CN104134972B - 一种防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法，包括电流互感器拖尾电流判断：包括采样点过零判断和电流减小判断，从而确定当前是否存在电流互感器拖尾电流；电流互感器拖尾电流判断完成后，如果当前存在电流互感器拖尾电流，则失灵保护在原有失灵保护动作时间定值上增加短延时后再动作；如果当前不存在电流互感器拖尾电流，则失灵保护断路器按照原有时间定值动作。本发明实现了电流互感器拖尾电流的有效识别，降低了电流互感器拖尾电流的误判率；当电流互感器拖尾电流未能识别时，不需要增加延时，当判别电流互感器电流处于拖尾状态时，增加失灵动作时间对电力系统影响不大，解决了失灵保护动作快速性与可靠性的矛盾。

Description

一种防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法

技术领域

本发明涉及一种防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

由于电网建设的发展，南网部分500kV变电站的动态稳定极限时间仅有300ms左右，因此要求开关失灵保护动作速度加快，需要将原来的失灵保护时间定值由300ms缩减到200ms。但过短的延时又担心失灵保护误动，尤其是当开关在电流不过零时切除故障，有可能导致电流互感器(简称CT)拖尾。当断路器打开后CT流过的电流不能立刻减小到零，而是呈现衰减直流分量的特点，通常这种现象称之为CT拖尾。这种的情况下如果不做任何处理，则保护装置计算出来的电流值在短时间必然大于失灵保护定值，容易引起失灵保护误动。以往的继电保护工作中，如果失灵保护时间定值较大，可以躲过CT拖尾时间，如果失灵保护时间定值减小的情况下，CT拖尾电流就会对断路器失灵保护产生影响。所谓断路器失灵保护，是指当电力系统发生故障时，故障元件的保护动作发出跳闸脉冲而断路器拒绝动作，利用故障元件的保护，用较短的时限动作于连接在同一母线上的其它相关的断路器切除故障。当CT拖尾时，故障元件可能不返回，如果不采取措施，断路器失灵保护误动、据动的后果极为严重。

目前有关CT拖尾对失灵保护的影响国内外考虑较少，通常是利用失灵保护时间整定来躲过CT拖尾时间，但是当系统的动稳时间不允许时，需要缩短失灵保护时间定值情况下，就会出现整定困难。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法，解决了失灵保护动作快速性与可靠性的矛盾，降低了对电力系统的影响。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法，具体包括以下几个步骤：

(1)电流互感器拖尾电流判断：包括采样点过零判断和电流减小判断，从而确定当前是否存在电流互感器拖尾电流；

(2)电流互感器拖尾电流判断完成后，如果当前存在电流互感器拖尾电流，则失灵保护在原有失灵保护动作时间定值上增加短延时后再动作；如果当前不存在电流互感器拖尾电流，则失灵保护断路器按照原有失灵保护动作时间定值动作。

上述采样点过零判断方法如下：

如果电流采样为50Hz理想波形，则一个波形周期内，电流采样连续三个过零点的时间为20ms；

如果电流采样为电流互感器拖尾电流，则电流采样不过零；

因此设置采样点过零判据：如果电流采样连续三个过零点的时间在17.5ms～22.5ms之间，则当前不存在电流互感器拖尾电流，否则存在电流互感器拖尾电流。

上述电流减小判断方法如下：

失灵保护启动一个波形周期后保存当前电流模值作为保存值，在失灵保护动作时间定值延时满足时，再次判断当前电流模值的大小，如果判断出当前电流模值小于0.2倍的保存值，说明故障后电流明显减小，则当前不存在电流互感器拖尾电流，否则存在电流互感器拖尾电流。

步骤(2)中，由于电力系统整定时间级差为100ms，为保证可靠性防止与其他元件同时动作，所以失灵保护增加的短延时的时间为50ms。

本发明实现了电流互感器拖尾电流的有效识别，并且利用采样点过零判断和电流减小判断，降低了电流互感器拖尾电流的误判率；当电流互感器拖尾电流未能识别时，说明故障电流较大，不需要增加延时，当判别电流互感器电流处于拖尾状态时，说明故障电流较小，增加失灵动作时间对电力系统影响不大，失灵保护处理方案适应性高；断路器采用本发明的方法后，当失灵保护动作时间由300ms缩减到160ms时，也不会由于电流互感器拖尾产生失灵保护误动作，并且不会出现失灵保护拒动，解决了失灵保护动作快速性与可靠性的矛盾。

附图说明

图1为失灵保护基本动作逻辑；

图2为失灵保护电流互感器拖尾时动作逻辑。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

本发明的方法包括电流互感器拖尾电流识别和失灵保护在电流互感器拖尾时的处理方法。

该方法将电流采样波形的特点和傅里叶算法结果相结合。电流互感器拖尾的识别方法包括两个部分：1、电流波形采样点的极性不出现周期性变化。2、电流傅里叶计算结果的幅值具有由大变小的变化趋势。当电流波形满足以上两个条件时，判别当前电流为CT拖尾波形，不是正常交流波形。

电流互感器拖尾电流识别的具体实现方法如下：

(1)采样点过零判据：

断路器失灵保护启动后投入采样点过零判据。当电流采样点由正变负、或者由负变正时，认为采样点过零。如果判别出电流采样连续三个过零点的时间在17.5ms～22.5ms之间，认为是正常电流波形，不是拖尾电流，否则认为该电流处于电流互感器拖尾状态。

(2)电流减小判据：

断路器失灵保护启动后投入电流减小判据。失灵保护启动20ms后保存当前电流模值，在失灵保护继电器整定延时满足时，再次判别当前电流模值的大小，如果当前电流大于0.2倍的保存值，认为当前电流不处于电流互感器拖尾状态，否则判定为当前电流处于电流互感器拖尾状态。

失灵保护在电流互感器拖尾时的处理方法如下：

当采用上述方法识别出电流互感器电流没有拖尾时，按照失灵保护按照整定的时间定值动作，否则自动对失灵保护时间继电器延时50ms后出口。作为对比，列出基本的失灵保护逻辑(参见图1)，以及本方案给出的失灵保护动作逻辑(参见图2)。

本发明实现了电流互感器拖尾电流的有效识别，并且利用采样点过零判断和电流减小判断相结合，当任一条判据满足时，认为电流互感器不存在拖尾电流，降低了电流互感器拖尾电流的误判率；当电流互感器拖尾电流未能识别时，说明故障电流较大，不需要增加延时，当判别电流互感器电流处于拖尾状态时，说明故障电流较小，增加失灵动作时间对电力系统影响不大，失灵保护处理方案适应性高；断路器采用本发明的方法后，当失灵保护动作时间由300ms缩减到160ms时，也不会由于电流互感器拖尾产生失灵保护误动作，并且不会出现失灵保护拒动，解决了失灵保护动作快速性与可靠性的矛盾。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：

(1)电流互感器拖尾电流判断：包括采样点过零判断和电流减小判断，从而确定当前是否存在电流互感器拖尾电流；

(2)电流互感器拖尾电流判断完成后，如果当前存在电流互感器拖尾电流，则失灵保护在原有失灵保护动作时间定值上增加短延时后再动作；如果当前不存在电流互感器拖尾电流，则失灵保护断路器按照原有失灵保护动作时间定值动作；

所述采样点过零判断方法如下：

如果电流采样为50Hz理想波形，则一个波形周期内，电流采样连续三个过零点的时间为20ms；

如果电流采样为电流互感器拖尾电流，则电流采样不过零；

因此设置采样点过零判据：如果电流采样连续三个过零点的时间在17.5ms～22.5ms之间，则当前不存在电流互感器拖尾电流，否则存在电流互感器拖尾电流。

2.根据权利要求1所述的防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法，其特征在于，

所述电流减小判断方法如下：

失灵保护启动一个波形周期后保存当前电流模值作为保存值，在失灵保护动作时间定值延时满足时，再次判断当前电流模值的大小，如果判断出当前电流模值小于0.2倍的保存值，说明故障后电流明显减小，则当前不存在电流互感器拖尾电流，否则存在电流互感器拖尾电流。

3.根据权利要求1或2所述的防止电流互感器拖尾电流对断路器失灵保护影响的方法，其特征在于，

步骤(2)中，由于电力系统整定时间级差为100ms，为保证可靠性防止与其他元件同时动作，所以失灵保护增加的短延时的时间为50ms。