[發明專利]一種檢測PT中性線斷線的方法

有效

• 申請號: 201110187854.1
• 申請日: 2011-07-06
• 公開（公告）號: CN102288860A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 劉東超;張朝龍;胡紹剛;朱曉彤;劉俊德;劉君;沈軍;張紹林
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;遼寧省電力有限公司鞍山供電公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明涉及電力系統領域中檢測PT中性線斷線的方法。

背景技術

電力系統中發生PT斷線是一種常見的故障。PT斷線按斷線的相別可分為中性線斷線(N線)和非中性線斷線(ABC線)。目前對非中性線斷線的研究已經相當成熟，保護裝置可以根據零序電壓和正序電壓等條件來判斷是否發生非中性線斷線。但對中性線斷線的研究卻相對較少。當發生PT中性線斷線時，由于中性點電位漂移，保護裝置的相電壓會發生變化，從而可能導致零序方向元件誤動，電壓元件誤動，現場類似的事故發生過多起。中國專利CN200710176913.9保護裝置利用三次諧波檢測中線斷線的方法中公布了一種利用各相電壓或零序電壓中的三次諧波連續30s大于4V的判據。由于其采用了固定門檻的判據，當正序電壓值較小時，其判據的靈敏度不夠，而當系統出現三次諧波時也容易發生誤判。

發明內容

本發明的目的是：提出一種基于浮動門檻的PT中性線斷線三次諧波檢測方法。通過各相電壓或零序電壓中的三次諧波含量，檢測PT中性線斷線故障。

本發明的技術方案是：檢測PT中性線斷線的方法，根據PT二次側的ABC三相采樣值計算正序基波電壓，根據PT二次側的零序電壓采樣值，計算零序三次諧波電壓值，當零序三次諧波電壓值大于浮動門檻時，浮動門檻包含正序電壓和零序三次諧波不平衡電壓；動作判據如下：

3U_{0_3harm}＞K*U₁+U_{3harm_unb}????????????????????????????????????????式①

式①中，3U_{0_3harm}為零序三次諧波電壓值，U₁為正序基波電壓，K為比例系數，U_{3harm_unb}為系統中的零序三次諧波不平衡電壓的最大值，當滿足式①時，判別為PT中性線斷線。

通過傅氏算法計算PT二次側的各相電壓的三次諧波含量，當某一相或多相中的三次諧波大于所述的浮動門檻，經延時報PT中性線斷線。

所述的比例系數K根據CT的特性進行取值，取值范圍0.1～0.5；零序三次諧波不平衡電壓的最大值取2～4V。

當正序電壓基波值低于某一門檻時，不進行PT斷線判別。

浮動門檻根據正序基波電壓值的大小動態調整。

當PT連接正常時，由于鐵心的非線性，各相的勵磁電流包含基波電流和三次諧波電流，且三相的三次諧波電流同相位，中性線中流過三相的三次諧波電流。當發生PT中性線斷線時，保護裝置中PT的原邊的勵磁電流中的三次諧波沒有流通回路，勵磁電流被強制為正弦波，由于鐵心非線性，此勵磁電流產生的磁通為平頂波。平頂波的磁通產生尖頂波的電勢，對此電勢分解可得到基波電勢和三次諧波電勢，進而保護裝置會感受到三次諧波電壓，如圖2和圖3所示。進而可以根據各相電壓或是零序電壓中的三次諧波含量來檢測PT中性線斷線。

不同的PT電壓的在磁滯回線上的工作點不同。由于鐵磁材料的磁滯和渦流等影響，即使最大磁通沒有工作在飽和狀態，勵磁電流和繞組電壓也不是線性關系。即一旦發生了PT中性線斷線，PT二次側的電壓一定會含有三次諧波。如圖4所示，額定電壓(57.74V)和30V時的磁滯回線關系。進而可以根據不同的正序電壓，動態的調整三次諧波門檻，使得判據更加靈敏可靠。

本發明的有益效果是：當在PT二次側和保護裝置之間發生中性線斷線時，中性線的勵磁電流不能流通，從而導致ABC三相中的勵磁電流發生變化，保護裝置的各相測量電壓就會出現三次諧波。根據零序電壓中的三次諧波可以檢測出PT中性線斷線。現有發生PT中性線斷線時，由于中性點電位漂移，保護裝置的相電壓會發生變化，從而可能導致零序方向元件誤動、電壓元件誤動的問題，本發明根據各相電壓或是零序電壓中的三次諧波含量來檢測PT中性線斷線，判斷準確。并可根據不同的正序電壓，動態的調整三次諧波門檻，使得判據更加靈敏可靠。

附圖說明

圖1為PT斷線示意圖。

圖2為單相變壓器勵磁電流特性分析圖。

圖3為勵磁電流和繞組電壓波形圖及其諧波分析圖。

圖4為不同電壓下的磁滯回線圖。

具體實施方式

結合附圖說明，如圖1所示，U1a，U1b，U1c，U1n為PT二次側的電壓輸出。U2a，U2b，U2c，U2n為保護裝置小PT的二次電壓輸出，供保護裝置進行計算。