CN206074791U - 一种防误动电路及应用该电路的常规站低压保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种防误动电路及应用该电路的常规站低压保护装置，包括：用于连接保护电流信号的两个AD转换通道，其中一个通道中串设有一个开关模块；以及至少一个饱和检测电路、一个比较电路和一个与门电路；饱和检测电路的输入端用于连接整流后的保护电流信号或者整流后的测量电流信号，饱和检测电路的输出端用于连接所述与门电路的一个对应的输入端；所述比较电路的两个输入端分别连接整流后的保护电流信号与整流后的测量电流信号，比较电路的输出端连接所述与门电路的一个对应的输入端；所述与门电路的输出端控制连接所述开关模块，用于控制所述开关模块的通断。本实用新型能够防止CT本身故障时继电保护装置误动。
Description
技术领域
本实用新型属于继电保护领域，特别是一种用于常规站低压保护装置中的防误动电路，以及应用该防误动电路的低压保护装置。常规站是相对智能站而言的。
背景技术
电力系统继电保护装置的可靠性是电力系统安全稳定运行的保证。保护装置采样正确是继电保护装置可靠性的基础，保护采样中的电流采样问题会造成保护装置拒动或误动。
保护装置对采样的检测比较严格，当CT回路断线时可以根据采样的数据进行分析判断，保护装置根据定值的数据设置实现CT回路断线后的相应逻辑处理；采样数据在交流变换插件变换后分为两个采样值，有不同回路进行采样，两个数据之间的误差超过允许值后就会报警并进行相关逻辑的处理，防止采样错误造成的误动作；数据采样回路中的模数转换关键芯片出现问题后出现的错误会引起装置告警并进行相应的闭锁处理。以上的这些措施防止了采样错误造成的保护装置误动或拒动。
但是目前的电流模拟量采样存在一个问题，就是交流变换环节的小电流互感器，该电流互感器出现问题后既不属于外部回路问题，也不属于电流变换后的双AD采样问题，所以是目前保护装置检测的盲点。交流变换插件内CT的错误无法检测，如交流变换插件内CT故障造成的电流采样增大造成的保护装置误动，造成比较严重的后果。具体说明如图1所示。
图1中矩形框的范围内就是保护装置交流变换插件的电流变换小互感器。当其中标志x的部位断开或连接电阻增大时，此电流变换后经过电阻获取的采 样电压值就会增大，造成保护装置错误的判断，造成保护装置误动跳开断路器的事故发生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种防误动电路，用以解决现有技术无法检测到交流变换环节的小电流互感器出现异常的问题。同时，本实用新型还提供了一种应用该电路的常规站低压保护装置。
为实现上述目的，本实用新型的方案包括：
一种防误动电路，包括：一个开关模块，所述开关模块用于串入连接保护电流信号的两个AD转换通道中的一个AD通道；以及至少一个饱和检测电路、一个比较电路和一个与门电路；饱和检测电路的输入端用于连接整流后的保护电流信号，饱和检测电路的输出端用于连接所述与门电路的一个对应的输入端；所述比较电路的两个输入端分别连接整流后的保护电流信号与整流后的测量电流信号，比较电路的输出端连接所述与门电路的一个对应的输入端；所述与门电路的输出端控制连接所述开关模块，用于控制所述开关模块的通断。
进一步的，所述防误动电路包括一个饱和检测电路，该饱和检测电路的输入端用于连接整流后的保护电流信号。
进一步的，所述防误动电路包括两个饱和检测电路，两个饱和检测电路的输入端均用于连接整流后的保护电流信号。
进一步的，所述与门电路的输出经过展宽电路连接所述开关模块。
进一步的，所述饱和检测电路包括一个过零触发电路和一个延时电路。
进一步的，所述饱和检测电路包括一个逻辑门电路、一个延时比较部分和一个过零延时部分；所述延时比较部分包括一个比较器，比较器的输入端分别直接连接所述饱和检测电路的输入信号(U)与经过延时的饱和检测电路的输入信号(U’)；所述过零延时部分包括依次连接的一个过零触发电路和一个延时电路；所述逻辑门电路的两个输入端，一个连接所述比较器的输出，另一个 连接所述延时电路的输出；所述逻辑门电路的输出端连接所述饱和检测电路的输出。
进一步的，所述逻辑门电路为或逻辑门电路，或者为与逻辑门电路。
本实用新型还提供了一种常规站低压保护装置，装置中集成上述的防误动电路。
本实用新型利用了测量电流信号对保护电流信号进行验证检测，设置饱和检测电路的作用是防止CT饱和后引起的检测错误，设置比较电路的作用是防止保护CT与测量CT之间的差异过大。本实用新型中是在测量电流信号不饱和的情况下参与比较，故障情况下退出比较。
饱和检测电路的具体形式可以根据实际情况进行选择。
将本实用新型的防误动电路应用于低压保护装置中，就能够防止CT本身故障时继电保护装置误动。
附图说明
图1是常规站CT故障造成的电流采样增大示意图；
图2是常规站低压保测一体装置接线示意图；
图3是一种防误动电路的原理图；
图4是另一种防误动电路的原理图；
图5是一种饱和检测电路的原理图；
图6是另一种饱和检测电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
常规站中的保护装置，为了降低成本，往往将保护和测控做在一起，由一台保护装置完成。常见的保测一体的保护装置接线如图2所示，现场的CT回路含有保护CT和精度较高的测量CT。
本实用新型的用于常规站保护装置的防误动电路，需要保护CT和测量CT 的信号作为输入，如图3所示的用于连接保护电流CT的保护电流输入信号，用于连接测量电流CT的测量电流输入信号；其中保护电流输入信号、测量电流输入信号均已经被转换成电压信号。
保护电流信号连接一个AD转换接口，即图3中AD1,表示一个AD转换通道。同时，保护电流信号还通过一个开关模块连接另一个AD转换接口，即图中AD2，表示另一个AD转换通道。
现有技术中，保护电流信号直接连接两个AD转换通道AD1与AD2，没有上述开关模块。
本实用新型的基本思想是通过引入测量电流信号，对保护电流信号进行验证。验证的结果用于控制AD2通道的通断：即上述开关模块的通断取决于验证的结果。当保护电流或测量电流异常时跳开开关模块，封闭AD2输出，使AD1与AD2输出不一致，触发装置异常告警，防止保护装置出现误动，避免了异常时造成的闭锁情况发生。
基于上述基本思想，本实用新型提供了如图3的电路：该电路一方面，将保护电流信号、测量电流信号分别进行整流后进行比较，另一方面，对整流后的保护电流信号进行饱和检测，然后将两方面的输出信号相与，展宽后控制上述开关模块的通断。仅当比较电路输出高电平，且饱和检测电路也输出高电平时，开关模块才能闭合，AD2通道开通，输出与AD1一致，装置不会进行告警。如果比较电路或饱和检测电路中的任一个输出低电平，则开关模块不能闭合，装置进行告警。
比较电路用于比较保护电流信号与测量电流信号，若保护电流信号与测量电流信号大小不同，说明有采集异常或其它故障产生。饱和检测电路用于检测保护电流信号是否饱和，若饱和则输出低电平信号。
与门电路连接的展宽电路可以取6ms到7ms，用于保证与门输出信号的逻辑性。作为其他实施方式，也可以不设置该展宽电路。
基于上述基本思想，本实用新型还提供了如图4的电路。该电路与图3的区别仅在于：该电路对整流后的测量电流信号进行饱和检测。而图3中是对整流后的保护电流信号进行饱和检测。
图3与图4中，饱和检测电路均是比较重要的部分，其既可以对保护电流信号进行饱和检测，也可以对测量电流信号进行饱和检测。如图5是一种饱和检测电路，设该饱和检测电路的输入信号为U(在图3中，U是保护电流信号，在图4中，U是测量电流信号)，包括一个过零触发电路和一个延时电路。
延时电路Δt＝4ms，可以根据实际情况和应用手册选取具体延时值，本实施例中可以取3ms到4ms。过零触发电路加延时电路，是利用了过零4ms的线性区，在饱和情况下延时4ms之后会出现电压跌落，从而输出低电平。
饱和检测电路还可以依据其他饱和特性进行设计。饱和特性包括四种情况：1、在故障发生后，TA并不是立即进入饱和状态，而是存在一个线性传变区，在这一区间内可以将一次电流正确传变到二次侧，此时励磁电流很小。这是由于TA磁链不能突变，并且TA磁链正比于二次电流对时间的积分值，磁链需要经过一段时间的积累才能达到饱和磁链，因此暂态的短路电流并不能使TA立即饱和。TA线性传变区时间的长短主要与短路电流中的非周期分量大小有关。从大量的实际运行结果以及仿真结果来看，这段时间最少有几个毫秒。此外磁链的大小还与TA初始磁链有关，因此不能忽略剩磁的影响，当剩磁很大时，线性传变区的时间将大大缩短。2、TA发生饱和后，二次电流波形出现缺损，在饱和点附近二次电流变化率突增。3、主要由故障电流中非周期分量引起的TA暂态饱和，二次电流和励磁电流波形都相对横轴发生偏移，造成正负半波的波形不对称。由频谱分析可知二次电流和励磁电流中的二次和三次谐波含量大。4、对于由稳态短路电流引起的TA饱和，二次电流和励磁电流波形相对横轴呈奇对称，二次电流和励磁电流中奇次谐波的含量大。
根据以上情况，可以设计相关饱和检测逻辑。当然，一个饱和检测电路中 也可以集成两种或两种以上的饱和检测逻辑。
例如，图6给出了另一种饱和检测电路，该电路集成了两种饱和检测逻辑，一种逻辑如图6下半部分，与图5电路逻辑基本相同，利用了过零4ms的线性区，在饱和情况下延时4ms之后会出现电压跌落，从而输出低电平；其中还增加了展宽电流T＝6ms(也可以取其他展宽值，或者省去该展宽电路)。另一种逻辑如图6上半部分：经过1ms延时的信号U’与U本身通过比较器进行比较。这是利用了在饱和发生时，U’与U基本相等，比较器输出为低。或门电路用于对两种逻辑输出的结果进行筛选：仅当两逻辑电路都输出低电平时，或门电路才输出低电平，即整个饱和检测电路就输出低电平。
作为其他实施方式，图6中的或门电路也可以改为与门电路：此时的筛选结果为：任一个逻辑电路输出低电平，则整个饱和检测电路就输出低电平。
本实用新型是利用测量CT对保护CT的问题进行检查，所以首先要有保护CT和测量CT接入同一装置的硬件要求。即，本实用新型的防误动电路适合在保测一体的低压保护装置中集成。
需要指出的是，本实用新型的防误动电路，不仅可以用于常规站的低压保护装置，还可以用于智能站得合并单元中；在合并单元中，完成交流电流变换，然后再通过光纤发送到智能终端。在应用到低压保护装置或者合并单元时，由于原低压保护装置或者合并单元中存在两个AD通道，需要在其中一个通道上增加开关模块，并且引入测量电流信号和上述各种电路模块。
另外，根据图3、图4电路的启示，还可以设计更为复杂的电路结构，如：对保护电流信号和测量电流信号均进行饱和检测，然后与比较电路的输出一起，分别送入一个三输入与门电路的三个输入端中。
以上给出了本实用新型涉及的具体实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在本实用新型给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作 用与本实用新型中的相应技术手段基本相同、实现的实用新型目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种防误动电路，其特征在于，包括：一个开关模块，所述开关模块用于串入连接保护电流信号的两个AD转换通道中的一个AD通道；还包括至少一个饱和检测电路、一个比较电路和一个与门电路；
饱和检测电路的输入端用于连接整流后的保护电流信号，饱和检测电路的输出端用于连接所述与门电路的一个对应的输入端；
所述比较电路的两个输入端分别连接整流后的保护电流信号与整流后的测量电流信号，比较电路的输出端连接所述与门电路的一个对应的输入端；
所述与门电路的输出端控制连接所述开关模块，用于控制所述开关模块的通断。
2.根据权利要求1所述的一种防误动电路，其特征在于，所述防误动电路包括一个饱和检测电路，该饱和检测电路的输入端用于连接整流后的保护电流信号。
3.根据权利要求1所述的一种防误动电路，其特征在于，所述防误动电路包括两个饱和检测电路，两个饱和检测电路的输入端均用于连接整流后的保护电流信号。
4.根据权利要求1所述的一种防误动电路，其特征在于，所述与门电路的输出经过展宽电路连接所述开关模块。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种防误动电路，其特征在于，所述饱和检测电路包括一个过零触发电路和一个延时电路。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种防误动电路，其特征在于，所述饱和检测电路包括一个逻辑门电路、一个延时比较部分和一个过零延时部分；
所述延时比较部分包括一个比较器，比较器的输入端分别直接连接所述饱和检测电路的输入信号(U)与经过延时的饱和检测电路的输入信号(U’)；
所述过零延时部分包括依次连接的一个过零触发电路和一个延时电路；
所述逻辑门电路的两个输入端，一个连接所述比较器的输出，另一个连接所述延时电路的输出；所述逻辑门电路的输出端连接所述饱和检测电路的输出。
7.根据权利要求6所述的一种防误动电路，其特征在于，所述逻辑门电路为或逻辑门电路，或者为与逻辑门电路。
8.一种常规站低压保护装置，包括：用于连接保护电流信号的两个AD转换通道，其特征在于，还包括权利要求1-7中任一项所述的防误动电路。
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| CN109541351B (zh) * | 2018-11-29 | 2020-12-29 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 继电保护装置中电流采样不一致判别方法及处理方法 |
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