[發明專利]PT斷線及PT三相逆序的故障判斷方法及故障保護裝置

有效

• 申請號: 201910816922.2
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110412400B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 王波;余翔;趙遠;孔麗君;吳高強;馬小高
• 申請（專利權）人: 中國長江電力股份有限公司;長江三峽能事達電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54;G01R31/34
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了PT斷線及PT三相逆序的故障判斷方法，包括采樣獲取PT輸出的三相電壓信號幅值、周期以及三相電壓之間的相角差；判斷PT輸出的三相電壓幅值的平均值是否大于PT故障檢測啟動閾值；進行PT逆序檢測；進行PT單相斷線檢測；進行PT多相斷線檢測。本發明還公開了PT斷線及PT三相逆序的故障保護裝置。本發明提供了PT輸出信號的逆序檢測和判斷，輸出逆序故障開出信號至保護裝置，使自動控制系統更加安全、可靠；通過相位對PT輸出信號進行斷線故障檢測，減小誤檢的可能性，更精確可靠。

技術領域

本發明屬于發電機組繼電保護領域，具體涉及PT斷線及PT三相逆序的故障判斷方法及故障保護裝置。

背景技術

電壓互感器(Potential transformer)簡稱PT，是用于電壓測量的傳感器，可以降低信號幅值，并隔離原方和副方電路。PT在發電機勵磁裝置等諸多自動控制系統中有著廣泛的應用。

PT原方接入外部高壓信號，副方接入自動控制系統，正常的PT信號如圖3-1所示。從現場運行分析，原方接線故障概率遠高于副方。PT原方接線故障有兩種，一種是接線順序錯誤造成三相逆序故障如圖3-2所示；另一種是斷線故障。單相斷線是原方三相信號有一相沒有輸入，副方有兩相電壓幅值減半，相位重合，如圖3-3所示；如果出現原方二相信號或三相信號斷線，則副方三相信號幅值均瞬時降低到0。

對于交流信號可以采用定頻采樣PT信號的幅值、相位和頻率。如圖5所示，當前一個測量值大于等于0，而后一個測量值小于0時，通過插值算法根據兩個測量點的測量時刻和電壓幅值計算得到電壓為0時的時刻，即下降沿過零點時刻；前一個測量值小于等于0，而后一個測量值大于0時，同樣可以通過插值算法計算上升沿過零點時刻。測量點時刻和電壓信號過零點時刻一般使用CPU定時器的計數值，目前定時器計數頻率都在1MHz以上，測頻精度很高，且計數器一般為16位字或32位雙字，可測頻率范圍很寬。

對于交流信號也可以采用交流采樣，將信號轉換成同步方波進行測頻測相，對于交流信號的采樣頻率則跟蹤信號頻率，采樣點在一個周期內均勻分布，通過傅里葉算法可以得到信號的實部虛部，進而獲取幅值。

現有發電機勵磁系統的PT故障判斷方法通常對PT信號進行斷線檢測、判斷，缺乏對PT輸出信號逆序等故障的檢測，如公開號為CN109541469A的中國專利“一種發電機勵磁系統用PT斷線判別方法”公開了通過兩路PT信號幅值比較進行PT斷線判斷的方法。

發明內容

本發明的技術問題是現有的發電機組的勵磁系統缺乏對PT輸出信號逆序的檢測。

本發明的目的是解決上述問題，提供PT斷線及PT三相逆序的故障判斷方法及故障保護裝置，對發電機組的勵磁系統的PT輸出信號進行逆序檢測、單相斷線檢測、多相斷線檢測。

本發明的技術方案是PT斷線及PT三相逆序的故障判斷方法，包括以下步驟，

步驟1：采樣獲取PT輸出的三相電壓信號幅值、周期以及三相電壓之間的相角差；

步驟2：判斷PT輸出的三相電壓幅值的平均值是否大于PT故障檢測啟動閾值；

若大于啟動閾值，且持續時間大于電壓穩定閾值時間，則執行步驟3，否則執行步驟1；

步驟3：進行PT逆序檢測；

步驟4：進行PT單相斷線檢測；

步驟5：進行PT多相斷線檢測。

步驟1中，采用高速定頻采樣獲取PT輸出的三相電壓信號幅值、周期以及三相電壓之間的相角差。

步驟2中，所述PT故障檢測啟動閾值為PT輸出三相額定電壓值的20％。

步驟3中，所述PT逆序檢測，如果PT信號三相之間3個相角差有2個大于200°，且持續時間超過0.1秒，則判斷為PT逆序故障。