备自投装置母线PT三相断线快速检测方法和防误动方法.pdf

备自投装置母线PT三相断线快速检测方法和防误动方法，所述方法包括如下步骤：工作进线断路器在合位时，进行如下判断：如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线电流大于某电流预设值，经整定延时后，判断母线PT三相断线；如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线；如果母线PT三相电压变化率小于工作进线PT电压变化率一定值以上，所述电压变化率=电压有效值/电压额定值％，同时，工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线。本发明方法使备自投装置在工作进线电流过小时也能及时区别开母线失压故障和母线PT三相断线故障。

权利要求书1.  一种备自投装置母线PT三相断线快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1）通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与工作进线相连的PT获取工作进线任一相的电压，并通过与工作进线相连的CT获取工作进线的电流，工作进线断路器在合位时；2）进行如下判断：2.  1）如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线电流大于某电流预设值，经整定延时后，判断母线PT三相断线；2.  2）如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线；2.  3）如果母线PT三相电压变化率小于工作进线PT电压变化率一定值以上，所述电压变化率=电压有效值/电压额定值％，同时，工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线。2.  根据权利要求1所述的备自投装置母线PT三相断线快速检测方法，其特征在于，所述步骤2.2）和2.3）中的判断母线PT三相断线为无延时操作。3.  根据权利要求2所述的备自投装置母线PT三相断线快速检测方法，其特征在于，步骤2）中还进行如下判断：2.  4）如果母线PT三相电压变化率与工作进线PT电压变化率相同，并均小于某预设值ａ或均大于某预设值ｂ，ａ<b，则判断电力系统故障；和/或2.  5）如果工作进线PT电压小于线路有压预设值，即不满足有电压条件，且线路电压变化率小于某预设值c，但母线三相PT电压均大于母线有压定值，即母线有压，且母线PT三相电压变化率均大于某预设值d,c<d，则判断线路PT断线。4.  一种备自投装置母线PT三相断线防误动方法，其特征在于，包括如下步骤：S1）通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与工作进线相连的PT获取工作进线任一相的电压，并通过与工作进线相连的CT获取工作进线的电流，工作进线断路器在合位时；S2）进行如下判断：（1）如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线电流大于某电流预设值，经整定延时后，判断母线PT三相断线；（2）如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线，经整定延时后闭锁备自投装置；（3)如果母线PT三相电压变化率小于工作进线PT电压变化率一定值以上，所述电压变化率=电压有效值/电压额定值％，同时，工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线，经整定延时后闭锁备自投装置。5.  根据权利要求4所述备自投装置母线PT三相断线防误动方法，其特征在于，所述步骤（2）和（3）中的判断母线PT三相断线为无延时操作。

说明书备自投装置母线PT三相断线快速检测方法和防误动方法
技术领域
本发明涉及一种备自投装置母线PT三相断线检测方法，还公开了一种备自投装置母线PT三相断线防误动方法。
背景技术
随着我国人民生产生活的现代化程度日益提高，人们对电力的需求和依赖程度也在倍增，对电能质量的要求也更加严格，供配电在各个领域也不断向自动化、无人值守、远程控制、不间断供电的目标迈进。我国的电力供应主要还是依靠国家电网供电，电力缺口也在不断增大，尤其在用电高峰期缺电现象严重，为此很多大型企业都自建有电厂或配备有发电机，因此各种电源的相互切换、保证电源的不间断供电和供电的高可靠性成了现代配电工程中保护和控制回路的重要部分。
备自投装置即备用电源自动投入装置，是当工作电源或工作设备因异常、故障或非预期被断开后，能自动并且迅速将备用电源或备用设备投入工作以恢复供电的装置，它在现代供电系统中得到广泛应用。
PT即电压互感器，是用来测量电网高电压的特殊变压器，它能将高电压按规定比例转换为较低的电压后，再连接到仪器、仪表等装置上进行采集或测量，电压互感器原边电压无论是多少伏，副边电压一般均规定为57.7伏或100伏。母线PT，即与电网一次设备电力母线相连，用于采集三相母线电压的三个电压互感器。母线PT三相断线，即与三相母线分别相连的三个电压互感器出现断线问题，致使其不能正确反应出母线的状态。母线PT电压，即经由电压互感器测量的母线电压数据。
现有的备自投装置采用的母线PT三相断线的判据如下：
1）母线正序电压小于30V且工作进线有电流，判断母线PT三相断线；
2）母线负序电压大于8V，判断母线PT单相或两相断线。
满足以上任意条件，延时10秒报母线PT断线信号，断线故障消失后延时1.25秒备自投装置返回故障前状态。同时，备自投装置提供有母线PT三相断线时联动接点接入闭锁备自投回路选项。
由于判断母线PT三相是否断线的判据中，其中一个条件是要求工作进线有电流，而当变电站工作进线实际负荷电流过小如由于有小电源经站内并网发电致使工作进线负荷电流过小，达不到进线有电流条件中的定值，备自投装置将判断不出此异常是母线失压的故障还是母线PT三相断线引起的母线失压的误报，备自投装置会立即启动，造成备自投装置误动作，为此需引入其它判别条件。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种备自投装置母线PT三相断线检测方法，以便使备自投装置在工作进线电流过小时也能及时区别开母线失压故障和母线PT三相断线故障。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种备自投装置母线PT三相断线防误动方法，以便使备自投装置在工作进线电流过小时也能及时区别开母线失压故障和母线PT三相断线故障，及时采取相应措施，从而避免备自投装置误动作造成的不良影响。
本发明通过如下技术方案解决其第一个技术问题：一种备自投装置母线PT三相断线快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与工作进线相连的PT获取工作进线任一相的电压，并通过与工作进线相连的CT获取工作进线的电流，工作进线断路器在合位时；
2）进行如下判断：
2.1）如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线电流大于某电流预设值，经整定延时后，判断母线PT三相断线；
2.2）如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线；
2.3）如果母线PT三相电压变化率小于工作进线PT电压变化率一定值以上，所述电压变化率=电压有效值/电压额定值％，同时，工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线。
判据2.2）针对稳态过程，判据2.3）中“如果母线PT三相电压变化率小于工作进线PT电压变化率一定值以上”，针对暂态过程，判据2.3）中“工作进线PT电压大于线路有压预设值”用于保证在工作进线PT电压正常时来判断母线电压是否异常，防止由于母线PT与线路PT特性不同、二次负载不同，造成其测量误差不同，在电力系统电压快速降低时，可能导致母线PT三相电压与工作进线PT电压变化率误差不一致出现的误判情况。
随着新能源如光伏发电、风力发电的推广和应用规模的不断扩大，电力系统接入的新能源发电电源系统致使原有发电电源系统输送的负荷发生了改变，备自投装置检测到的工作进线的负荷电流可能会很小，甚至会超出其检测范围。这些现象的出现可能使某些智能装置如线路距离保护装置原有判据失效，使它们无法正确地判断出母线系统的实际工作状态，可能导致误判问题。如在工作进线负荷电流过小时，母线PT出现三相断线的情况下，备自投装置无法做出正确判断，会出现备自投装置误动作现象，这可能会导致全站失压的事故发生，通过增加本发明的判据，可以使这些智能装置及时的发现母线PT三相断线导致的母线失压的误报问题，及时采取措施，如闭锁备自投装置，避免不良影响。
所述步骤2.2）和2.3）中的判断母线PT三相断线为无延时操作。
步骤2）中还进行如下判断：
2.4）如果母线PT三相电压变化率与工作进线PT电压变化率相同，并均小于某预设值ａ或均大于某预设值ｂ，ａ<b，则判断电力系统故障；
和/或
2.5）如果工作进线PT电压小于线路有压预设值，即不满足有电压条件，且线路电压变化率小于某预设值c，但母线三相PT电压均大于母线有压定值，即母线有压，且母线PT三相电压变化率均大于某预设值d,c<d，则判断线路PT断线。
本发明通过如下技术方案解决其第二个技术问题：一种备自投装置母线PT三相断线防误动方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1）通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与工作进线相连的PT获取工作进线任一相的电压，并通过与工作进线相连的CT获取工作进线的电流，工作进线断路器在合位时；
S2）进行如下判断：
（1）如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线电流大于某电流预设值，经整定延时后，判断母线PT三相断线；
（2）如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线，经整定延时后闭锁备自投装置；
（3)如果母线PT三相电压变化率小于工作进线PT电压变化率一定值以上，所述电压变化率=电压有效值/电压额定值％，同时，工作进线PT电压大于线路有压预设值，判断母线PT三相断线，经整定延时后闭锁备自投装置。
所述步骤（2）和（3）中的判断母线PT三相断线为无延时操作。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：1）本发明解决了新能源并网发电，某些供电回路负荷电流变小后，无法利用负荷电流判断母线PT是否三相断线的问题，实现了在不增加外部接线的情况下，仅通过软件的变化就能有效判断PT断线情况，有效解决新能源并网发电带来的影响；
2）本发明方法能不经过延时快速发现母线PT三相断线故障，不管备自投装置有没有启动都可快速闭锁备自投装置，提高了电力系统运行的可靠性；
3）本发明方法采用母线PT电压和线路PT电压、母线PT电压变化率和线路PT电压变化率联合判断检测母线PT断线故障，不需要添加硬件设备，只需完成软件的设置即可实现上述功能，有投资少见效快的优点；
4）对备自投装置一次调整后即能够自适应电压判据，不用选择退出备自投功能，提高了备自投的使用率，确保电网安全。
附图说明
图1为电网系统的主接线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，三相电压互感器与母线相连，单相电压互感器与一线路（图中只画出一条线路，其实可具有多条线路）的A相相连，该线路即作为母线的工作进线。备自投装置具有线路电压接入端和闭锁回路，分别用于接入上述电压互感器和闭锁备自投装置。
针对110kV、220kV电压等级的供电系统，备自投装置母线PT断线检测方法的判据如下：
1）母线PT三相正序电压小于30V且工作进线有电流，用于判断母线PT三相断线（现有判据）；
2）母线负序电压大于8V，用于判断母线PT单相或两相PT断线（现有判据）；
满足以上任意条件延时10秒报母线PT断线故障，断线故障消失后延时1.25秒备自投装置返回故障前状态。
3）工作进线断路器在合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，如果母线PT三相正序电压均小于母线无电压预设值，且线路PT电压大于线路有电压预设值，则无需延时即可判断母线PT三相断线，经整定延时后闭锁备自投装置，以最简单的方式防止了备自投误动作。母线PT恢复正常逻辑要求与现有技术相同保持不变。
4）工作进线断路器在合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，如果母线PT三相电压变化率小于工作进线PT电压变化率一定值以上，即工作进线PT电压变化率与母线PT三相电压变化率之差大于或等于一定值，所述电压变化率=电压有效值/电压额定值％，同时，线路PT电压大于线路有电压预设值，则无需延时即可判断母线PT三相断线，经整定延时后闭锁备自投装置，以最简单的方式防止了备自投误动作。母线PT恢复正常逻辑要求与现有技术相同保持不变。
本发明还可扩展出如下判断步骤：
工作进线断路器在合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，如果母线PT三相电压变化率与工作进线PT电压变化率相同，所述电压变化率=电压有效值/电压额定值％，并均小于某预设值a或均大于某预设值b，ａ<b，则判断系统故障。
进线断路器在合位时，通过与母线相连的PT获取母线三相电压，通过与线路相连的PT获取线路任一相的电压，如果工作线路PT电压小于线路有压定值，即不满足有电压条件，且线路电压变化率小于某预设值c，但母线三相PT电压均大于母线有压定值，即母线有压，且母线PT三相电压变化率均大于某预设值d，c<d，则判断线路PT断线。
工作进线断路器在合位时，当判断结果为母线PT无压，备自投装置充电及动作判据中有关母线有压及失压判据均可选择采用工作进线PT电压代替，即采用单相电压判定是否有压或低压。