输配电系统保护中的电流互感器断线检测方法技术方案

本发明专利技术提供一种输配电系统保护中的电流互感器断线检测方法，包括：通过本端的相CT测量三相电流并根据所测量的三相电流计算零序电流(Io)；通过本端的零序CT直接测量零序电流(Ior)；根据零序电流计算值(Io)与其整定值的比较结果以及零序电流测量值(Ior)与其整定值的比较结果，判断相电流互感器断线故障是否存在。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输配电系统，具体涉及输配电系统保护中的电流互感器断线检测方法。
技术介绍
输配电系统保护方案中，常常采用电流互感器作为电流采样元件，提供相应的电流信号给保护组件使用。虽然电流互感器回路断线的可能性较小，但电流互感器一旦发生断线故障，将引起输配电系统的继电保护或自动装置误动，从而造成电力供应中断，因此为了提高安全性以保障电力系统安全运行，有必要对这种电感互感器的断线故障进行检测和识别。图1示出了现有技术中用于检测CT断线故障的第一种方法。图1的检测方式是基于零序电流和零序电压而实现的。当电流互感器非对称性断线时，会产生不平衡电流和不会产生不平衡电压，例如会产生零序电流而零序电压为零，因此可以利用这一特点来判别电流互感器是否存在断线故障。参见图1，IN是零序电流，VN是零序电压。对IN和VN的检测值分别与其整定值比较的结果(即，IN是否大于其整定值，VN是否小于其整定值)进行逻辑与操作，当以上两者条件同时满足时，就可以判断存在CT断线故障。当发生CT断线故障时，一方面发出电流互感器断线闭锁命令“CTSBlock”，可通过这个命令来闭锁其他依赖于电流的保护元件以免产生误动，另一方面经过延迟时间t之后则发出电流互感器断线警报“CTSAlarm”。图1的第一种方式的细节可参见以下文档：MiCOMALSTOMP341InterconnectionProtectionRelayTechnicalManual.P341/ENM/F74.UK:ALSTOMT&DProtection&ControlLtd,2010。但是，图1的第一种方式的缺点在于：输配电系统保护方案中需要电压互感器VT来感测零序电压。但是在许多输配电系统中，因为经济原因的考虑而没有装备电压互感器VT，故此，图1的第一种方式的应用条件存在限制。图2示出了现有技术中用于检测CT断线故障的第二种方法。图2的检测方式是基于被保护的输电线两端的电流检测而实现的。当输电线一端存在不平衡电流而对应的远程一端没有不平衡电流存在时，可以判断CT断线故障存在。参见图2，I是本地端不平衡电流，Ir是远程端不平衡电流。图2上面的图示中，对I和Ir的检测值分别与其整定值比较的结果(即，I是否大于其整定值，Ir是否小于其整定值)进行逻辑与操作，当以上两者条件同时满足时，就可以判本端电流互感器发生断线故障，因此发出本端电流互感器断线闭锁命令“CTSBlock”，可通过这个命令来闭锁本端其他依赖于电流的保护元件以免产生误动，经过时间延时“t”之后则发出本端电流互感器断线警报“CTSAlarm”。图2下面的图示中，对I和Ir的检测值分别与其整定值比较的结果(即，I是否小于其整定值，Ir是否大于其整定值)进行逻辑与操作，当以上两者条件同时满足时，就可以判断远端电流互感器发生断线故障，因此则发出远端电流互感器断线闭锁命令“RemoteCTSBlock”，可通过这个命令闭锁远端其他依赖于电流的保护元件以免产生误动，经过时间延时“t”之后则发出远端电流互感器断线警报“RemoteCTSAlarm”。图2的第二种方式的细节可参见以下文档：B.Cvorovic,A.Edwards.ANovelCurrent-BasedDifferentialCTSupervisionFunction.DevelopmentsinPowerSystemProtection,2008.DPSP2008.IET9thInternationalConference。但是，图2的第二种方式的缺点在于：由于其判断是基于两端电流，因此仅能应用于能获取对端电流的差动保护系统中。图3示出了现有技术中用于检测CT断线故障的第三种方法。图3的检测方式是基于差动电流、相电流和负序电流的检测而实现的。具体地，根据下面的表1进行判断。表1列出了针对导引线差动保护对应各种系统状态下，差动电流、相电流以及负序电流的相对于各自整定值的情况。由表1可知，通过检测到差动电流和负序电流分别大于其整定值而相电流低于其整定值，就可以检测到发生了本端电流互感器断线，以此可区别于其他各种系统状态。表1系统状态差动电流相电流负序电流正常无无无外部短路故障无有有内部短路故障有有有远端断路器跳闸有无无导引线故障有无无远端电流互感器断线有无无本端电流互感器断线有无有被保护线路断线故障无无有参见图3，Idiff是差动电流，I是相电流，并且INps是负序电流。图3的图示中，根据表1对Idiff是否大于其整定值、I是否小于其整定值和INps是否大于其整定值的检测结果进行综合判断，当以上三者条件同时满足时，就可以判断本端电流互感器发生断线故障，因此发出电流互感器断线闭锁命令“CTSBlock”，可通过这个命令来闭锁本端其他依赖于电流的保护元件以免产生误动，经过时间延时“t”之后则发出本端电流互感器断线警报“CTSAlarm”。图3的第三种方式的细节可参见以下文档：李德佳,吉晓宏.发电机纵差保护CT二次断线判别原理的分析和改进.继电器,2005。但是，图3的第三种方式的缺点在于：也是仅适用于包括例如导引线差动保护的差动保护系统。图4示出了现有技术中用于检测CT断线故障的第四种方法。图4的检测方式是基于三相电流的电流值以及相位关系的检测而实现的。例如，如果至少一相电流低于其整定值，同时其他相电流大小和相位保持不变或变化微小，则可能发生CT故障。参见图4，其中Ia、Ib、Ic分别是相a、b、c的电流。图4的图示中，首先对下列情况进行检查：Ia是否小于额定电流In的1％；Ib是否大于In的5％且小于In的1-2倍之间的某值；Ic是否大于In的5％且小于In的1-2倍之间的某值；以及Ib和Ic之间的相位差是否大于110°且小于130°。将上述情况的检测结果进行逻辑与操作，当以上的检测条件同时满足时，就可以判断相a丢失(即相a的电流低于其整定值)。类似地判断相b是否丢失(即相b的电流低于其整定值)、相c是否丢失(即相c的电流低于其整定值)。然后只要相a、b、c中至少有一相丢失，就可以判断存在CT断线故障。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输配电系统保护中的电流互感器断线检测方法，包括：通过本端的相CT测量三相电流并根据所测量的三相电流计算零序电流(Io)；通过本端的零序CT直接测量零序电流(Ior)；根据零序电流计算值(Io)与其整定值的比较结果以及零序电流测量值(Ior)与其整定值的比较结果，判断相电流互感器断线故障是否存在。

【技术特征摘要】
1.一种输配电系统保护中的电流互感器断线检测方法，包括：
通过本端的相CT测量三相电流并根据所测量的三相电流计算零序电流
(Io)；
通过本端的零序CT直接测量零序电流(Ior)；
根据零序电流计算值(Io)与其整定值的比较结果以及零序电流测量值
(Ior)与其整定值的比较结果，判断相电流互感器断线故障是否存在。
2.如权利要求1所述的方法，其中
如果零序电流计算值(Io)大于其整定值，零序电流测量值(Ior)小于
其整定值，则判断相电流互感器断线故障存在。
3.如权利要求1所述的方法，其中
如果依据三相电流测量值计算的负序电流(I2)大于其整定值，零序电
流测量值(Ior)小于其整定值，则判断相电流互感器断线故障存在。
4.如权利要求1所述的方法，其中
如果依据三相电流测量值计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨亮，刘建凯，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR