闭锁信号。

Claims (4)

1、一种电压互感器断线检测的方法，包括如下步骤：

(1)从电压互感器采集电压信号，并经过计算获取线电压U_ab、U_bc、U_ca；

(2)从电流互感器采集负荷电流信号；

其特征在于：比较电压、电流的幅值关系，判定电压互感器是否发生断线。

2、根据权利要求1所述的电压互感器断线检测的方法，其特征在于：利用三个线电压的幅值关系判断电压互感器断线，三个线电压的最大幅值(U_Lmax)大于等于三个线电压的最小幅值(U_Lmin)的n倍，即U_Lmax≥n×U_Lmin时，判定电压互感器发生断线。

3、根据权利要求2所述的电压互感器断线检测的方法，其特征在于：所述的n值根据被检测电压互感器二次侧负荷的对称情况确定，一般情况下1＜n≤1.732，工程上最佳取n＝1.5。

4、根据权利要求1所述的电压互感器断线检测的方法，其特征在于：三个线电压的最小幅值低于无压门槛值，但负荷电流大于无流门槛值时，判定电压互感器发生断线。

Images