CN105021956B - 常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法。通过在互感器二次采样回路增加阻值不对等上下拉电阻，迅速识别互感器二次回路断线。当二次回路正常时，上下拉电阻不影响互感器正常输出，上下拉电阻引起的电势偏移不减小采集装置输入范围，采集装置输出真实反映外部接入。当某互感器二次回路断线时，AD采集到稳定的偏移电势，处理器完成对应通道的异常识别，二次回路断线互感器不影响其他互感器正常采集。本发明杜绝了采集装置互感器二次回路断线引起采样输出错误或装置误动，实现装置设备自检，可直接应用于工程现场。
Description
技术领域
本发明属于输变电技术领域，特别涉及一种变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线快速检测方法。
背景技术
变电站是电力***中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。仪用互感器采集变电站的电压和电流数据，在合并单元或常规保护、测控中大量使用。合并单元就地数字化输出的要求，使得合并单元需要经受现场恶劣电磁环境、温度和湿度考验，合并单元的可靠性就至关重要，一旦出现异常情况，会引起间隔层装置误判。合并单元本身需要具有强大实时自检功能，一旦装置有问题，应立即采取补救措施，闭锁SV数据发送或相应通道置无效标志。常规采样装置大量使用仪用互感器，互感器的可靠输出直接决定保护的正确动作。现场保护故障绝大部分是由采样异常所致，互感器二次回路断线严重时会引起差动保护启动，应增加对二次回路实时监测功能，断线时能迅速识别故障闭锁保护。
而现有技术中，尚未提供对变电站的采集装置的仪用互感器二次回路断线检测的方法，但现场频繁出现该类故障，识别该故障应作为装置状态自检的必要部分。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法，实现装置二次回路状态自检，提升采样装置的可靠性。
本发明具体采用以下技术方案：
一种变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：
(1)在所述互感器二次侧二次绕组两端并联下拉电阻R2，在所述互感器二次侧二次绕组非接地端与直流正5V电源之间串联上拉电阻R1，互感器二次侧二次绕组非接地端连接运放的同相输入端，运放的反相输入端通过电阻连接到运放的输出端，所述运放的输出端与AD采样电路的输入端相连；
(2)通过AD采样电路对所述互感器二次侧回路二次绕组非接地端进行电压值采样，其中AD采样电路采用16位双极性AD，输入-5V～+5V，-5V对应的码值为8000H，0V对应的码值为0H，5V对应的码值为7FFFH；运放做阻容匹配使用，放大倍数为1。
(3)通过AD连续采集互感器二次侧回路二次绕组非接地端电压值1/4周波的采样点进行判别：当连续1/4周波内的采样点的值在[7FFFH-100,7FFFH]的范围内，则判别为运放发生故障；当连续1/4周波内的采样点的值在[547AH-100,547AH+100]的范围内，则判别发生了互感器二次断线；当不满足上述条件，运放以及互感器均正常运行。
在本申请中，所述的上拉电阻R1和下拉电阻R2，增加电阻不会影响正常的采样精度及采样量程，阻值应在兆欧级，远高于仪用互感器的二次输出阻抗。
所述的上拉电阻R1和下拉电阻R2阻值之比为1：2，断线时偏移电势不同于运放故障输出电势，通过不同的AD采样值区分故障产生于互感器二次断线还是运放故障。
当识别到异常后，本发明还进一步包括步骤：合并单元SV输出采样值品质置异常，并驱动GOOSE发布采样值异常告警点；常规采样保护装置闭锁断线通道相关保护，并在液晶面板弹出告警信息；常规采样测控装置断线通道采样值置无效，并在液晶面板弹出告警信息。
本发明的优点及效果是：本发明提供一种仪用互感器二次回路断线检测方法，解决仪用互感器因制造工艺，接插件的接触不良等原因，造成采样***不能感受到现场真实信号，导致采样装置运行异常。所述的识别方法硬件结构简单，可靠性高；CPU处理时间短、存储占用小，能迅速识别二次断线；某通道断线不影响其他通道的正常采样。本发明的推广应用，大幅提高常规采样的装置的可靠性，保证设备平稳安全运行。
附图说明
图1为本发明的仪用电压互感器二次侧原理图；
图2为本发明的仪用电流互感器二次侧原理图；
图3为利用本发明的仪用互感器二次回路断线检测方法的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细介绍。
图1、图2展示了电流型互感器和电压型互感器二次侧采样原理图，对于电流型互感器输入为电流,电压型互感器输入为电压，两者的输出一般均为最大量程±5V电压信号。TPY级保护电流互感器内阻约300欧，常规保护电流互感器内阻约30欧，测量电流互感器内阻约100欧，电压互感器内阻约3欧。由于上下拉电阻的阻值约为兆欧级，互感器内部阻抗远小于上下拉电阻，上下拉电阻使采样***产生微小的零漂，对交流信号的影响极其微小。AD采用16位双极性AD，输入-5V～+5V，-5V对应的码值为8000H，0V对应的码值为0H，5V对应的码值为7FFFH；运放做阻容匹配使用，放大倍数为1。经过AD采样后，处理器即可得到实际交流信号的采样值。
本申请公开的变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法括以下步骤：
步骤1：在所述互感器二次侧二次绕组两端并联下拉电阻R2，在所述互感器二次侧二次绕组非接地端与直流正5V电源之间串联上拉电阻R1，互感器二次侧二次绕组非接地端连接运放的同相输入端，运放的反相输入端通过电阻连接到运放的输出端，所述运放的输出端与AD采样电路的输入端相连。其中，所述的上拉电阻R1和下拉电阻R2，增加电阻不会影响正常的采样精度及采样量程，阻值应在兆欧级，远高于仪用互感器的二次输出阻抗。所述的上拉电阻R1和下拉电阻R2阻值之比为1：2，断线时偏移电势不同于运放故障输出电势，通过不同的AD采样值区分故障产生于互感器二次断线还是运放故障。
步骤2：通过AD采样电路对所述互感器二次侧回路二次绕组非接地端进行电压值采样，其中AD采样电路采用16位双极性AD，输入-5V～+5V，-5V对应的码值为8000H，0V对应的码值为0H，5V对应的码值为7FFFH；运放做阻容匹配使用，放大倍数为1。
步骤3：通过AD连续采集互感器二次侧回路二次绕组非接地端电压值1/4周波的采样点进行判别：当连续1/4周波内的采样点的值在[7FFFH-100,7FFFH]的范围内，则判别为运放发生故障；当连续1/4周波内的采样点的值在[547AH-100,547AH+100]的范围内，则判别发生了互感器二次断线；当不满足上述条件，运放以及互感器均正常运行。
在本申请还可以进一步包括以下可选步骤4，即当识别到异常后，合并单元SV输出采样值品质置异常，并驱动GOOSE发布采样值异常告警点；常规采样保护装置闭锁断线通道相关保护，并在液晶面板弹出告警信息；常规采样测控装置断线通道采样值置无效，并在液晶面板弹出告警信息。
附图3所示为利用本发明的仪用互感器二次回路断线检测方法的一实施例流程示意图，显而易见，图3显示的流程只是将本发明的仪用互感器二次回路断线检测方法应用在程序设计中的具体案例，该附图只是便于读者理解本发明的应用，而不是对本申请公开的仪用互感器二次回路断线检测方法的具体限定。在程序设计中，可以检测模块作为独立函数模块运行，分别对每一通道二次回路进行断线检测、运放异常检测。
当互感器没信号接入时，互感器输出的信号均为0V，由于上下拉电阻为兆欧级，给运放的输入等效为互感器内阻和上拉电阻的分压，互感器内部阻抗较小，运放的输入约为0V，AD采样码值在0000H附近有很小的零漂。
当互感器二次回路开路后，相当于互感器阻抗为无穷大，由于有上拉电阻和下拉电阻，分压为3.33V左右，AD采样后的码值为547AH附近。
互感器正常时候为50Hz正弦交流信号，对称轴为0，当互感器开路后，处理器理论获得码值为547AH。为了快速互感器开路，采用1/4周波的采样点都在547AH附近，即可认为互感器二次断线。
当运放故障后，大部分情况输出电压为5V，即处理获得的码值应为7FFFH。在不同的故障类型下，可以得到两种不同的码值：(1)运放故障时,采样码值为7FFFH；(2)互感器开路时,采样码值为547AH。这两个码值理论计算为恒定值，考虑到AD的采样误差及电阻分压误差，断线判据取了±100码值的偏差，运放故障判据向下取-100的偏差，同时考虑到正弦波形在波峰附近变化比较缓慢。我们连续取连续1/4周波的点进行判别：
(1)如采样的值连续1/4周波的点在[7FFFH-100,7FFFH]的范围内，可判别运放故障。
(2)如采样的值连续1/4周波的点在[547AH-100,547AH+100]的范围内，可判别互感器二次断线。
Claims (2)
1.一种变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：
(1)在所述互感器二次侧二次绕组两端并联下拉电阻R2，在所述互感器二次侧二次绕组非接地端与直流正5V电源之间连接上拉电阻R1，互感器二次侧二次绕组非接地端连接运放的同相输入端，运放的反相输入端通过电阻连接到运放的输出端，所述运放的输出端与AD采样电路的输入端相连；
(2)通过AD采样电路对所述互感器二次侧回路二次绕组非接地端进行电压值采样，其中AD采样电路为双极性输入，输入-5V～+5V，-5V对应的码值为8000H，0V对应的码值为0H，5V对应的码值为7FFFH；运放做阻容匹配使用，放大倍数为1；
(3)通过AD采样电路连续采集互感器二次侧回路二次绕组非接地端电压值1/4周波的采样点进行判别：
当连续1/4周波内的采样点的值在[7FFFH-100,7FFFH]的范围内，则判别为运放发生故障；
当连续1/4周波内的采样点的值在[547AH-100,547AH+100]的范围内，则判别为发生了互感器二次断线；
当不满足上述条件，运放以及互感器均正常运行。
2.根据权利要求1所述的仪用互感器二次回路断线检测方法，其特征在于:
在步骤(1)中，所述上拉电阻R1、下拉电阻R2均为兆欧级，上拉电阻R1和下拉电阻R2阻值之比为1：2。
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