一種母線保護中ct斷線判別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種母線保護中CT斷線判別方法，該判別方法采用判別與母線聯(lián)系的保護裝置各單元的電流故障分量（即零序、負序電流）來判別母線保護中是否有CT斷線故障，并能夠準確判別出故障位置具體是哪一個單元，從而避免了因采集電壓所涉及的電壓回路也存在與電流回路類似的斷線問題，受影響因素減少，裝置大幅簡化，成本下降，可靠性提高。
【專利說明】一種母線保護中CT斷線判別方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及母線保護技術，更具體地說，涉及一種母線保護中CT斷線判別方法?！颈尘凹夹g】
[0002]母線是指用導電性能較好的銅、鋁材料制成用以分配和傳輸電能的設備，是變/配電站傳輸電能的總干線。通過母線，可將發(fā)電機、變壓器等輸出的電能輸送給各個用戶或其它變/配電站。
[0003]母線保護是保證電網安全穩(wěn)定運行的重要設備，其安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區(qū)域電網的安全穩(wěn)定具有決定性的意義。
[0004]迄今為止，在電網中廣泛應用過的母聯(lián)電流比相式差動保護、電流相位比較式差動保護、比率制動式差動保護，經各發(fā)、供電單位多年電網運行經驗總結，普遍認為就適應母線運行方式、故障類型、過渡電阻等方面而言，無疑是按分相電流差動原理構成的比率制動式母線電流差動保護效果最佳。比率制動式母線電流差動保護電氣接線示意圖如圖1所示，母線上各單元的電流互感器的二次側電流通過控制電纜引入母線保護裝置各單元的電流通道，母線保護動作出口動作信號通過控制電纜引入母線各單元斷路器的跳閘回路使各斷路器跳閘。母線保護各相的差動元件的判別邏輯是:取各單元電流之矢量和的絕對值作為差動電流，取各單元絕對值之和作為制動電流，當任一相的差動判據(jù)同時滿足“啟動條件(即差動電流>差動定值)”和“動作條件(差動電流一制動電流X制動系數(shù)> O)”時，即判為“差流越限”，差動保護動作出口跳閘。由上述母線保護動作原理可見，母線保護中電流回路的完好性對母線保護裝置的正確動作起著至關重要的作用。在下列情況下均有可能發(fā)生CT (即電流互感器)回路斷線(即斷開):在檢修結束未將CT連接片連上；檢修中沒有從CT源頭對整個CT回路進行檢查、緊固，使CT二次回路與端子、端子連接片虛接、搭接引起小火花，時間長了就會燒斷發(fā)生斷線；因設備改造在回路復雜或其他情況下誤剪斷CT回路及電纜；CT回路因長期連續(xù)運行發(fā)·生自然松動引起斷線；因(^二次電纜使用時間過長老化發(fā)生斷裂引起斷線。上述CT斷線情況又無法完全避免。為防止回路斷線引起母線保護誤動，要求當發(fā)生CT回路斷線時能閉鎖母線保護。同時因母線保護所用的CT變比較大，各單元的一次電流也較大，發(fā)生CT斷線后，開路的CT 二次回路有很高的電壓，CT開路處的電壓最高，極易由開路處開始放電起火并順著開路的電纜向CT根部燒去，極易引起火災事故危及設備和人身安全，這就要求一旦發(fā)生CT斷線，需及時發(fā)告警信號，并盡快予以處理。
[0005]以國內應用較廣、較先進的BP系列裝置為例，該保護裝置中采用二種方法來判別CT斷線。一種方法是根據(jù)差電流來判別，當差電流越限且母線電壓正常，則認為是CT斷線。另一種方法是依次檢測各單元的三相電流，若某一相或二相電流為零，而另二相或一相有負荷電流，則認為是CT斷線。以上二種方法取“或”的關系，當判別出CT斷線后，經延時閉鎖母線差動保護并發(fā)告警信號，其CT斷線控制原理圖如圖2所示。但該技術存在如下問題，該技術要用到電壓，電壓回路也存在與電流回路類似的斷線問題，受影響因素增多，且該裝置復雜程度較高，成本增加，可靠性大幅降低。
【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺點，本發(fā)明的目的是提供一種母線保護中CT斷線判別方法，能夠有效檢測CT斷線，并閉鎖母線保護并發(fā)出CT斷線告警信號。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0008]該母線保護中CT斷線判別方法，包括以下步驟:
[0009]A.為母線設置一具有電流序分量判別元件和邏輯組態(tài)元件的母線保護裝置，并使母線保護裝置的各單元的CT輸入與母線上的各進線、分段、出線的電流互感器的輸出以二次電纜介質相連；
[0010]B.利用母線保護裝置實時采集各單元的CT電流運行參數(shù)，并進行過電流判別；
[0011]C.若母線保護裝置的某一單元既有零序過流又有負序過流，同時其它單元均無負序過流，則判為該單元CT斷線；
[0012]D.任一單元有CT斷線，即判為母線保護裝置有CT斷線，并發(fā)出告警信號并閉鎖母線保護。
[0013]在步驟D中，當判斷母線保護裝置有CT斷線，經延時控制，再發(fā)出告警信號并閉鎖母線保護。
[0014]所述的延時時間為5s?8s。
[0015]在上述技術方案中，本發(fā)明的母線保護中CT斷線判別方法采用判別與母線聯(lián)系的保護裝置各單元的電流故障分量(即零序、負序電流)來判別母線保護中是否有CT斷線故障，并能夠準確判別出故障位置具體是哪一個單元，從而避免了因采集電壓所涉及的電壓回路也存在與電流回路類似的斷線問題，受影響因素減少，裝置大幅簡化，成本下降，可靠性提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術的母線電流差動保護電氣接線示意圖；
[0017]圖2是現(xiàn)有技術的母線保護控制原理圖；
[0018]圖3是本發(fā)明的母線保護中CT斷線判別方法的流程框圖；
[0019]圖4是本發(fā)明的CT斷線判別原理圖；
[0020]圖5是本發(fā)明的一實施例的判別原理圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面結合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0022]請結合圖3所示，本發(fā)明的母線保護中CT斷線判別方法具體包括以下步驟:
[0023]A.為母線設置一具有電流序分量判別元件和邏輯組態(tài)元件的母線保護裝置，并使母線保護裝置的各單元的CT輸入與母線上的各進線、分段、出線的電流互感器的輸出以二次電纜介質相連；
[0024]B.利用母線保護裝置自身具有的功能，來實時采集各單元的CT電流運行參數(shù)，并進行過電流判別；
[0025]C.若母線保護裝置的某一單元既有零序過流又有負序過流，同時其它單元均無負序過流，則判為該單元CT斷線；
[0026]D.任一單元有CT斷線，即判為母線保護裝置有CT斷線，并發(fā)出告警信號并閉鎖母線保護。
[0027]當然，若母線保護裝置無CT斷線，可再判斷母線保護差動元件是否動作(即:差動電流大于差動電流門檻定值，且差動電流大于制動電流與差動電流的差值與制動系數(shù)的乘積)，如無則返回至步驟B，如有則由母線保護動作出口跳閘，實現(xiàn)母線保護。
[0028]需要說明的是，運行中的CT斷線僅考慮某一單元的一相或兩相斷線的情況，不考慮三相斷線這樣的極端情況。這樣，當某一單元的一相或兩相CT斷線時,該單元必然有零序和負序電流，而其它單元由于無CT斷線，故其它單元均無負序電流，這時判為該單元有CT斷線，任一單元有CT斷線即判為母線保護裝置有CT斷線。
[0029]另外，為避免區(qū)內故障或區(qū)外故障時CT斷線誤報警，經一段延時(按大于母線連接單元后備保護最大動作時間整定，一般設為5s?8s)發(fā)出告警信號并閉鎖母線保護。即:
[0030]當母線保護區(qū)內故障時，因CT斷線閉鎖有延時，故CT斷線來不及閉鎖，母線保護能正常動作，也不會發(fā)CT斷線信號；
[0031]當母線保護區(qū)外故障時，因CT斷線閉鎖有延時，故CT斷線來不及發(fā)信，對應主保護或后備保護能正常動作，也不會發(fā)CT斷線信號。
[0032]請參閱圖4所示，圖4中單元I的CT回路斷線判別流程為:單元I的零序過流元件和負序過流元件均動作即其二進制狀態(tài)均為I時，與門I的二進制狀態(tài)為I ;單元2、3、4的負序過流元件均沒有動作即其二進制狀態(tài)均為O時，或非門2的二進制狀態(tài)為I。當與門I和或非門2的狀態(tài)均為I時，與門9的狀態(tài)為I，此時判為單元I的CT回路斷線。
[0033]單元2的CT回路斷線判別流程為:單元2的零序過流元件和負序過流元件均動作即其二進制狀態(tài)均為I時，與門3的二進制狀態(tài)為I ;單元1、3、4的負序過流元件均沒有動作即其二進制狀態(tài)均為O時，或非門4的二進制狀態(tài)為I。當與門3和或非門4的狀態(tài)均為I時，與門10的狀態(tài)為I，此時判為單元2的CT回路斷線。
[0034]單元3的CT回路斷線判別流程為:單元3的零序過流元件和負序過流元件均動作即其二進制狀態(tài)均為I時，與門5的二進制狀態(tài)為I ;單元1、2、4的負序過流元件均沒有動作即其二進制狀態(tài)均為O時，或非門6的二進制狀態(tài)為I。當與門5和或非門6的狀態(tài)均為I時，與門11的狀態(tài)為1，此時判為單元3的CT回路斷線。
[0035]單元4的CT回路斷線判別流程為:單元4的零序過流元件和負序過流元件均動作即其二進制狀態(tài)均為I時，與門7的二進制狀態(tài)為I ;單元1、2、3的負序過流元件均沒有動作即其二進制狀態(tài)均為O時，或非門8的二進制狀態(tài)為I。當與門7和或非門8的狀態(tài)均為I時，與門12的狀態(tài)為1，此時判為單元4的CT回路斷線。
[0036]整個母線保護CT斷線判別流程:當單元1、2、3、4中任一單元CT斷線即與門9、10、
11、12中任一與門狀態(tài)為I時，或門13狀態(tài)為I，判為母線保護中有CT回路斷線，經延時元件14 (對于高壓系統(tǒng)一般可設為8s)后，由元件15狀態(tài)置I去發(fā)信并閉鎖母線保護，通過監(jiān)視元件9、10、11、12的狀態(tài)即可精確判別母線保護中各單元CT回路是否有斷線情況。
[0037]下面以型號為SEL-387的母線保護裝置為例，并根據(jù)圖5來進行具體舉例介紹圖1所示的母線保護裝置的CT斷線判別邏輯表達式。
[0038]在邏輯表達式中，相關字符的含義說明如下:[0039]50N11——單元I零序過流(取A、B、C三相計算值)
[0040]50N21——單元2零序過流(取A、B、C三相計算值)
[0041]50N31——單元3零序過流(取A、B、C三相計算值)
[0042]50N41——單元4零序過流(取A、B、C三相計算值)
[0043]50Q11——單元I負序過流
[0044]50Q21——單元2負序過流
[0045]50Q31——單元3負序過流
[0046]50Q41——單元4負序過流
[0047]S1V1、S1V2 、S1V3、S1V4、S2V1-邏輯變量
[0048]S2V1PU-S2V1 的延時元件
[0049]S2V1T——S2V1經延時后的輸出變量
[0050]單元I的CT回路斷線邏輯表達式為:
[0051]S1V1=50N11*50Q11*!(50Q21+50Q31+50Q41)
[0052]單元2的CT回路斷線邏輯表達式為:
[0053]S1V2=50N21*50Q21*!(50Q11+50Q31+50Q41)
[0054]單元3的CT回路斷線邏輯表達式為:
[0055]S1V3=50N31*50Q31*!(50Q11+50Q21+50Q41)
[0056]單元4的CT回路斷線邏輯表達式為:
[0057]S1V4=50N41*50Q41*!(50Q11+50Q21+50Q31)
[0058]母線保護CT回路斷線邏輯表達式為:
[0059]S2V1=S1V1+S1V2+S1V3+S1V4
[0060]經延時(S2V1PU= 8s)
[0061]母線保護CT回路斷線發(fā)信及閉鎖的邏輯表達式為:S2V1T
[0062]當母線保護CT斷線發(fā)信時，即S2V1T發(fā)信，通過檢查S1V1、S1V2、S1V3、S1V4中哪一個發(fā)信，即可準確判別是哪一單元故障，從而實現(xiàn)了母線保護CT斷線的精確定位。
[0063]綜上所述，采用本發(fā)明的母線保護中CT斷線判別方法，具有以下幾個優(yōu)點:
[0064]1、無需采集電壓，避免了因采集電壓所涉及的電壓回路也存在與電流回路類似的斷線問題，受影響因素減少，裝置大幅簡化，成本下降，可靠性提高；
[0065]2、在不增加硬件及改接線的前提下，充分利用現(xiàn)有主流微機型母線保護裝置具有的對各單元電流序分量(負序、零序)分析功能、強大的邏輯編程組態(tài)功能及分單元、分相電流顯示功能，實現(xiàn)對母線保護裝置中CT斷線故障進行精確定位，可快速知道是哪一單元的哪一相發(fā)生故障，有效縮短故障處理時間，防止事故事態(tài)進一步擴大。
[0066]3、利用的各單元電流序分量的分析功能、強大的邏輯編程組態(tài)功能及分單元、分相電流顯示功能，以上功能在目前主流微機型母線保護裝置中較易實現(xiàn)，因此具有較強的通用性。
[0067]本【技術領域】中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內。
【權利要求】
1.一種母線保護中CT斷線判別方法，其特征在于， 包括以下步驟: A.為母線設置一具有電流序分量判別元件和邏輯組態(tài)元件的母線保護裝置，并使母線保護裝置的各單元的CT輸入與母線上的各進線、分段、出線的電流互感器的輸出以二次電纜介質相連； B.利用母線保護裝置實時采集各單元的CT電流運行參數(shù)，并進行過電流判別； C.若母線保護裝置的某一單元既有零序過流又有負序過流，同時其它單元均無負序過流，則判為該單元CT斷線； D.任一單元有CT斷線，即判為母線保護裝置有CT斷線，并發(fā)出告警信號并閉鎖母線保護。
2.如權利要求1所述的母線保護中CT斷線判別方法，其特征在于: 在步驟D中，當判斷母線保護裝置有CT斷線，經延時控制，再發(fā)出告警信號并閉鎖母線保護。
3.如權利要求2所述的母線保護中CT斷線判別方法，其特征在于: 所述的延時時間為5s?8s。
【文檔編號】H02H7/26GK103580006SQ201210250042
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月19日 優(yōu)先權日:2012年7月19日
【發(fā)明者】陳其偉, 何中煒 申請人:寶鋼不銹鋼有限公司