專利名稱：電力系統(tǒng)中監(jiān)視互感器二次回路的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領域，尤其涉及電力系統(tǒng)中監(jiān)視互感器二次回路的方法和設備。
背景技術：
互感器(Instrument transformers)用于逐步降低電流或電壓至可測量的數(shù) 值，并且其被廣泛應用于各種電力系統(tǒng)中。存在兩種基本類型的互感器，即電壓互感器 (voltage transformer)和電流互感器(current transformer)。電壓互感器(VT，本說明 書中也包括電容式電壓互感器CVT)被設計用于在二次側精確復制一次側電壓，而電流互 感器(CT)用于復制電流信號。一次側的電壓值(來自VT)和電流值(來自CT)的準確信 息是智能電子設備(IED)正確動作的基礎。然而，故障可能發(fā)生在所述VT和所述IED之 間的二次回路(這種情形在本說明書中被歸為VT 二次回路故障“VTfailure”)，或者發(fā)生 在所述CT和所述IED之間的二次回路(這種情形在本說明書中被歸為CT 二次回路故障 “CTfailure”)，這將會導致所述IED的各種保護功能的不正確動作。例如，VTfailure可能 導致距離保護功能的誤動作。另一方面，在CTfailure的情況下，“假”的差動電流將出現(xiàn)在 CTfailure的相中；并且如果這個”假”的差動電流的數(shù)值大于啟動的閾值，則差動保護功能 可能誤動作。此外，單相或兩相CTfailure將導致”假”的負序電流或者零序電流，這將導 致基于負序/零序電流的保護機制被不正確動作。為了避免由CTfailure或者VTfailure 可能導致的不正確動作，可靠、靈敏并且高速的電流回路監(jiān)視和電壓回路監(jiān)視一直以來都 非常重要。已經(jīng)研發(fā)了多種電流/電壓回路監(jiān)視的方法。下面將會描述幾種傳統(tǒng)的電流/電 壓回路監(jiān)視的方案。A)電流回路監(jiān)視方法一種電流回路監(jiān)視方法是將來自一組三相電流互感器線圈的零序電流和來自另 一組三相電流互感器線圈的中性點電流進行比較。檢測到差異表明在回路中發(fā)生故障，并 且其被用作報警或者閉鎖可能產(chǎn)生不正確跳閘的保護功能。這種方法需要客戶混合來自不 同線圈或不同電流互感器的電流回路。因此，這種方法增加了硬接線的復雜性，并因此降低 了 IED的可靠性。而且，這種方法不能檢測三相CTfailure，因為在這種情況下兩個線圈或 者兩個電流互感器將沒有零序電流。另一種電流回路監(jiān)視方法是通過檢測零序電流和零序電壓的存在來實現(xiàn)的。在沒 有零序電壓出現(xiàn)的情況下，零序電流值高表明存在CTfailure。然而，這種方法不能檢測三 相CTfailure，這是因為它是基于零序測量。其次，在非對稱運行狀態(tài)下(例如單相重合閘 階段)，由于一直存在零序電流和零序電壓，因而該方法不能正常工作。第三，如果系統(tǒng)的零 序阻抗非常小的話，該方法可能執(zhí)行誤操作。而且，有時電壓輸入甚至是不可利用的。另一種電流回路監(jiān)視方法是檢測相電流的突然消失。然而，當連接電力源和 負載的線路發(fā)生故障時，在負載側的保護IED也可以檢測到相電流的突然消失，因此，CTfailure監(jiān)視功能將不正確動作。另一種電流回路監(jiān)視方法是基于連接在同一母線的電流的變化。其理論在于內 部或外部故障會導致至少兩個電流的變化，而CTfailure僅僅影響單一電流。然而這種方 法需要來自于連接到所述被保護母線的所有電力系統(tǒng)元件(線路、變壓器器等)的采樣數(shù) 據(jù)，這意味著大量的通信和很慢的動作速度。B)電壓回路監(jiān)視方法一種電壓回路監(jiān)視方法是將在正常運行狀態(tài)下測量的零序電壓與預先設定的閾 值進行比較。如果該零序電壓比該閾值大，VTfailure會被檢測到。只有當沒有擾動或故 障時，這種方法才是有效的；因此需要可靠的、能夠檢測擾動或故障的啟動元件。而且，在非 對稱運行狀態(tài)下不適用(如單相重合間階段)。另一種電壓回路監(jiān)視方法是通過檢測零序/負序電流和零序/負序電壓的存在來 實現(xiàn)的。零序/負序電壓具有高的值，卻沒有零序/負序電流，其表明處于VTfailure狀態(tài) 下。這種方法不能檢測三相VTfailure。在非對稱運行狀態(tài)下，因為一直都存在有零序/負 序電流和零序/負序電壓，該方法不能正常工作。另一種電壓回路監(jiān)視方法是通過把來自電壓互感器的兩組獨立二次線圈的測量 電壓進行比較來實現(xiàn)的。如果來自所述電壓互感器的兩個獨立二次線圈同一相的測量電壓 不同，會確定其處于VTfai lure狀態(tài)。這種方法需要來自兩組二次線圈的測量電壓，這增加 了硬接線的復雜度，并因此降低了 IED的可靠性。而且，如果故障同時出現(xiàn)在電流和電壓二次回路中，前述提及的基于電壓和電流 的電流/電壓回路監(jiān)視方法將會失效。如前所述，現(xiàn)有的方法或者是在某些情況下不可靠，或者依賴于大量的通信量。由于電流/電壓回路監(jiān)視功能的輸出結果被用于閉鎖相關的保護功能(例如檢測 到VTfailure會閉鎖距離繼電器，而檢測到CTfailure會閉鎖電流差動保護)，為了避免可 能發(fā)生的不正確動作，監(jiān)視功能必須是可靠的、靈敏的并且具有短的動作時間，以便在電流 /電壓二次回路一旦發(fā)生故障時，防止快速靈敏的保護功能的不正確動作。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目標是提供新穎的電流/電壓回路監(jiān)視方法和設備，其具有更加可靠和 靈敏特性并且收集的信息量少，由此防止相關保護功能的不正確動作。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其提供了一種電力系統(tǒng)中監(jiān)視互感器二次回路的方法， 所述互感器連接于電力系統(tǒng)元件。所述方法包括通過保護IED檢測來自所述互感器信號中的擾動，所述保護IED連接于所述互感 器的二次回路，并且保護所述電力系統(tǒng)元件；以及根據(jù)來自所述保護IED的擾動檢測結果和其它保護IED中的至少一個的擾動檢測 結果，確定所述互感器的二次回路中是否發(fā)生故障；所述其它保護IED包括連接于與所述 互感器連接的其它二次回路的保護IED，或者連接于所述電力系統(tǒng)元件的另一互感器的二 次回路的保護IED ；以及連接于與所述電力系統(tǒng)元件連接于同一母線的其它電力系統(tǒng)元件 的其它互感器的保護IED。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了保護IED，用于監(jiān)視電力系統(tǒng)中的互感器二次回路，所述互感器連接于由所述保護IED保護的電力系統(tǒng)元件。所述保護IED包括擾動檢測模塊，連接于所述互感器的二次回路，并且用于檢測來自所述互感器的 信號中的擾動；決策模塊，連接于所述擾動檢測模塊，用于根據(jù)來自所述保護IED的擾動檢測結 果和來自其它保護IED中的至少一個的擾動檢測結果，確定所述互感器的二次回路中是否 發(fā)生故障；所述其它保護IED包括連接于所述互感器的其它二次回路的保護IED，或者連接 于與所述電力系統(tǒng)元件連接的另一互感器的二次回路的保護IED ；以及連接于與所述電力 系統(tǒng)元件連接于同一母線的其它電力系統(tǒng)元件的其它互感器的保護IED ；以及連接于所述決策模塊的接口模塊，用于從所述其它保護IED發(fā)送消息和從所述其 它保護IED接收消息。通過使用經(jīng)由IEC 61850可獲取的綜合信息，根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的電流/ 電壓回路監(jiān)視方案，提供了更加可靠和靈敏的特性，并且需要收集的信息量非常少。


參照具體描述并結合如下附圖附圖，能夠更全面得闡述本發(fā)明的各種附加的目 標、特征和優(yōu)點。在附圖中圖1示出了典型二次系統(tǒng)的結構圖；圖2示出了用于雙重保護IED的典型二次系統(tǒng)的結構圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的二次系統(tǒng)結構圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例提供的用于雙重保護IED的二次系統(tǒng)結構 圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的方法流程圖；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例提供的保護IED的結構圖。
具體實施例方式接下來的整個描述，具體細節(jié)是為了更全面地理解本發(fā)明而設置的。但是本發(fā)明 可以在不具有這些細節(jié)的情況下加以實施。在其它實施例中，公知的元件并未被具體示出 或者加以描述以避免造成本公開不必要的晦澀難懂。因而，本說明書和附圖被視為說明性 的而并非限制性的目的。此外，本說明書中相同的附圖標記代表同樣的元件。本發(fā)明的實施例提供了新穎的電流/電壓回路監(jiān)視方法和設備，其使用從保護 IED之間少量通信量中可獲取的綜合信息(integrated information)；其通信遵從常規(guī)的 通信協(xié)議，例如由IEC 61850標準“變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)”定義的面向通用對象的變電站 事件(GOOSE)。在本公開中，前述提及的“綜合信息”可以具有兩層含義，為說明其含義介紹兩種原理。原理1 只要所提及的電力系統(tǒng)元件處于運行狀態(tài)下并且連接于同一母線，“綜合 信息”包括來自于保護一個電力系統(tǒng)元件的一個保護IED的擾動檢測結果，還包括來自于保 護其它電力系統(tǒng)元件的其它保護IED的擾動檢測結果。這個原理能夠以電壓回路監(jiān)視方式為例進行解釋說明。
圖1示出了典型二次系統(tǒng)的結構圖。原理1將采用如圖1所示的二次系統(tǒng)結構進 行解釋說明，其目的是圖示說明而非構成限制。例如，對于圖1中的二次系統(tǒng)結構，綜合信 息應該包括來自保護IED即IED1、IED2和IED3的擾動檢測結果，其分別對應于保護3個電 力系統(tǒng)元件(未示出)。例如，對于超高壓(EHV)系統(tǒng)，保護不同電力系統(tǒng)元件的保護IED 的二次電壓信號通常來自于不同的電壓互感器，即VT1、VT2和VT3。當該電力系統(tǒng)發(fā)生故 障或擾動時，通過所有的保護IED =IDEU IDE2和IDE3，電壓擾動能夠被同時檢測到。當在 VT的二次回路中發(fā)生故障時，例如在VT3和IDE3之間，只有IDE3檢測到電壓擾動，但是其 它保護IED即IEDl和IED2將不會檢測到擾動。二次回路的故障和電力系統(tǒng)的故障或擾動 之間的區(qū)別能夠被用于檢測二次回路中的故障。原理2 用于具有雙重保護IED的電力系統(tǒng)元件(系統(tǒng)電壓為220kV或更高電壓 等級的非常通用的結構)，該兩個保護IED被連接于兩個電壓/電流互感器或分別連接于與 電力系統(tǒng)元件連接的電壓/電流互感器的兩個二次線圈。因此，該“綜合信息”意味著來自 保護同一電力系統(tǒng)元件的兩個保護IED的擾動檢測結果。這一原理也能夠以電壓回路監(jiān)視為例進行解釋說明。圖2示出了用于雙重保護IED的典型二次系統(tǒng)的結構圖。原理2將采用如圖2所 示的二次系統(tǒng)結構進行解釋說明，其目的是圖示說明而非構成限制。例如，對于圖2中的二 次系統(tǒng)結構，綜合信息應該包括來自連接于VTl的第一個二次線圈IDE Al的擾動檢測結果 和來自連接于VTl的第二個二次線圈的IED Bl的擾動檢測結果。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或 其它擾動時，IED Al和IED Bl將同時檢測到電壓擾動。在一個保護IED(IED Al)檢測到電 壓擾動，而另一保護IED(IED Bi)未檢測到的情形說明在VTl的第一個二次線圈和IED Al 之間的二次回路中發(fā)生故障。需要說明的是，上述兩種原理不需要每個保護IED去收集所有的電壓/電流信號。 在保護IED之間交互的非常少的通信量，即擾動檢測結果，對于該監(jiān)視流程來說足夠了。隨 后具體的實施例將參照相應的附圖進行描述。實施例1本發(fā)明的該實施例遵從原理1，并且將以電壓回路監(jiān)視為例進行解釋說明。根據(jù)本發(fā)明的實施例，隨后的電壓回路監(jiān)視方法將結合附圖3和5進行描述。圖 3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的二次系統(tǒng)結構示意圖。在圖3中，保護IED IDEUIDE2 和IDE3分別連接于VT1、VT2和VT3并且每個保護IED分別保護電力系統(tǒng)元件(未示出)。 三個電力系統(tǒng)元件連接于同一母線并且均處于運行狀態(tài)下。斷路器Bi、B2和B3被設計分 別用于開啟/關斷電力系統(tǒng)元件和母線之間的連接。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例提供 的流程圖。本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，每個保護IED，如IED1、IED2和IED3能夠檢測電壓擾動， 并且一旦(例如IED1)檢測到電壓擾動，其會通過通信協(xié)議來通知其它保護IED (如IED2 和IED3)該擾動是在哪個相中被檢測到的；例如，通過G00SE(圖3中的參考標記“8_1”)。 在隨后的例子中，該監(jiān)視流程將以IEDl的視角進行描述。參照圖5并結合圖3，在塊S501中，IEDl檢測電壓擾動。在塊S502中，檢測到電壓擾動后，IEDl通過GOOSE向其它保護IED :IED2和IES3 廣播消息。該消息指示檢測到電壓擾動。該消息也可以指示該在哪個相中檢測到該電壓擾動。在塊S503中，IEDl設置VTfailure標志并且閉鎖IEDl的保護動作。在塊S504中，如果在預設的短延時(如tl)內，IED 1從其它保護IED (如IED2) 獲得消息，并且該消息指示IED2檢測到相應的電壓擾動，即在同一相中的電壓擾動；在塊 S506中，復歸VTfailure標志以允許保護IED(IEDl)的正確動作。然后該流程繼續(xù)執(zhí)行塊 S501。在塊S504中，如果在預設的短延時(如tl)內，IEDl未從其它保護IED (如IED2 和IED3)中的任何一個得到消息，該消息指示在同一相中檢測到電壓擾動；在塊S505中， IEDl確定發(fā)生了 VTfailure。在確定發(fā)生VTfailure后，IEDl可以輸出所需要的VTfailure
報警信號。預先設置的短延時tl應該根據(jù)通信結構進行設置(通常IOms就足夠了)。執(zhí)行塊S505中的流程后，IEDl的VTfailure標志能夠被操作者手動復歸，或者在 所測量的電壓信號滿足預先定義的復歸邏輯后被IEDl自動復歸，例如電壓在預先設置的 時間內處于預先設置的正常范圍內。實施例2本發(fā)明的該實施例遵從原理2，并且也會以電壓回路監(jiān)視為例進行解釋說明。在該實施例中，根據(jù)本發(fā)明實施例的電壓回路監(jiān)視方法將參照圖4和5進行描述。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于雙重保護IED的二次系統(tǒng)結構示意圖。在圖4 中，兩個保護IEDIED Al和IED Bl用于保護電力系統(tǒng)元件(未示出)，并且兩個保護IED IED2A2和IED B2用于保護另一電力系統(tǒng)元件(未示出)。該兩個電力系統(tǒng)元件連接于同 一母線。IED Al連接于電流互感器CTll和電壓互感器VTl的第一個二次線圈。IED Bl連 接于電流互感器CT12和該電壓互感器VTl的第二個二次線圈。IED A2連接于電流互感器 CT21和電壓互感器VT2的第一個二次線圈。IED B2連接于電流互感器CT22和該電壓互感 器VT2的第二個二次線圈。CT11、CT12和VTl連接于被IED Al和IED Bl保護的該電力系 統(tǒng)元件，并且CT21、CT22和VT2連接于被IED A2和IED B2保護的該電力系統(tǒng)元件。在接下來的示例中，該監(jiān)視流程將會以IED Al的視角進行描述。參照圖5并結合圖4，在塊S501中，IED Al檢測電壓擾動。在塊S502中，檢測到電壓擾動后，IED Al通過GOOSE向其它保護IEDIED Bl廣播 消息。該消息指示檢測到電壓擾動。該消息也可以指示在哪個相中檢測到該電壓擾動。在塊S503中，IED Al設置VTfailure標志并且閉鎖IED Al的保護動作。在塊S504中，如果在預設的短延時(如tl)內，IED Al從保護IED IED Bl獲 得消息，并且該消息指示IED Bl檢測到相應的電壓擾動，即在同一相中的電壓擾動；在塊 S506中，IED Al確定在該電力系統(tǒng)中發(fā)生故障或擾動，并且復歸VTfailure標志以允許保 護IEDIED Al的正確動作。然后該流程繼續(xù)執(zhí)行塊S501。在塊S504中，如果在預設的短延時(如tl)內，IED Al沒有從IED Bl得到指示 在同一相中檢測到電壓擾動的消息；在塊S505中，IED Al確定發(fā)生了 VTfailure。在確定發(fā)生VTfailure后，在塊S505中，IED Al可以輸出所需要的VTfailure報 警信號。執(zhí)行塊S505中的流程后，IED Al的VTfailure標志能夠被操作者手動復歸，或者 在所測量的電壓信號滿足預先定義的復歸邏輯后被IEDAl自動復歸，例如電壓在預先設置的時間內處于預先設置的正常范圍內。當然，在圖4所示的雙重保護結構中，除了 IED Bi, IED Al也可以向連接于與受 IED Al保護的電力系統(tǒng)元件連接的相同的母線的其它電力系統(tǒng)元件的其它保護IED廣播 消息，例如IED A2和IED B2。該流程與實施例1中的流程相似，并將不再贅述。實施例3本發(fā)明的該實施例將以電流回路監(jiān)視為例進行描述說明。該實施例提供了用于具有圖3所示的二次系統(tǒng)結構的電力系統(tǒng)的電流回路監(jiān)視 方法。根據(jù)本實施例的監(jiān)視方法幾乎與實施例1 一致，除了該實施例中的方法用以監(jiān)視 電流回路，由保護IED檢測的是電流擾動。相應的，保護IED之間通信的消息被設計得輕微 不同。因此，該監(jiān)視方法的具體流程將不再贅述。實施例4該實施例提供了用于具有圖4所示的二次系統(tǒng)結構的電力系統(tǒng)的電流回路監(jiān)視 方法。根據(jù)本實施例的監(jiān)視方法幾乎與實施例2 —致，除了該實施例中的方法用以監(jiān)視電 流回路，保護IED檢測的是電流擾動。相應的，保護IED之間通信的消息被設計得輕微不同。 因此，該監(jiān)視方法的具體流程將不再贅述。需要說明的是，所提供的電壓回路監(jiān)視方法和電流回路監(jiān)視方法能夠針對每個相 進行。對于傳統(tǒng)的和非傳統(tǒng)的互感器，所述的電壓回路監(jiān)視方法和電流回路監(jiān)視方法都 是有效的，而且在三相運行狀態(tài)下和兩相運行狀態(tài)下都能夠檢測二次回路中的一相、兩相
和三相故障。所述的方法無需IED來收集來自其它IED的采樣數(shù)據(jù)，而僅僅需要在IED之間交 換擾動檢測結果，因此該通信量非常小。因此，該方法具有高可靠性。所述的方法的一個方面表明，IEC 61850不僅能夠被用于減少傳統(tǒng)的硬接線，而且 能夠解決傳統(tǒng)的問題并提高保護性能。應該知曉在所述的方法中，IED需要與連接于互感器的一個或多個其它二次回 路的其它IED中的至少一個進行通信，該互感器或者連接于同一電力系統(tǒng)元件，或者連接 于同一母線的其它電力系統(tǒng)元件。因此，狀態(tài)檢測需要由每一個IED周期性地執(zhí)行以確保 前述狀態(tài)的存在。當只有一個電力系統(tǒng)元件(一或多相)連接于母線，或者在所有的IED 中只有一個IED處于運行狀態(tài)，或者處于無法通信等等情況時，前述狀態(tài)可能不存在；其中 所有的IED保護同一電力系統(tǒng)元件或者連接于同一母線的電力系統(tǒng)元件。傳統(tǒng)的電壓/電 流監(jiān)視方法也可以作為后備包括在IED中，以防所需要的狀態(tài)不存在。然而，應該說明的是 所需要的狀態(tài)不存在的可能性非常小。隨著通信技術快速發(fā)展，變電站內的通信非?？煽?。 對于本領域技術人員來說，狀態(tài)檢測能夠由通過適當配置的IED非常容易地執(zhí)行，并因此 將不再這里描述了。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的保護IED的結構圖。在下文中，根據(jù)本發(fā) 明的實施例的保護IED將以電壓回路監(jiān)視為例進行描述說明。參照圖6，該保護IED 600提供二次回路監(jiān)視功能，并且用于監(jiān)視電力系統(tǒng)中互感 器630的二次回路。該互感器630連接于電力系統(tǒng)元件(未示出)，該電力系統(tǒng)元件受該保護IED 600保護。鑒于二次回路監(jiān)視功能，該保護IED600包括擾動檢測模塊601、決策模塊 602和接口模塊603。該擾動檢測模塊601連接于該決策模塊602，并且用于檢測來自該互感器630的信 號中的擾動。該決策模塊602用于確定在該互感器630的二次回路中是否發(fā)生故障，根據(jù)來自 該擾動檢測模塊601的擾動檢測結果和來自其它保護IED(如IED620)中至少一個的另一 擾動檢測結果。其它保護IED包括連接于該互感器630的其它二次回路的保護IED，或者 連接于其它互感器的二次回路的保護IED，該其它互感器連接于互感器630所連接的該電 力系統(tǒng)元件；以及連接于與其它電力系統(tǒng)元件連接的其它互感器的保護IED，該其它電力 系統(tǒng)元件與所述的該電力系統(tǒng)元件連接于同一母線。該接口模塊603連接于決策模塊602，并且用于發(fā)送至/接收來自其它保護IED， 如IED620的消息。在本發(fā)明的實施例中，如果該擾動檢測模塊601檢測到擾動，并且該接口模塊603 在預設的延時內未收到來自其它保護IED中任何一個的指示檢測到相應擾動的消息，該決 策模塊601確定在互感器630和保護IED 600之間的二次回路中發(fā)生故障。在另一實施例中，如果擾動檢測模塊601檢測到擾動，并且該接口模塊603在預定 的延時內接收到來自其它保護IED的任何一個的指示檢測到相應擾動的消息，則該決策模 塊602確定在該電力系統(tǒng)中發(fā)生故障或擾動。在另一實施例中，當擾動檢測模塊601檢測到擾動，該決策模塊602設置標志以閉 鎖該保護IED 600的保護動作，并指示接口模塊603向其它保護IEDjn IED620廣播指示檢 測到擾動的消息。該消息也可以指示在哪個相中檢測到擾動。在另一實施例中，當在電力系統(tǒng)中發(fā)生故障或干擾時，該決策模塊602復歸標志 以允許該保護IED 600的保護動作。該接口模塊603可以經(jīng)由IEC 61850標準定義的GOOSE來向其它保護IED發(fā)送消 息和接收來自其它保護IED的消息。該保護IED 600可以進一步包括連接于決策模塊602 的配置模塊605。該配置模塊605用于設置延時和其它需要被設置的參數(shù)。該標志可以被 操作者通過配置模塊605而手動復歸。根據(jù)另一個實施例，該保護IED 600也可以包括警報輸出模塊604。該警報輸出模 塊604用于在決策模塊602的控制下輸出報警信號。當確定在該互感器630和該IED 600 之間的二次回路中發(fā)生故障時，該決策模塊602指示該警報輸出模塊604輸出報警信號，以 指示在該二次回路中發(fā)生了故障。該互感器630可以是電壓互感器或電流互感器。在該互感器630是電壓互感器的 情況下，該擾動是電壓擾動。在該互感器630是電流互感器的情況下，該擾動是電流擾動。在實施例中，該擾動檢測模塊601可通過每個相中的變化量過電壓繼電器而實 施。如果該過電壓繼電器動作，這意味著檢測到擾動。該電壓可以借助公式1進行計算Δ ν (χ) =ν (χ) -2ν (χ_Ν) +ν (χ_2Ν)，(公式 1)其中Δ ν代表電壓變化量，ν代表測量電壓，并且N為每個工頻周期中的采樣點數(shù)。當所計算的電壓變化量比閾值大時，該變化量過電壓繼電器動作。該過電壓繼電 器的閾值可以是預先設置的值，或者是在一個周期前的測量電壓或額定電壓的預先設置的百分比(如5%)，或者是一個周期前的電壓變化量的預先設置的百分比(如150%)，或者 是前述兩個或多個值的預先定義的組合。需要說明的是，盡管前述描述了示例性的擾動檢測方法，本領域技術人員應該知 曉還存在多種其它擾動檢測方法。相似地，通過參照圖6，電流回路監(jiān)視的保護IED 600的一個實施例能夠很容易地 加以理解，在此將不再描述。前述描述的方法和流程可以通過硬件、軟件、固件、中間件或它們的組合方式來實 現(xiàn)。例如，前述描述的方法可以通過軟件來實現(xiàn)，并且包括計算機代碼以執(zhí)行該方法 的步驟。該計算機代碼可以存儲在機器可讀的介質中，如處理器可讀介質或者計算機程序 產(chǎn)品。該機器可讀介質或處理器可讀介質可以包括任何能夠以被機器可讀和可執(zhí)行的方式 存儲或轉移信息的介質(如處理器、單片微型計算機或者計算機等等)。對于其它示例，前述描述的模塊和流程可以被編程為多種電路中的任何一種電 路所實現(xiàn)的功能而被執(zhí)行，包括但是不限于可編程邏輯器件(PLD)，如現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)、可編程陣列邏輯(PAL)器件，電可編程邏輯和存儲器件和基于單元的標準器件 (standard cell-based devices)以及專用集成電路(ASIC)和全定制集成電路(fully custom integrated circuit)。用于實施本發(fā)明的方案的一些其它可能性包括具有存儲 器的微控制器(例如電可擦除只讀存儲器EEPR0M)、嵌入式微處理器、固件、軟件等。應該知曉的是，本文所描述的示例和實施例僅僅是用于示例性說明的目的，并且 本領域技術人員在理解本發(fā)明的基礎上受啟示做出的各種修改或變化包括在本申請的精 神和范圍內以及本發(fā)明所附權利要求限定的保護范圍。
權利要求
1.電力系統(tǒng)中監(jiān)視互感器二次回路的方法，所述互感器連接于電力系統(tǒng)元件；其特征 在于，所述方法包括通過保護智能電子設備，保護IED，檢測來自所述互感器的信號中的 擾動，所述保護IED連接于所述互感器的二次回路并且保護所述電力系統(tǒng)元件；以及根據(jù)來自所述保護IED的擾動檢測結果和其它保護IED中的至少一個的擾動檢測結 果，確定所述互感器的二次回路中是否發(fā)生故障；所述其它保護IED包括連接于所述互感 器的其它二次回路的保護IED，或者連接于與所述電力系統(tǒng)元件連接的另一互感器的二次 回路的保護IED ；以及連接于與所述電力系統(tǒng)元件連接于同一母線的其它電力系統(tǒng)元件的 其它互感器的保護IED。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述互感器的二次回路中是否發(fā)生 故障包括如果所述保護IED檢測到擾動，并且所述保護IED在預先設定的延時內未接收到來自 其它保護IED的指示檢測到相應擾動的消息；則所述保護IED確定在所述互感器的二次回 路中發(fā)生故障。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述互感器的二次回路中是否發(fā)生 故障包括如果所述保護IED檢測到擾動，并且所述保護IED在預先設定的延時內接收到來自其 它保護IED中的至少一個的指示檢測到相應擾動的消息；所述保護IED確定在所述電力系 統(tǒng)中發(fā)生故障或擾動。
4.根據(jù)權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括基于檢測到的擾動，所述保護IED向所述其它保護IED廣播指示檢測到所述擾動的消 息；并且由所述保護IED設置標志，用以閉鎖所述保護IED的保護動作。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括如果確定在所述電力系統(tǒng)中發(fā)生故障或擾動，復歸標志以允許所述保護IED的保護動作。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，經(jīng)由所述IEC61850定義的面向通用對象 的變電站事件G00SE，所述保護IED向所述其它保護IED發(fā)送消息或接收來自所述其它保護 IED的消息。
7.根據(jù)前述權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于，所述互感器是電壓互 感器或電流互感器；以及如果所述互感器是電壓互感器，則所述擾動是電壓信號中的擾動； 并且如果所述互感器是電流互感器，則所述擾動是電流信號中的擾動。
8.根據(jù)權利要求4中任意一項所述的方法，其特征在于，由所述保護IED廣播的消息進 一步指示在哪個相中發(fā)生擾動，以及所述相應擾動是指在與所述保護IED檢測到的擾動發(fā) 生在相同相中的擾動。
9.保護智能電子設備，保護IED，用于監(jiān)視電力系統(tǒng)中的互感器二次回路，所述互感器 連接于由所述保護IED保護的電力系統(tǒng)元件；其特征在于，所述保護IED包括擾動檢測模塊，連接于所述互感器的二次回路，并且用于檢測來自所述互感器的信號 中的擾動；決策模塊，連接于所述擾動檢測模塊，用于根據(jù)來自所述保護IED的擾動檢測結果和 其它保護IED中的至少一個的擾動檢測結果，確定所述互感器的二次回路中是否發(fā)生故障；所述其它保護IED包括連接于所述互感器的其它二次回路的保護IED，或者連接于與所 述電力系統(tǒng)元件連接的另一互感器的二次回路的保護IED ；以及連接于與所述電力系統(tǒng)元 件連接于同一母線的其它電力系統(tǒng)元件的其它互感器的保護IED ；以及連接于所述決策模塊的接口模塊，用于向所述其它保護IED發(fā)送消息和接收來自所述 其它保護IED的消息。
10.根據(jù)權利要求9所述的保護IED，其特征在于，如果所述擾動檢測模塊檢測到擾動， 并且所述接口模塊在預先設定的延時內未接收到來自其它保護IED的指示檢測到相應擾 動的消息；則所述決策模塊進一步用于確定在所述互感器的二次回路中發(fā)生故障。
11.根據(jù)權利要求9所述的保護IED，其特征在于，如果所述擾動檢測模塊檢測到擾 動，并且所述接口模塊在預先設定的延時內接收到來自其它保護IED中的至少一個的指示 檢測到相應擾動的消息；則所述決策模塊進一步用于確定在所述電力系統(tǒng)中發(fā)生故障或擾 動。
12.根據(jù)權利要求9-11中任意一項所述的保護IED，其特征在于，當所述擾動檢測模塊 檢測到所述擾動，所述決策模塊進一步用于設置標志以閉鎖所述保護IED的保護動作，以 及指示所述接口模塊向所述其它保護IED廣播表明檢測到擾動的消息。
13.根據(jù)權利要求12所述的保護IED，其特征在于，當確定在所述電力系統(tǒng)中發(fā)生故障 或擾動時，所述決策模塊進一步用于復歸標志以允許所述保護IED的保護動作。
14.根據(jù)權利要求12所述的保護IED，其特征在于，經(jīng)由所述IEC61850定義的面向通 用對象的變電站事件G00SE，所述接口模塊進一步用于向所述其它保護IED發(fā)送消息或接 收來自所述其它保護IED的消息。
全文摘要
本公開公開了在電力系統(tǒng)中監(jiān)視互感器的二次回路的方法和保護IED。該互感器連接于電力系統(tǒng)元件。該方法包括通過保護IED檢測來自所述互感器的信號中的擾動，所述保護IED連接于所述互感器的二次回路并且保護所述電力系統(tǒng)元件；以及根據(jù)來自所述保護IED的擾動檢測結果和其它保護IED中的至少一個的擾動檢測結果，確定所述互感器的二次回路中是否發(fā)生故障。其它保護IED包括連接于所述互感器的其它二次回路的保護IED，或者連接于與所述電力系統(tǒng)元件連接的另一互感器的二次回路的保護IED；以及連接于與所述電力系統(tǒng)元件連接于同一母線的其它電力系統(tǒng)元件的其它互感器的保護IED。該二次回路監(jiān)視方案提供了更加可靠和靈敏的性能，并且需要收集的信息量非常少。
文檔編號G01R31/06GK102089667SQ200880131237
公開日2011年6月8日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權日2008年9月24日
發(fā)明者劉前進, 景雷, 楊贏, 王建平, 蘇斌, 范建忠 申請人:Abb研究有限公司