電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地的檢測(cè)裝置及方法
【專利摘要】電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)裝置，包括CPU主控、模數(shù)轉(zhuǎn)換和開關(guān)控制電路；開口電流互感器中穿有電壓互感器二次中性線N600與接地點(diǎn)連線，輸出經(jīng)第一濾波放大電路后至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；電流互感器穿有接地點(diǎn)與取樣電阻Rv一端之間連線，輸出經(jīng)第二濾波放大電路后至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；取樣電阻Rv的另一端接有多條支路，支路上串接有開關(guān)、電阻并對(duì)應(yīng)地外接電力用電壓互感器的A相接線端子；取樣電阻Rv的兩端還經(jīng)隔離放大電路，輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。本發(fā)明還涉及用到上述裝置的電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障檢測(cè)方法。本發(fā)明可以及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)眾多的電壓互感器是否存在多點(diǎn)接地故障，并可具體定位。
【專利說明】電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地的檢測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)裝置。本發(fā)明還涉及用到上述裝置的電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)如發(fā)電廠、變電站內(nèi)設(shè)有許多的變壓器，眾多的變壓器需要通過接地網(wǎng)接地。但發(fā)電廠、變電站的接地網(wǎng)并非真正的等電位面，不同點(diǎn)之間會(huì)存在電位差，當(dāng)較大的一次設(shè)備大接地故障電流注入地網(wǎng)時(shí)，該電位差也相應(yīng)增加。如果PT二次回路在發(fā)電廠、變電站的不同地點(diǎn)同時(shí)多點(diǎn)接地，地網(wǎng)上的電位差將竄入PT 二次回路，繼電保護(hù)的電壓波形可能會(huì)發(fā)生畸變或測(cè)量數(shù)據(jù)不正確等現(xiàn)象，將導(dǎo)致阻抗元件和方向元件的不正確動(dòng)作。
[0003]以下保護(hù)誤動(dòng)均由PT 二次回路多點(diǎn)接地故障造成:
[0004]①2009年I月5日11:43，廣西500kV電來線線路輔助保護(hù)誤動(dòng)；
[0005]②2009年2月16日15:08，云南漫灣電廠500kV#7聯(lián)變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)；
[0006]③2009年3月4日19:09，220kV雞干I回、雞干II回縱聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)。
[0007]國(guó)家電網(wǎng)公司《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施》明確規(guī)定，運(yùn)行中的電壓互感器二次回路必須只能通過一點(diǎn)接于接地網(wǎng)。
[0008]而南方電網(wǎng)電力調(diào)度中心下發(fā)調(diào)繼【2009】10號(hào)文件要求,各廠、局對(duì)220kV及以上廠站的電壓互感器二次回路，是否存在2點(diǎn)或多點(diǎn)接地進(jìn)行排查，且每6個(gè)月測(cè)量一次N600接地電流。
[0009]因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PT 二次回路是否存在多點(diǎn)接地故障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除此類接地故障，可有效避免PT 二次回路多點(diǎn)接地故障引起的保護(hù)誤動(dòng)等事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題，就是提供一種電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)裝置。
[0011]本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題，就是提供用到上述裝置的電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)方法。
[0012]采用本發(fā)明的裝置和方法，可以及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)眾多的電壓互感器是否存在多點(diǎn)接地故障，并可具體定位到存在多點(diǎn)接地故障的電壓互感器。
[0013]解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0014]一種電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)裝置，其特征在于包括:
[0015]一 CPU主控電路1，外接液晶顯示器2、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4和開關(guān)控制電路7 ；
[0016]一開口電流互感器10，其感應(yīng)線圈中穿有電壓互感器二次中性線N60018與接地點(diǎn)19連線，其輸出信號(hào)接入接線端子16、經(jīng)第一濾波放大電路9后輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4 ；[0017]電流互感器11，穿有接地點(diǎn)19與取樣電阻Rvl4—端之間連線，其輸出信號(hào)經(jīng)第二濾波放大電路21后輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4 ；
[0018]所述的取樣電阻Rv 14的另一端接有多條支路，每條支路上串接有開關(guān)13、電阻12和接線端子15 ；
[0019]所述的多個(gè)接線端子15對(duì)應(yīng)地外接多個(gè)電力用電壓互感器的A相接線端子17 ；
[0020]所述的取樣電阻Rvl4的兩端電壓信號(hào)還經(jīng)隔離放大電路8，輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4。
[0021]在上述基礎(chǔ)上，本裝置還可以做進(jìn)一步的改進(jìn):
[0022]所述的主控電路I還外接有鍵盤3、通訊模塊5和告警輸出電路6。
[0023]解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0024]一種用到上述裝置的電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)方法，設(shè)所述的電力系統(tǒng)電壓互感器有#1PT、#2PT……#mPT臺(tái)，則所述裝置的取樣電阻Rv (14)的另一端接有#1、#2……#m條支路，各支路上對(duì)應(yīng)串接有開關(guān)Kl、K2……Km、電阻Rl、R2……Rm和接線端子(15)，接線端子(15)對(duì)應(yīng)地外接各電力用電壓互感器的A相接線端子(17);所述的方法包括以下步驟:
[0025]SI在開關(guān)K1、K2……Km均斷開的情況下，連續(xù)測(cè)量Ν600接地電流II，當(dāng)Il滿足以下條件時(shí)，開始S2;
[0026]Il ≤ 50mA 或」Il ≤ 20mA
[0027]S2檢測(cè)#1PT是否存在多點(diǎn)接地故障
[0028]S2-1在開關(guān)Κ1、Κ2……Km均斷開的情況下，測(cè)量Ν600接地電流Ill ；
[0029]S2-2僅合上Kl，投入負(fù)載電阻Rl，產(chǎn)生不平衡負(fù)荷電流12;
[0030]S2-3再測(cè)量Ν600接地電流112 ;
[0031]S2-4如果112=111+12，說明#1ΡΤ沒有多點(diǎn)接地故障，否則#1ΡΤ存在多點(diǎn)接地故障；
[0032]S3參照步驟S2，依次檢測(cè)#2...#mPT是否存在多點(diǎn)接地故障；
[0033]S4每天固定時(shí)間，做一次S2與S3檢測(cè)工作。
[0034]有益效果:本發(fā)明能夠及時(shí)、準(zhǔn)確檢測(cè)電壓互感器是否存在多點(diǎn)接地故障，并定位到哪一組電壓互感器存在多點(diǎn)接地故障，可大大減少電壓互感器存在多點(diǎn)接地故障的運(yùn)行時(shí)間，降低電壓互感器多點(diǎn)接地故障查找難度，對(duì)預(yù)防電壓互感器多點(diǎn)接地故障引起的保護(hù)誤動(dòng)，提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平，具有顯著作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明裝置的原理框圖；
[0036]圖2為使用本發(fā)明的裝置采用不平衡負(fù)荷電流法檢測(cè)PT多點(diǎn)接地接線示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0037]下面詳細(xì)介紹本發(fā)明方法，以及本發(fā)明的裝置實(shí)施例的組成、連接關(guān)系以及功能。
[0038]參見圖1，本發(fā)明的電力系統(tǒng) 電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)裝置實(shí)施例，包括一CPU主控電路1，外接液晶顯示器2、鍵盤3、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4、通訊模塊5、告警輸出電路6和開關(guān)控制電路7。
[0039]一開口電流互感器10，其感應(yīng)線圈中穿有電壓互感器二次中性線N60018與接地點(diǎn)19連線，其輸出信號(hào)接入接線端子16、經(jīng)第一濾波放大電路9后輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4 ;電流互感器11，穿有接地點(diǎn)19與取樣電阻Rvl4 —端之間連線，其輸出信號(hào)經(jīng)第二濾波放大電路21后輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4 ;取樣電阻Rvl4的另一端接有多條支路，每條支路上串接有開關(guān)13、電阻12和接線端子15 ;多個(gè)接線端子15對(duì)應(yīng)地外接多個(gè)電力用電壓互感器的A相接線端子17 ;取樣電阻Rvl4的兩端電壓信號(hào)還經(jīng)隔離放大電路8，輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4。
[0040]參見圖1，從I~m組PT的A相接線端子17引線到裝置的對(duì)應(yīng)接線端子15，內(nèi)部經(jīng)負(fù)載電阻Rl~Rm、控制開關(guān)Kl~Km、負(fù)載電流相位取樣電阻Rvl4，取樣電阻Rvl4—端引出至裝置端子20 ;連接裝置端子20與N60018的接地點(diǎn)19。
[0041]開口互感器10穿有N60018與接地點(diǎn)19接地導(dǎo)線，其輸出信號(hào)接入裝置接線端子16，經(jīng)濾 波放大電路9，輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4。
[0042]電流互感器11穿有取樣電阻Rvl4與裝置端子20之間連接線，其輸出信號(hào)經(jīng)濾波放大電路9，輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4。
[0043]取樣電阻Rvl4兩端電壓信號(hào)經(jīng)隔離放大電路8，輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4。
[0044]裝置具有串行通訊接口 RS485，在根據(jù)用戶的要求，實(shí)行新的通訊規(guī)約時(shí)，或者由用戶提出不同的規(guī)約要求時(shí)，裝置按用戶要求更改通訊規(guī)約進(jìn)行通訊。
[0045]使用上述裝置進(jìn)行電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)方法，設(shè)所述的電力系統(tǒng)電壓互感器有#1PT、#2PT……#mPT臺(tái)，則所述裝置的取樣電阻Rv (14)的另一端接有#U#2……#m條支路，各支路上對(duì)應(yīng)串接有開關(guān)Kl、K2……Km、電阻Rl、R2……Rm和接線端子(15)，接線端子(15)對(duì)應(yīng)地外接各電力用電壓互感器的A相接線端子(17);所述的方法包括以下步驟:
[0046]SI在開關(guān)K1、K2……Km均斷開的情況下，連續(xù)測(cè)量Ν600接地電流II，當(dāng)Il滿足以下條件時(shí)，開始S2。
[0047]Il≥50mA 或」Il ≥ 20mA
[0048]S2檢測(cè)#1PT是否存在多點(diǎn)接地故障
[0049]S2-1在開關(guān)Κ1、Κ2……Km均斷開的情況下，測(cè)量Ν600接地電流Ill ；
[0050]S2-2僅合上Kl (13)，投入負(fù)載電阻Rl (12)，產(chǎn)生不平衡負(fù)荷電流12 ;
[0051]S2-3再測(cè)量Ν600接地電流112 ;
[0052]S2-4如果112=111+12，說明#1ΡΤ沒有多點(diǎn)接地故障，否則#1ΡΤ存在多點(diǎn)接地故障。
[0053]S3參照步驟2，檢測(cè)#2…#mPT是否存在多點(diǎn)接地故障。
[0054]S4每天固定時(shí)間如早上6點(diǎn)，做一次S2與S3檢測(cè)工作。
[0055]參見圖2，本發(fā)明的檢測(cè)方法為不平衡負(fù)荷電流法，是指在PT任意相線A相、B相或C相與大地間投入固定電阻，使之在零線中產(chǎn)生不平衡負(fù)荷電流，通過檢測(cè)N600接地線接地電流的變化，來判斷PT是否存在多點(diǎn)接地故障的一種方法。
[0056]正常運(yùn)行時(shí)，開關(guān)K1、K2……Km均處于斷開狀態(tài)，通過互感器CTl (10)連續(xù)測(cè)量N600接地電流II，由于#i PT存在多點(diǎn)接地故障，接地故障點(diǎn)與N600接地點(diǎn)之間存在電位差VS，可知接地電流為:Il=VS/RNil。接地點(diǎn)之間電位差VS隨時(shí)間及電力系統(tǒng)一次設(shè)備如變壓器、線路等是否發(fā)生故障等發(fā)生變化。
[0057]當(dāng)檢測(cè)接地電流Il≥50mA或者接地電流Il的變化量」Il≥20mA時(shí)，則開始投入不平衡負(fù)荷電流，即:
[0058]分別投入開關(guān)Κ1、Κ2...K1...的零線 N1、Ν2...N1...投入負(fù)載電阻Rl、R2…Ri…,產(chǎn)生不平衡負(fù)荷電流IL1、IL2...Ili…。
[0059]在投入開關(guān)Κ1、Κ2...K1...前后，可求出Ν600接地線中的電流變化量」111、Z 112及」113，如公式1、2、3所示。
[0060]Z Ill=Val/(R1+RN1) =ILl......................................................(I)
[0061]^ I12=Va2/(R2+RN2)=IL2......................................................(2)
[0062]」Ili=ILi*RD/(Ril+RD) ^ 0...................................................(3)
[0063]若#1、#2號(hào)PT沒有多點(diǎn)接地故障，N600接地線中的電流變化量等于不平衡負(fù)荷電流 ILl、IL2 ；
[0064]若#i號(hào)PT存在多點(diǎn)接地故障點(diǎn)，N600接地線中的電流變化量小于不平衡負(fù)荷電流ILi,甚至接近于O。
[0065]因此，通過互感器CTl (10)測(cè)量N600接地線中的電流Il的變化量，可判斷PT是否存在多點(diǎn)接地故障以及哪一組PT發(fā)生多點(diǎn)接地故障。
[0066]另外，當(dāng)發(fā)生多點(diǎn)接地故障，而N600接地電流既不滿足Il≥50mA，也不滿足」Il≥20mA時(shí),不能及時(shí)檢測(cè)多點(diǎn)接地故障,每天定時(shí)(如每天早晨6:00)投入開關(guān)K1、K2...K1...(13)，全部檢測(cè)PT是否存在多點(diǎn)接地故障，以避免PT發(fā)生多點(diǎn)接地故障而長(zhǎng)時(shí)間不能報(bào)警。
[0067]應(yīng)用實(shí)例分析
[0068]2012年8月，采用本發(fā)明，研制QPT-300電壓互感器多點(diǎn)接地在線告警與選線裝置，安裝在東莞供電局14個(gè)變電站:220kV站12個(gè)，IlOkV站2個(gè)，其中IlOkV勝和站為新建變電站，未投入運(yùn)行。各變電站正常運(yùn)行時(shí)N600接地電流，如表1。
[0069]投入不平衡負(fù)荷電流，N600接地電流的變化值與不平衡負(fù)荷電流相同或接近的有:白玉站、步田站、古坑站、裕元站、和美站、黎貝站、下沙站、莆心站、良平站、七星站。
[0070]按照PT多點(diǎn)接地故障判據(jù):N600接地電流中包含全部不平衡負(fù)荷電流，表示PT不存在多點(diǎn)接地故障。說明上述變電站不存在多點(diǎn)接地故障。
[0071]而220kV葵湖站、莆心站、躍立站及元江站，在投入不平衡負(fù)荷電流時(shí)，N600接地電流的變化值大大小于不平衡負(fù)荷電流
[0072]按照PT多點(diǎn)接地故障判據(jù):N600接地電流中包含部分不平衡負(fù)荷電流，表示PT存在多點(diǎn)接地故障。說明上述變電站存在多點(diǎn)接地故障，具體情況如下。
[0073]表1各變電站正常運(yùn)行時(shí)N600接地電流
[0074]
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)裝置，其特征是:包括: 一 CPU主控電路(1)，外接液晶顯示器(2)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(4)和開關(guān)控制電路(7)；一開口電流互感器(10)，其感應(yīng)線圈中穿有電壓互感器二次中性線N600 (18)與接地點(diǎn)(19)連線，其輸出信號(hào)接入接線端子(16)、經(jīng)第一濾波放大電路(9)后輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(4); 電流互感器(11)，穿有接地點(diǎn)(19)與取樣電阻Rv (14)—端之間連線，其輸出信號(hào)經(jīng)第二濾波放大電路(21)后輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(4)； 所述的取樣電阻Rv (14)的另一端接有多條支路，每條支路上串接有開關(guān)(13)、電阻(12)和接線端子(15)； 所述的多個(gè)接線端子(15)對(duì)應(yīng)地外接多個(gè)電力用電壓互感器的A相接線端子(17);所述的取樣電阻Rv (14)的兩端電壓信號(hào)還經(jīng)隔離放大電路(8)，輸出0-5V電壓信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)裝置，其特征是: 所述的主控電路(I)還外接有鍵盤(3 )、通訊模塊(5 )和告警輸出電路(6 )。
3.一種用到如權(quán)利要求1或2所述裝置的電力系統(tǒng)電壓互感器多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)方法，設(shè)所述的電力系統(tǒng)電壓互感器有#1ΡΤ、#2ΡΤ……#mPT臺(tái)，則所述裝置的取樣電阻Rv(14)的另一端接有#1、#2……#m條支路，各支路上對(duì)應(yīng)串接有開關(guān)Kl、K2……Km、電阻R1、R2……Rm和接線端子(15)，接線端子(15)對(duì)應(yīng)地外接各電力用電壓互感器的A相接線端子(17);所述的方法包括以下步驟: SI在開關(guān)K1、K2……Km均斷開的情況下，連續(xù)測(cè)量N600接地電流11，當(dāng)11滿足以下條件時(shí)，開始S2; Il≥50mA或」Il≥20mA S2檢測(cè)#1PT是否存在多點(diǎn)接地故障 S2-1在開關(guān)Κ1、Κ2……Km均斷開的情況下，測(cè)量Ν600接地電流Ill ; S2-2僅合上Kl，投入負(fù)載電阻Rl，產(chǎn)生不平衡負(fù)荷電流12; S2-3再測(cè)量Ν600接地電流112 ; S2-4如果112=111+12，說明#1ΡΤ沒有多點(diǎn)接地故障，否則#1ΡΤ存在多點(diǎn)接地故障； S3參照步驟S2，依次檢測(cè)是否存在多點(diǎn)接地故障； S4每天固定時(shí)間，做一次S2與S3檢測(cè)工作。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK103513150SQ201310426064
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】陳壽平, 曾偉忠, 邱育義, 劉仁恭, 張建華, 鄺麗英, 李錦圖, 徐玉鳳, 陳世宜, 徐錫斌, 楊觀喜, 蔣綠海, 馮超, 王丹煜, 曾振華 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司東莞供電局, 廣州市仟順電子設(shè)備有限公司