專利名稱：一種判斷電流互感器二次回路開路的方法
一種判斷電流互感器二次回路開路的方法技術領域
本發明屬于電力在線監測技術領域，具體是指一種判斷電流互感器二次回路開路的方法。
背景技術：
電流互感器(電力行業內通常簡稱為CT)是依據電磁感應原理，由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在使用時，一次繞組串聯在被測線路里，二次繞組匝數多，與測量儀表和繼電器等電流線圈串聯使用，測量儀表和繼電器等電流線圈阻抗很小，所以正常運行時CT是接近短路狀態的。CT 二次電流的大小由一次電流決定，二次電流產生的磁勢，是用于平衡一次電流的磁勢的。若二次開路，其阻抗無限大，二次電流等于零，其磁勢也等于零，就不能平衡一次電流產生的磁勢，那么一次電流將全部作用于激磁，使鐵芯嚴重飽和。磁飽和將使鐵損增大，CT發熱，CT線圈的絕緣也會因過熱而被燒壞。還會在鐵芯上產生剩磁，增大互感器誤差。最嚴重的是由于磁飽和，交變磁通的正弦波變為梯形波，在磁通迅速變化的瞬間，二次線圈上將感應出很高的電壓，其峰值可達幾千伏，如此高的電壓作用在二次線圈和二次回路上，對人身和設備都存在著嚴重的威脅，情況嚴重時，會燒毀CT甚至發生爆炸。所以CT在任何時候都是不允許二次側開路運行的。針對以上原因，CT 二次回路上大多都設有開路保護裝置。
現有CT 二次回路開路保護裝置大多都采用過電壓保護裝置，根據設計分為以下2 大類。
1、電子電路式CT 二次回路開路保護裝置，其內部包括電壓測量電路、限壓電路、 放大電路、邏輯判斷電路、執行電路、顯示電路、自動上電復位電路、手動復位電路等部分。 當CT的二次側電壓峰值< 360V時，流入CT開路保護裝置的每路漏電流< 20 μ Α。它遠遠小于二次側滿刻度電流5A。因而在正常工作狀態下，不影響測量、繼電保護裝置的工作。在電流互感器開路、副邊電壓峰值彡360V時，出口繼電器接點將CT的相應二次繞組短接，從而消除過電壓，同時裝置面板上相應的發光二極管點亮，告知運行人員CT的開路信息。檢修人員可以在不停電的情況下，檢查相應的二次回路，二次回路完好后，按下復位按鈕，發光二極管熄滅；若二次回路上處于斷開狀態，按復位按鈕，發光二極管仍點亮，繼續檢查相應的二次回路，直到完好為止。
2、避雷器式CT 二次回路開路保護裝置，氧化鋅避雷器利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，在正常工作電壓時流過避雷器的電流極小(微安或毫安級)；當過電壓作用時， 電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，從而達到在CT 二次回路開路時過電壓保護的效果。
然而，電子電路式CT 二次回路開路保護裝置和避雷器式CT 二次回路開路保護裝置兩種CT 二次開路保護裝置在設計與安裝方面都存在著保護死區，這主要與CT 二次回路開路保護裝置的CT 二次接線位置有關(一般情況下CT 二次回路開路裝置保護的CT 二次接線從開關柜端子排處引線)。若CT 二次回路開路發生在附圖1中所示的B處(即開關柜端子排CT 二次回路開路保護裝置的CT 二次接線與保護、測控、計量裝置之間)，這時上述兩種CT 二次開路保護裝置都能正常動作將CT短接，防止高壓危及人身、設備的安全。但是如果CT 二次回路開路發生在保護裝置所處的二次繞組，從附圖1看，保護裝置由于采集不到電流，不能正確反映一次側的運行情況，如果CT 二次回路開路發生在保護組別，同時發生相間短路情況下，由于CT 二次電流比較大，若接線處壓接不好，電阻較大，將發熱燒毀此處，CT 二次發生開路；CT 二次開路保護裝置動作輸出節點將CT 二次回路短接。由于B相沒有電流(6kv、IOkV大多采用A、C兩相CT安裝)，A相或C相由于CT 二次開路被短接，保護裝置采集不到該故障相二次電流，不能正確跳閘。另外，從安全運行的角度出發，應該停運處理CT 二次開路。按照規定，處理CT 二次開路時，工作人員必須站在絕緣墊上，做好絕緣措施，防止高壓對人身的傷害，但是由于現場處理很難把握人體對開關柜的有效安全操作距離(CT 二次開路處由于燒毀，兩端很難再接到一起)，容易接觸CT 二次開路產生高壓部分，發生人身觸電事故。
如果CT 二次回路開路發生在附圖1中所示的A處(如CT 二次根部接線柱或者CT 二次根部與開關柜端子排間的某一地方)發生CT 二次回路開路，A處到CT 二次回路根部接線柱處仍有高電壓，而A處(CT 二次斷開另一端)到CT 二次開路保護裝置接線端子排處無電壓，這時CT 二次開路裝置就起不到保護作用，即使在斷開瞬間產生高壓，使CT保護裝置動作輸出一節點短接，也不能消除CT 二次根部開路產生的高電壓，影響CT安全運行。
綜上所述，現有技術下的CT 二次回路開路保護裝置受開路判斷方法的限制都存在著保護死區，存在一定的安全隱患。發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種沒有保護死區的判斷電流互感器二次回路開路的方法。
為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為一種判斷電流互感器二次回路開路的方法，它包括以下步驟(1)在同一臺電流互感器上建立一個保護電流互感器采樣組和一個測量電流互感器采樣組；(2)微處理器按用戶設置的頻率向保護電流互感器采樣組和一個測量電流互感器采樣組讀取電流信號值；(3)微處理器按公式|lb— Ic| > KXMAX(Ib, Ic)+I進行判斷，如果公式成立，則運行后續步驟；如果公式不成立，則按用戶設置的頻率，重新對上述公式中涉及的變量進行采樣，并判斷公式是否成立(式中，Ib為保護電流互感器采樣組采樣有效值；Ic為測量電流互感器采樣組采樣有效值；K為保護電流互感器采樣組采樣數據準確度與測量電流互感器采樣組采樣數據準確度的差別系數，該系數在0.7 0.8之間；MAX(Ib，Ic)是指rt與Ic之間的最大值；I為固定值，保護電流互感器采樣組的動作門檻)；(4)判斷同名相電流突變量是否只有一個減小，如果是則判定為電流互感器二次回路開路，并運行相應的保護程序；如果不是則返回步驟(2)。
采用以上方法后，本發明具有如下優點1、通過微處理器，對兩組采樣信號進行比對，相比于以前采用單獨的保護裝置控制器能更加準確的判斷開路位置，同時因為兩組信號同時采樣，有效避免了電流互感器的保護死區。2、加入了對同名相電流的突變量采樣，有效避免了因電流互感器一次回路開路引起的誤判。
作為改進，當步驟(3)中的MAX(Ib，Ic)大于1. 2倍二次回路的額定電流時，微處理器跳過后續步驟直接發出報警信號，并運行預設的保護程序，該改進項在微處理器檢測到超過額定電流的異常電流時直接報警，并運行預設的保護程序，有效的提高了對電流互感器的保護效率。
作為進一步改進，所述微處理器上還設置有電流互感器二次回路斷線跳閘控制字，當微處理判定為電流互感器二次回路開路時，可以立即發出跳間命令；該改進項通過二次回路斷線跳閘控制字可以直接通過微處理器控制跳閘，無需借助第三方的控制器，提高的保護效率和整個裝置的可靠性。
圖1是現有技術中電流互感器二次開路保護裝置的安裝示意圖。
圖2是本發明涉及的判斷電流互感器二次回路開路的方法的流程圖。
如圖所示1、相線，2、一次回路，3、二次回路，4、保護/測控/計量裝置，5、CT 二次回路開路保護裝置。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。
結合附圖2，本發明涉及的一種判斷電流互感器二次回路開路的方法，它包括如下步驟(1)在同一臺電流互感器上建立一個保護電流互感器采樣組和一個測量電流互感器采樣組；(2)微處理器按用戶設置的頻率向保護電流互感器采樣組和一個測量電流互感器采樣組讀取電流信號值；(3)微處理器按公式Ilb — Ic I >KXMAX(Ib, Ic)+I進行判斷，如果公式成立，則運行后續步驟；如果公式不成立，則按用戶設置的頻率，重新對上述公式中涉及的變量進行采樣，并判斷公式是否成立(式中，Ib為保護電流互感器采樣組采樣有效值；Ic為測量電流互感器采樣組采樣有效值；K為保護電流互感器采樣組采樣數據準確度與測量電流互感器采樣組采樣數據準確度的差別系數，該系數在0.7 0.8之間；MAX ( , Ic)是指讓與Ic之間的最大值；I為固定值，保護電流互感器采樣組的動作門檻);具體實施時，K值可設為0. 75， I為保護電流互感器采樣組的動作門檻，具體實施時需要根據保護電流互感器的額定電流值進行設定，如果保護精度要求不高可以設置為額定電流的2倍。
(4)判斷同名相電流突變量是否只有一個減小，如果是則判定為電流互感器二次回路開路，并運行相應的保護程序；如果不是則返回步驟(2)。
具體實施時，當步驟(3)中的MAX(Ib，Ic)大于1. 2倍二次回路的額定電流時，微處理器跳過后續步驟直接發出報警信號，并運行預設的保護程序。
所述微處理器上還設置有電流互感器二次回路斷線跳間控制字，當微處理判定為電流互感器二次回路開路時，可以立即發出跳閘命令。
需要說明的是，本發明在具體實施時，采用的微處理器是單片機，可以直接選用的 51型標準單片機。所述的同名相電流突變量是被采樣的相的相電流突變量與Πκ Ic兩個采樣電流中的一個的突變量，兩者只有一個減小時才可以斷定是電流互感器的二次回路開路。因為，保護CT用的是P級，而測量用的是0. 5級甚至是0. 2級(測量、計量有的地方可能串接公用一組CT 二次繞組)。在一次發生比較嚴重短路故障情況即一次電流較大時(相間短路)，保護CT沒有飽和，而由于測量CT已經遠遠大于其額定電流，已經飽和，兩者在沒有開路的情況下，電流差別很大，有可能會誤判CT 二次開路。但是由于CT 二次開路時電流是減小的(故障時再出現CT 二次開路，最終電流也是減小的)，相間短路時電流是增大的，也就是突變量增、減不同，可以區分是一次故障還是CT 二次開路。綜合以上分析，得出了 CT 二次開路的判斷依據。Irt — Icl >KXMAX(Ib，Ic)+I和同名相電流突變量只有1個減小兩個條件；該判據在CT正常運行時，能正常判斷CT 二次開路，甚至在一次相間短路故障時， 由于保護二次電流較大，電流端子排連片螺絲不緊而發熱燒毀而導致CT的開路，也能準確判斷，主要是利用同名相電流突變量只有在CT開路時才減小這一原理。
本發明并不局限于以上一種實施方式，基于本發明構思下的顯而易見的變化均在本發明保護范圍之內。
權利要求
1.一種判斷電流互感器二次回路開路的方法，其特征在于它包括以下步驟(1)在同一臺電流互感器上建立一個保護電流互感器采樣組和一個測量電流互感器采樣組；(2)微處理器按用戶設置的頻率向保護電流互感器采樣組和一個測量電流互感器采樣組讀取電流信號值；(3)微處理器按公式Ilb — Ic I >KXMAX(Ib, Ic)+I進行判斷，如果公式成立，則運行后續步驟；如果公式不成立，則按用戶設置的頻率，重新對上述公式中涉及的變量進行采樣，并判斷公式是否成立(式中，Ib為保護電流互感器采樣組采樣有效值；Ic為測量電流互感器采樣組采樣有效值；K為保護電流互感器采樣組采樣數據準確度與測量電流互感器采樣組采樣數據準確度的差別系數，該系數在0. 7 0. 8之間；MAX(Ib，Ic)是指Λ與Ic之間的最大值；I為固定值，保護電流互感器采樣組的動作門檻)；(4)判斷同名相電流突變量是否只有一個減小，如果是則判定為電流互感器二次回路開路，并運行相應的保護程序；如果不是則返回步驟(2)。
2.根據權利要求1所述的一種判斷電流互感器二次回路開路的方法，其特征在于當步驟(3)中的MAXab，Ic)大于1.2倍二次回路的額定電流時，微處理器跳過后續步驟直接發出報警信號，并運行預設的保護程序。
3.根據權利要求1所述的一種判斷電流互感器二次回路開路的方法，其特征在于所述微處理器上還設置有電流互感器二次回路斷線跳間控制字，當微處理判定為電流互感器二次回路開路時，可以立即發出跳閘命令。
全文摘要
本發明涉及一種判斷電流互感器二次回路開路的方法。其特征在于它通過微處理器采集信號，并結合公式Ib－Ic|＞K×MAX(Ib，Ic)+I和同名相電流突變量是否只有一個減小這兩個條件進行二次回路開路判斷，如果兩者都成立則判定為二次回路開路，如果不是兩者都成立，則按用戶設定頻率重復采樣判斷。當判定為二次回路開路時，本方法還會自動運行預設的保護程序。本發明提供了一種沒有保護死區的判斷電流互感器二次回路開路的方法。
文檔編號G01R31/06GK102520309SQ201110403068
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者邵柳東, 鄭堅江 申請人:寧波三星電氣股份有限公司