CN103123389A - 一种校验零序电流互感器极性的方法 - Google Patents

Abstract

一种校验零序电流互感器极性的方法，硬件部分包括信号采集***，软件部分包括波形分析***，方法步骤如下：利用配电网***瞬时性单相接地故障频繁的特点，通过信号采集***捕捉瞬时性单相接地故障信号，主要是母线零序电压和各线路零序电流，通过波形分析***根据故障线路零序幅值最大，且相位与非故障线路零序电流反相的特点，来识别各线路零序电流互感器的极性接线是否正确。本发明以软件方式有效解决了小电流接地选线***中零序电流互感器极性校验难题，且不需要增加任何设备或工具，非常省时方便快捷，为小电流产品实际应用解决了一大难题。

Description

一种校验零序电流互感器极性的方法

技术领域

本发明涉及电力***低压配电网的设备制造技术领域，尤其涉及一种校验零序电流互感器极性的方法。

背景技术

我国35kV及以下低压配电网大都采用中性点非有效接地方式，这类电网单相接地故障发生率非常高，占电力***总故障率的70％以上，发生单相接地故障后必须尽快选出故障线路并排除，以保证电力运行和设备安全。

目前我国研究开发的用于单相接地故障选线的小电流接地选线装置很多，但总体选线正确率不到70％，难以满足用户需求，其中一个重要原因是接入选线装置的零序电流互感器(简称零序CT)二次回路极性接线错误引起。

在实际工程中，选线装置安装完毕，投入运行前，必须检验零序CT极性，这是保证装置正确选线的前提。零序CT极性校验目前属于行业内难题，常用的方法是在变电站停电状态下，利用升流器或继电保护测试仪输出电流穿过各个零序CT，根据装置显示的相位判断极性。由于在实际工程中，零序CT多达十几个甚至数十个，且互感器之间间隔几米到十几米不等，每次只能校验一个或几个，因此这种方法效率非常低，耗费大量时间和人力物力，并且有些变电站不允许停电，根本无法进行极性校验，因为电力***安全运行规程规定在带电情况下所有人员需要与带电设备保持一定的距离。

因此，零序CT极性校验是目前行业非常急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种校验零序电流互感器极性的方法，它能够以软件方式有效解决了小电流接地选线***中零序电流互感器极性校验难题，且不需要增加任何设备或工具，非常省时方便快捷，为小电流产品实际应用解决了一大难题。

理论研究表明：***发生单相接地故障时，故障线路暂态零序电流幅值最大，并且与非故障线路零序电流反相；而大量现场运行数据统计表明，在单相接地故障中，瞬时性故障占90％以上。根据这两点，本发明的提供了一种校验零序电流互感器极性的方法，它根据捕捉到的电网瞬时性单相接地故障过程，利用波形分析软件对波形进行查看和分析，根据故障线路零序电流幅值最大，且与非故障线路零序电流反相特点，来判断零序电流互感器极性，简单有效地解决零序电流互感器极性检测难的问题。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：提供一种校验零序电流互感器极性的方法，硬件部分包括信号采集***，软件部分包括波形分析***；所述信号采集***用于捕捉电网瞬时性单相接地故障的零序电压和零序电流信号，包括电压电流变换器、滤波回路、AD转换器和CPU处理器；波形分析***安装于计算机上，能够从信号采集***中读取录波数据，并进行查看和分析捕捉到的故障信号，根据故障线路零序幅值最大，且相位与非故障线路零序电流反相的特点，来识别各线路零序电流互感器的极性接线是否正确。

利用本发明可以单独开发一种专门的零序CT极性校验装置，也可以集成到现有的普通小电流接地选线装置中。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的特点和优点将会更加清楚。

附图说明

图1是本发明的信号采集***处理流程图；

图2是本发明的波形分析***故障录波图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明的技术方案作进一步说明。

图1所示的信号采集***处理流程图包括以下步骤：

在步骤101，从模数转换器A/D中读取母线零序电压及各线路零序电流采样值，并放在指定的缓存RAM中；

在步骤102，根据采集到的零序电压最新采样值计算电压突变量，计算方法如下：

ΔU＝U(k)-2U(k-N)+U(k-2N)                            (1)

公式(1)中，ΔU表示突变量值，U(k)表示零序电压最新采样值，U(k-N)表示一周波前的采样值，U(k-2N)表示两周波前的采样值，N表示每周波采样点样。参看图2可以更清楚地看出，当电网发生单相接地故障时，由于零序电压会突然变大，因此最新采集到的采样点U(k)会突然变大，而故障前的采样值U(k-N)和U(k-2N)基本相同，ΔU能够表示故障变化情况；

在步骤103，判断突变量是否满足条件，突变量门槛设置为2V；

在步骤104～106，对满足突变量条件的次数进行计数，只有连续超过3次时才认为是可靠启动了；

在步骤107，进行20ms延时，保证故障数据窗满足一周波，为幅值启动作准备；

在步骤108，计算并判断零序电压幅值是否满足幅值启动条件，一般情况下，电网发生单相接地故障后，零序电压都会超过30V，因此以30V作为幅值启动门槛；

在步骤109，由于满足突变量启动和幅值启动条件，因此判断发生了单相接地故障，故障启动元件有效。

在步骤110，启动故障录波程序，记录故障过程；

完成上述过程后，利用波形分析***打开录波数据，进行波形查看和分析。

图2所示的波形分析***的有如下特征：：

U0表示母线零序电压波形，1#～5#表示5条线路的零序电流；

从U0可以看出，当电网发生单相接地故障时，零序电压U0会突然变大，故障前后有明显的突变关系；

对比1#～5#线路零序电流可以看出：1#线路和5#线路的零序电流波形在故障开始时刻均朝上，相位关系相同；2#线路、3#线路与4#线路的零序电流相位关系相同；2#线路、3#线路与4#线路这三条线路与1#线路和5#线路这另外两条线路的零序电流波形相反，相位相反。由于单相接地情况下，只有一条线路与其它线路零序电流相位相反，这说明5条线路中存在零序电流极性接错现象；

对比分析可以看出，5#线零序电流幅值最大，峰值达到1.81A，可以判断为接地线路；根据非故障线路的零序电流相位与故障线路零序电流相位相反的原则，可以做出判断：1#通道的极性接反。

具体实施步骤如下：

步骤1，打开记录的录波文件，并察看各通道波形；

步骤2，比较幅值，找到幅值最大的通道，确定其为故障线路所对应通道；

步骤3，找到与幅值最大的通道相位相同的通道，即为零序电流极性接反线路。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但在本技术领域内的熟练技术人员应当理解，在实际应用中可以对这些实施方式做出多种变更和修改，而不背离本发明的原理和本质。

Claims (3)

1.一种校验零序电流互感器极性的方法，其特征在于：硬件部分包括信号采集***，软件部分包括波形分析***，所述信号采集***用于捕捉电网瞬时性单相接地故障的零序电压和零序电流信号；波形分析***用于查看和分析捕捉到的故障信号，根据故障线路零序幅值最大，且相位与非故障线路零序电流反相的特点，来识别各线路零序电流互感器的极性接线是否正确。

2.根据权利要求1所述的校验零序电流互感器极性的方法，其特征在于信号采集***有如下实施步骤：

步骤101，从模数转换器A/D中读取母线零序电压及各线路零序电流采样值，并放在指定的缓存RAM中；

步骤102，根据采集到的零序电压最新采样值计算电压突变量，计算方法如下：

ΔU＝U(k)-2U(k-N)+U(k-2N)                        (1)

公式(1)中，ΔU表示突变量值，U(k)表示零序电压最新采样值，U(k-N)表示一周波前的采样值，U(k-2N)表示两周波前的采样值，N表示每周波采样点样，当电网发生单相接地故障时，由于零序电压会突然变大，因此最新采集到的采样点U(k)会突然变大，而故障前的采样值U(k-N)和U(k-2N)基本相同，ΔU能够表示故障变化情况；

步骤103，判断突变量是否满足条件，突变量门槛设置为2V；

步骤104～106，对满足突变量条件的次数进行计数，只有连续超过3次时才认为是可靠启动了；

步骤107，进行20ms延时，保证故障数据窗满足一周波，为幅值启动作准 备；

步骤108，计算并判断零序电压幅值是否满足幅值启动条件，一般情况下，电网发生单相接地故障后，零序电压都会超过30V，因此以30V作为幅值启动门槛；

步骤109，由于满足突变量启动和幅值启动条件，因此判断发生了单相接地故障，故障启动元件有效。

步骤110，启动故障录波程序，记录故障过程，数据采集结束。

3.根据权利要求1所述的校验零序电流互感器极性的方法，其特征在于波形分析***有如下实施步骤：

步骤1，打开记录的录波文件，并察看各通道波形；

步骤2，比较幅值，找到幅值最大的通道，确定其为故障线路所对应通道；

步骤3，找到与幅值最大的通道相位相同的通道，即为极性接反线路。 

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