CN105467264B - 基于二分之三接线方式母线保护的ct断线快速识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，采集当前母线上所有运行支路的电流并计算当前差动电流和制动电流；然后，逐间隔判定负荷电流是否发生突变；若当且仅有一个支路的负荷电流发生突变，锁定该间隔；判定所述当前差动电流的变化量是否大于CT断线闭锁定值，以及判定所述当前制动电流的变化量是否满足变小的特征；对锁定间隔是否从有负荷电流状态变化到无流状态进行判定；对锁定间隔的当前负荷电流周波内的变化量与当前差动电流周波内的变化量大小是否相同进行判定；若满足上述的判定条件，则判定锁定间隔发生CT断线。本发明可以快速准确识别CT断线的发生，避免了CT断线后导致母线保护误动的问题。

Description

基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法

技术领域

本发明涉及基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，属于电力系统故障判断的技术领域。

背景技术

随着电网结构日渐紧密，电网的稳定运行显得尤其重要，例如1000kV、750kV、500kV母线一般采用二分之三接线方式，该接线方式的供电可靠性较高，即使某个断路器误跳闸或者某个保护误动，不会对供电的可靠性产生影响。所以，二分之三接线方式母线保护的差动保护习惯上不配置复合电压闭锁，而且复合电压闭锁作为差动保护的一个防误动措施，在二分之三接线方式母线保护中无法发挥作用。

在新建变电站中，二分之三接线方式母线的串数一般为2到4串，很多时候只有2串。若只有2串，在不配置复合电压闭锁的情况下，支路CT断线后，CT断线引起的差动电流等于另一串的负荷电流，差动保护的制动特性一般难以将差动保护“制动”，进而引起差动保护因CT断线而误动。所以，考虑到目前国内二分之三接线方式母线保护的差动保护均不采用复合电压闭锁，且高压断路器的可靠跳开次数有上限，二分之三接线方式母线保护在发生CT断线时防母线保护误动成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，解决了基于高电压母线因CT断线后导致保护误动的技术问题。

本发明是通过如下方案予以实现的：

基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，步骤如下：

步骤1，采集当前母线上所有运行支路的电流并计算当前差动电流和制动电流；然后，逐间隔判定负荷电流是否发生突变；若当且仅有一个支路的负荷电流发生突变，锁定该间隔；

步骤2，判定步骤1中所述当前差动电流的变化量是否大于CT断线闭锁定值，以及判定所述当前制动电流的变化量是否满足变小的特征；

步骤3，对步骤1中锁定间隔是否从有负荷电流状态变化到无流状态进行判定；对锁定间隔的当前负荷电流周波内的变化量与当前差动电流周波内的变化量大小是否相同进行判定；

步骤4，若满足上述步骤2和步骤3的判定的条件，则判定锁定间隔发生CT断线。

进一步的，步骤1所述的差动电流为各支路电流的向量和，制动电流为各支路电流的标量和。

进一步的，步骤2中判定当前差动电流的变化量是否大于CT断线闭锁定值的判定式如下：

|I_cd(i)-I_cd(i-2T)|>|I_cd(i-2T)-I_cd(i-4T)|+I_{CT断线闭锁定值}

其中，I_cd(i)为当前的差动电流值；I_cd(i-2T)为两周前的差动电流值；I_cd(i-4T)为四周的差动电流值；I_{CT断线闭锁定值}为CT断线闭锁定值。

进一步的，步骤2中判定当前制动电流的变化量是否满足变小特征的判定条件如下：

|I_r(i-2T)-I_r(i-4T)|>|I_r(i)-I_r(i-2T)|+I_mk2

其中，I_r(i)为当前的制动电流值；I_r(i-2T)为两周前的制动电流值；I_r(i-4T)为四周前的制动电流值；I_mk2为固定门槛值。

进一步的，步骤1中逐间隔判定当前负荷电流是否发生突变的判定式如下：

|I_fh(i-2T)-I_fh(i-4T)|>|I_fh(i)-I_fh(i-2T)|+I_mk

其中，I_fh(i)为当前负荷电流；I_fh(i-2T)为两周前的负荷电流；I_fh(i-4T)为四周前的负荷电流；I_mk为固定门槛值。

进一步的，步骤3中锁定间隔从有负荷电流状态变化到无流状态的判定条件为：

|I_fh·A|<0.04I_n或|I_fh·B|<0.04I_n或|I_fh·C|<0.04I_n

其中，I_fh·A为锁定间隔A相负荷电流值；I_fh·B为锁定间隔B相负荷电流值；I_fh·C为锁定间隔C相负荷电流值，I_n为电流门槛值。

进一步的，步骤3中对锁定间隔的当前负荷电流变化量与差动电流变化量大小是否相同进行判定的条件为：

|I_fh(i)-I_fh(i-2T)|-|I_cd(i)-I_cd(i-2T)|<0.06I_n

其中，I_fh(i)为当前的负荷电流值；I_fh(i-2T)为两周前的负荷电流值；I_cd(i)为当前的差动电流值；I_cd(i-2T)为两周前的差动电流值，I_n为电流门槛值。

本发明和现有技术相比的有益效果是：

本发明提出了基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，本发明通过计算高压母线各支路的三相差动电流和三相制动电流，并逐间隔判断负荷电流是否发生突变，进而锁定该间隔。然后，依次对其差动电流、制动电流、该锁定间隔的负荷电流是否满足为0以及负荷电流和差动电流变化量大小是否相同进行判定，若满足判定条件即可判定该间隔发生了CT断线。由于对二分之三接线方式母线保护的差动保护均不采用复合电压闭锁，所以通过本发明可以快速准确识别CT断线的发生，避免了CT断线后导致母线保护误动的问题。

附图说明

图1是本发明实施例的原理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明提出了基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，判别流程如图1所示，具体步骤如下:

1、计算母线上所有运行支路上的三相差动电流和三相制动电流的采样值，其中三相差动电流为各支路采样电流的向量和(如式(1))，三相制动电流为各支路采样电流的标量和(如式(2))：

差动电流：

制动电流：

2、判断负荷电流突变：将当前点的电流采样值相对于两周前的变化量和两周前相对于四周前的变化量相进行比较，如果差动电流增加了则说明有差流产生。如果满足下面的判据即(式(2))可证明支路电流发生突变，当且仅有一个支路的差动电流发生突变时，锁定该间隔的编号，并开始执行下面的步骤；其中，判断支路电流发生突变判据如下：

|I_fh(i-2T)-I_fh(i-4T)|>|I_fh(i)-I_fh(i-2T)|+I_mk (3)

其中，I_fh(i)为当前点的负荷电流值；I_fh(i-2T)为两周前的该点的负荷电流值；I_fh(i-4T)为四周前的该点的负荷电流；I_mk为固定门槛值，在两个变化量比较时引入该固定门槛值主要是为了防止不平衡电流产生的差流造成误判差动电流增加。

3、判定当前差动电流周波内的变化量是否大于CT断线闭锁定值，即将当前点的差动电流电流采样值相对于两周前的变化量和两周前相对于四周前的变化量相比较，判据如下式(4)：

|I_cd(i)-I_cd(i-2T)|>|I_cd(i-2T)-I_cd(i-4T)|+I_{CT断线闭锁定值} (4)

其中，I_cd(i)为当前点的差动电流值；I_cd(i-2T)为两周前的该点的差动电流值；I_cd(i-4T)为四周前的该点的差动电流值；I_{CT断线闭锁定值}为CT断线闭锁定值。若当前点电流满足判据(式(4))，即增加的幅值大于CT断线闭锁定值，执行下一个步骤。

4、判定当前制动电流是否满足变小的特征：即当前点的制动电流电流采样值相对于两周前的变化量和两周前相对于四周前的变化量相比较，判据如下式(5)：

|I_r(i-2T)-I_r(i-4T)|>|I_r(i)-I_r(i-2T)|+I_mk2 (5)

其中，I_r(i)为当前点的差动电流值；I_r(i-2T)为两周前的该点的差动电流值；I_r(i-4T)为四周前的该点的差动电流值；I_mk2为式(5)中的固定门槛，在两个变化量比较时引入一个固定门槛I_mk2，主要是为了防止不平衡电流产生的差流造成误判差动电流增加。若当前点电流满足判据(式(5))，则执行下一个步骤。

5、采用全周傅氏算法计算被锁定间隔的负荷电流，用于判定锁定间隔从有负荷电流状态变化到无流状态，判据如下：

|I_fh·A|<0.04I_n或|I_fh·B|<0.04I_n或|I_fh·C|<0.04I_n (6)

其中，I_fh·A为当前点的A相负荷电流值；I_fh·B为当前点的B相负荷电流值；I_fh·C为当前点的C相负荷电流值。若当前点电流满足上述判据(式6)，继续执行下个步骤。

6、判断锁定间隔的负荷电流变化量与差动电流变化量大小相同的特征，判据如下：

|I_fh(i)-I_fh(i-2T)|-|I_cd(i)-I_cd(i-2T)|<0.06I_n (7)

其中，I_fh(i)为当前点的负荷电流值；I_fh(i-2T)为两周前的该点的负荷电流值；I_cd(i)为当前点的差动电流值；I_cd(i-2T)为两周前的该点的差动电流值；I_n为电流门槛值。为消除不平衡电流的影响，应引入一个无流门槛。若满足该判据(7)则可以判定锁定间隔发生CT断线，并对其实施相应的措施。

本实施例中判断的采样点个数与采样值差动保护的相配合。一般情况下，采样值差动保护为12取6，所以步骤1步骤4的判据满足点数可以取为5点，连续5点均满足时判为CT断线判据预满足，此时将差动保护动作逻辑强制串入20ms延时，等待步骤5和6的判定。

本实施例中以两周作为电流周波的周期仅为优选的实施例而已，并不用于限制本发明，作为其他实施方式同样可以选取其他采样值计算差动电流和制动电流的变化量。

在本发明给出的思路下，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发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，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发明的保护范围内。

Claims (7)

1.基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，采集当前母线上所有运行支路的电流并计算当前差动电流和当前制动电流；然后，逐间隔判定负荷电流是否发生突变；若当前仅有一个支路的负荷电流发生突变，锁定该间隔；

步骤2，判定步骤1中所述当前差动电流的变化量是否大于CT断线闭锁定值，以及判定所述当前制动电流的变化量是否满足变小的特征；

步骤3，对步骤1中锁定间隔是否从有负荷电流状态变化到无流状态进行判定；对锁定间隔的当前负荷电流周波内的变化量与当前差动电流周波内的变化量大小是否相同进行判定；

步骤4，若满足上述步骤2和步骤3的判定的条件，则判定锁定间隔发生CT断线。

2.根据权利要求1所述的基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，其特征在于，步骤1所述的差动电流为各支路电流的向量和，制动电流为各支路电流的标量和。

3.根据权利要求1所述的基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，其特征在于，步骤2中判定当前差动电流的变化量是否大于CT断线闭锁定值的判定式如下：

|I_cd(i)-I_cd(i-2T)|＞|I_cd(i-2T)-I_cd(i-4T)|+I_{CT断线闭锁定值}

其中，I_cd(i)为当前的差动电流值；I_cd(i-2T)为两周前的差动电流值；I_cd(i-4T)为四周前的差动电流值；I_{CT断线闭锁定值}为CT断线闭锁定值。

4.根据权利要求1所述的基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，其特征在于，步骤2中判定当前制动电流的变化量是否满足变小特征的判定条件如下：

|I_r(i-2T)-I_r(i-4T)|＞|I_r(i)-I_r(i-2T)|+I_mk2

其中，I_r(i)为当前的制动电流值；I_r(i-2T)为两周前的制动电流值；I_r(i-4T)为四周前的制动电流值；I_mk2为固定门槛值。

5.根据权利要求1所述的基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，其特征在于，步骤1中逐间隔判定当前负荷电流是否发生突变的判定式如下：

|I_fh(i-2T)-I_fh(i-4T)|＞|I_fh(i)-I_fh(i-2T)|+I_mk

其中，I_fh(i)为当前负荷电流；I_fh(i-2T)为两周前的负荷电流；I_fh(i-4T)为四周前的负荷电流；I_mk为固定门槛值。

6.根据权利要求1所述的基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，其特征在于，步骤3中锁定间隔从有负荷电流状态变化到无流状态的判定条件为：

|I_fh·A|＜0.04I_n或|I_fh·B|＜0.0I4或|I_fh·C|＜0.0I4

其中，I_fh·A为锁定间隔A相负荷电流值；I_fh·B为锁定间隔B相负荷电流值；I_fh·C为锁定间隔C相负荷电流值，I_n为电流门槛值。

7.根据权利要求1所述的基于二分之三接线方式母线保护的CT断线快速识别方法，其特征在于，步骤3中对锁定间隔的当前负荷电流变化量与差动电流变化量大小是否相同进行判定的条件为：

|I_fh(i)-I_fh(i-2T)|-|I_cd(i)-I_cd(i-2T)|＜0.06I_n

其中，I_fh(i)为当前的负荷电流值；I_fh(i-2T)为两周前的负荷电流值；I_cd(i)为当前的差动电流值；I_cd(i-2T)为两周前的差动电流值，I_n为电流门槛值。