CN102004208A - 母线保护中快速判别ct断线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新的基于电流变化量快速CT断线的母线保护方法及整套技术方案。利用对母线各连接单元的原始电流采样值的变化量与预设门槛比较形成电流向上变化单元数，向下单元变化单元数，无变化单元单元数。通过三个变化的单元数的比较和制动电流的变化量的方向来区分母线的正常的CT断线与母线故障，能有效的判断出CT断线，防止母线保护误动作。

Description

母线保护中快速判别CT断线的方法

技术领域

本发明涉及一种母线保护中快速判别CT断线的方法，属于电力***自动化技术领域。

背景技术

目前用于母线保护的CT断线判别方法为差电流大于CT断线闭锁定值且经过一段时间的延时。此方法只是对差电流进行监视，不对母线保护所连接间隔的电流进行判别，不能定位CT断线的间隔及其相别。由于需要秒级的延时才能判断出CT断线，对于大电流间隔CT断线往往会导致差动保护误动作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于母线保护的快速CT断线判别新方法，可正确、快速地判别CT断线。

本发明是通过以下的技术方案来实现的，一种母线保护中快速判别CT断线的方法，包括以下步骤：

步骤1、数据采集：

对母线上各连接间隔(母联，线路，变压器等)的A，B，C三相电流以恒定的采样频率进行电流采样；

步骤2、计算各间隔每相电流的变化量和零序电流：

分别计算母线上各连接间隔(母联，线路，变压器等)的A，B，C三相电流变化量，

ΔI_nΦ＝|I_nΦ|-|I_nΦ-T|

其中，I_nΦ为前采样点，I_nΦ-T为前两周波采样点，Φ分别为A，B，C三相，n表示母线上的第n个连接间隔，ΔI_nΦ表示在当前采样点的电流与上二个周波对应采样点的电流之差；

当ΔI_nΦ＞K*In，为向上变化：NU_nΦ＝1；

当ΔI_nΦ＜-K*In，为相下方向：ND_nΦ＝1；

当|ΔI_nΦ|＜K*In为无变化：NU_nΦ＝0，ND_nΦ＝0；

其中In为额定二次电流值；NU为电流向上变化，ND为电流向下变化，K为设定的固定系数，范围一般在0.01-1；

零序电流的计算：

I_n0＝I_na+I_nb+I_nc；

其中，I_n0为n间隔的当前零序采样点，I_na，I_nc，I_nc为n间隔当前采样点；

当|I_n0|＞K*In第n间隔存在零序电流，其相应的零序电流标志NL_n＝1；

步骤3、计算差流及制动电流及其变化量：

计算母线上的差流：

${\mathrm{Id}}_{\mathrm{\Φ}}=\left|\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{\mathrm{n\Φ}}\right|$

${\mathrm{If}}_{\mathrm{\Φ}}=\left|\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{\mathrm{n\Φ}}\right|$

其中，Id当前差流的采样值，I为间隔的当前采样值，，Φ分别为A，B，C三相，N为母线总单元数；

If当前制动流的采样值

ΔIf_Φ＝If_Φ-If_Φ-T；

其中ΔIf为制动电流变化量，If_Φ-T为前两个周波的制动电流采样值当ΔIf_Φ＞Iset为制动电流向上变化：NFU_Φ＝1；

NFU为制动电流向上变化，Iset为设定的固定值，范围一般为0.1In-2In；

步骤4、电流变化量的统计：

电流变化量统计：

$N1=\underset{n=1}{\overset{3N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NU}}_{\mathrm{n\Φ}};$

$N2=\underset{n=1}{\overset{3N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{ND}}_{\mathrm{n\Φ}};$

$N3=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NL}}_{n0};$

$N4=\underset{n=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NFU}}_{\mathrm{n\Φ}};$

其中：N1为电流变化量向上的总数，N2为电流变化量向下的总数，N3为有零序电流的总数，N4为有制动电流变化量的总数。

步骤5、快速CT断线逻辑判断：

在CT断线没有判出的条件下：

1)若电流变化量向上的总数(N1)大于0，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；

2)若电流变化量向下的总数(N2)大于1，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；如果电流变化量向下的总线(N2)等于1时，记录下电流变化的间隔及其相别；

3)若零序电流的总数(N3)大于1，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；如果零序电流的总数(N3)等于1时，记录下有零序电流的间隔；

4)若制动电流变化量的总数(N4)大于0，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；

5)产生差流(Id_Φ)的相别要与条件2)记录的相别一致，否则不是CT断线特征；

6)电流变化间隔(即条件2)记录的间隔)要与零序产生间隔(即条件3)记录下的间隔)一致，否则不是CT断线特征；

7)电流变化间隔的三相电流比较：有变化的相电流比其它相电流都要小，且有变化相的电流小于K*In(In为二次额定电流)，其余两相电流幅值大于本间隔电流最大相幅值的K倍。如果此条件不满足，则不是CT断线特征；

满足以上条件，则认为是CT断线特征，连续4点或4点以上都满足以上条件，则判断为CT断线。

本发明的有益效果是：由于此发明的快速CT断线判别采用采样点算法，，故判别CT断线的的时间很短，能在母线保护误动作前有效的判出CT断线，可闭锁母线保护。此方法能有效的防止大电流断线时的母线保护误动。

附图说明

图1母线***图；

图2电流CT断线图；

图3本发明的保护方法流程框图；

具体实施方式

根据说明书附图对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明公开了一种电流变化量母线快速CT断线保护方法，包括以下步骤(如图3所示)：

步骤1、数据采集：

对母线上各连接单元的A，B，C三相电流以恒定的采样频率进行电流采样。母线上所有连接单元见附图1所示：以单母线为例，连接单元为I1，I2，I3，其中I1，I2，I3可定义为主变，线路等。

步骤2、计算各单元每相电流变化量和零序电流：

分别计算母线上各连接单元的A，B，C三相电流变化量，然后电流变化量与预设定值(K*In)相比较判断电流变化方向，并记住每相电流的变化方向。本领域技术人员清楚电流变化量近似算法都多种，而在本发明中优选但并不局限于以下计算方法：

ΔI_nΦ＝|I_nΦ|-|I_nΦ-T|

I为前采样值，I_nΦ-T为前两周波采样值，Φ分别为A，B，C三相，n表示母线上的第n个连接单元，ΔI表示在当前采样值的电流与上二个周波对应采样值的电流之差。如图1所示连接单元，各单元电流变化量为以I1 C相为例：

ΔI_1cj＝I_1c-I_1cj-T，其中I_1cj为当前C相电流采样值，

I_1c-T为上两周波对应采样值，I1的A，B相，I2，I3的A，B，C相计算类似。

求出的ΔI_1aj，ΔI_1bj，ΔI_1cj，ΔI_2aj，ΔI_2bj，ΔI_2cj，ΔI_3aj，ΔI_3bj，ΔI_3cj电流变化量，分别代表单元1，单元2及单元3的A，B，C相电流变化量。经过如下处理后，形成电流向上变化，电流相下变化方向，电流无变化等三种电流变化方向。具体比较如下(以ΔI_1cj为例)：

ΔI_1cj＞K*In，其中In为额定二次电流值。则电流向上变化，NU_1c＝1；ΔI_1cj＜-K*In，则为电流向下变化，ND_1c＝1；|ΔI_1cj|＜＝K*In为电流无变化，NU_1c＝0，ND_1c＝0。经过比较后，电流的变化方向都判断出来了。

计算每个单元的零序电流：I_n0＝I_na+I_nb+I_nc；

其中，I_n0为n支路的当前零序采样点，I_na，I_nc，I_nc为n支路当前采样点；

各单元的零序电流为第1单元为例：I₁₀＝I_1a+I_1b+I_1c；

求出各个单元的零序电流I₁₀，I₂₀，I₃₀。经过如下处理后判别出零序电流存在的支路，具体比较如下(以第1单元为例)：

I₁₀＞k*In时，第1单元判存在零序电流，NL₁＝1；否则判无零序电流，NL₁＝0；

步骤3、计算差流及制动电流及其变化量：

计算母线的差流和制动电流：

${\mathrm{Id}}_{\mathrm{\Φ}}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{\mathrm{n\Φ}}$

${\mathrm{If}}_{\mathrm{\Φ}}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left|I_{\mathrm{n\Φ}}\right|$

求出母线保护每相的差流和制动电流，以C相为例：

Id_cj＝I_1cj+I_2cj+I_3cj；

If_cj＝|I_1cj|+|I_2cj|+|I_3cj|；

计算制动电流的变化量：ΔIf_Φ＝If_Φ-If_Φ-T；

其中ΔIf_Φ为制动电流变化量，If_Φ-T为前两个周波的制动电流，If_Φ为当前采样点的制动电流采样值。

以C相为例：ΔIf_cj＝If_cj-If_cj-T；

求出A，B，C三相制动电流变化量，并与Iset(设定的固定值，一般在0.1In-2In)做比较，判别制动电流的变化，以C相为例：

当ΔIf_cj＞Iset时，制动电流向上变化，NFU_c＝1；否则制动电流无向上变化，NFU_c＝0；

以此类推A，B相的差流和制动电流级制动电流的变化NFU_a，NFU_b。

步骤4、电流变化量的统计：

统计电流变化量，主要统计电流向上(N1)，向下(N2)的变化数量，以及制动电流向上(N4)变化的数量，以及零序电流产生单元的数量(N3)。以附图1所连接的3个单元为例：

N1＝NU_1a+NU_1b+NU_1c+NU_2a+NU_2b+NU_2c NU_3a+NU_3b+NU_3c；

N2＝ND_1a+ND_1b+ND_1c+ND_2a+ND_2b+ND_2c ND_3a+ND_3b+ND_3c；

N3＝NL₁+NL₂+NL₃；

N4＝NFU_a+NFU_b+NFU_c；

步骤5、快速CT断线逻辑判断

在CT断线没有判出的条件下：

1)若电流变化量向上的总数(N1)大于0，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；

2)若电流变化量向下的总数(N2)大于1，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；如果电流变化量向下的总线(N2)等于1时，记录下电流变化的间隔及其相别。

3)若零序电流的总数(N3)大于1，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；如果零序电流的总数(N3)等于1时，记录下有零序电流的间隔。

4)若制动电流变化量的总数(N4)大于0，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；

5)产生差流(Id_Φ)的相别要与条件2)记录的相别一致，否则不是CT断线特征；

6)电流变化间隔(即条件2)记录的间隔)要与零序产生间隔(即条件3)记录下的间隔)一致，否则不是CT断线特征；

7)电流变化间隔的三相电流比较：有变化的相电流比其它相电流都要小，且有变化相的电流小于K*In(In为二次额定电流)，其余两相电流幅值大于本间隔电流最大相幅值的K倍。如果此条件不满足，则不是CT断线特征

满足以上条件，则认为是CT断线特征，连续多点都满足以上条件，则判断为CT断线。

如图2所示为CT断线时录波示意图，图示中为母线第1单元C相断线，C相为大电流CT断线，断线时产生的差流大于断线闭锁定值且还大于母线保护动作定值。

利用上面的公式则可以算出：N1＝0，N2＝1，N3＝1，N4＝0。条件1，2，3，4满足。差流产生的相别与电流变化的相别一致，条件5满足。电流变化的单元与零序存在的单元一致，条件6满足。C相的电流断线后降到了K*In一下，且A和B相电流的幅值都在最大电流幅值的K倍以上，条件7满足。故此判据很快的判出第1单元C相断线并闭锁母线保护。如果无此判据，母线保护会误动做。

以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种母线保护中快速判别CT断线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)数据采集：

对母线上各连接间隔的A，B，C三相电流以恒定的采样频率进行电流采样；

2)计算各间隔每相电流的变化量和零序电流：

分别计算母线上各连接单元的A，B，C三相电流变化量ΔI_nΦ，

当ΔI_nΦ＞K*In，为向上变化：NU_nΦ＝1；

当ΔI_nΦ＜-K*In，为相下方向：ND_nΦ＝1；

当|ΔI_nΦ|＜K*In为无变化：NU_nΦ＝0，ND_nΦ＝0；

其中In为额定二次电流值；NU为电流向上变化，ND为电流向下变化，K为设定的固定系数，范围为0.01-1；

零序电流的计算I_n0，

当|I_n0|＞K*In第n间隔存在零序电流：NL_n＝1；

3)计算差流及制动电流及其变化量：

计算母线上的差流：

计算母线上的差流Id和制动电流If，并计算制动电流的变化量ΔIf，当ΔIf_Φ＞Iset为制动电流向上变化：NFU_Φ＝1；

NFU为制动电流向上变化，Iset为设定的固定值，范围为0.1In-2In；

4)电流变化量的统计：

电流变化量统计：

$N1=\underset{n=1}{\overset{3N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NU}}_{\mathrm{n\Φ}};$

$N2=\underset{n=1}{\overset{3N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{ND}}_{\mathrm{n\Φ}};$

$N3=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NL}}_{n0};$

$N4=\underset{n=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{NFU}}_{\mathrm{n\Φ}};$

其中：N1为电流变化量向上的总数，N2为电流变化量向下的总数，N3为有零序电流的总数，N4为有制动电流变化量的总数。

5)快速CT断线逻辑判断：

在CT断线没有判出的条件下：

1)若电流变化量向上的总数(N1)大于0，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；

2)若电流变化量向下的总数(N2)大于1，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；如果电流变化量向下的总线(N2)等于1时，记录下电流变化的间隔及其相别；

3)若零序电流的总数(N3)大于1，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；如果零序电流的总数(N3)等于1时，记录下有零序电流的间隔；

4)若制动电流变化量的总数(N4)大于0，则认为不是CT断线特征，不进行快速CT断线判别；

5)产生差流(Id_Φ)的相别要与条件2)记录的相别一致，否则不是CT断线特征；

6)条件2)记录的间隔要与即条件3)记录下的间隔一致，否则不是CT断线特征；

7)电流变化间隔的三相电流比较：有变化的相电流比其它相电流都要小，且有变化相的电流小于K*In，其余两相电流幅值大于本间隔电流最大相幅值的K倍，如果此条件不满足，则不是CT断线特征；

满足以上条件，则认为是CT断线特征，连续4点或4点以上都满足以上条件，则判断为CT断线。

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