[发明专利]保护装置利用三次谐波检测中线断线的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，更具体地涉及电力系统电压回路中线断线检测的方法，是利用三次谐波的大小检测中线断线的方法。

背景技术

输电线路是电力系统发电、输送电等的基本设备，在电力系统中占有非常重要的地位。在线路投入运行前或运行过程中，若TV二次回路中线UN断线后遇到输电线路发生接地故障时，自产零序方向可能不正确，将导致保护不正确的动作。若能及时检测出电压回路的中线断线，对保证电力系统可靠供电、电力系统的安全稳定和经济运行都十分重要。

以前，主要是依靠投运前观察保护装置打印的采样报告中交流电压波型有异常来判断电压回路不正常后再进一步检查，但有不明显的异常还是很难发现的。若在运行过程中发生中线断线，保护装置不告警，往往是故障发生后保护不正常动作才进行电压回路的检查，损失已不能挽回。多次的经验教训迫切需要由保护来有效自动地完成中线断线情况时的判别工作。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种在电力系统中保护装置利用三次谐波检测TV中线断线的方法。

正常运行时，系统中UA、UB、UC三相电压对称，基本没有3U0及三次谐波；当中线断线后系统中的三次谐波没有了流通的回路，被保护装置内变换器铁芯的电磁效应放大，在UA、UB、UC中均产生了三次谐波，三次谐波方向相同，同时在3U0中产生了较大三次谐波；系统接地短路时可能有3U0，但同时伴有启动元件动作。因此保护装置可以利用三次谐波的大小特征来判别中线是否断线，判出中线断线后进行告警提示，不会闭锁短路时的保护跳闸。

根据本发明，提供了一种在电力系统中保护装置利用三次谐波检测TV中线断线的方法，该方法包括如下步骤：

利用傅氏算法计算出UA、UB、UC和自产3U0的三次谐波大小；

当UA、UB、UC任一电压的三次谐波或自产3U0的三次谐波连续30s大于4V时，保护装置告警，提示三次谐波过量；

保护启动过程中，不检查三次谐波情况；

判出三次谐波过量告警后不会闭锁短路时保护跳闸功能，

其中，3U0＝UA+UB+UC，UA、UB、UC分别为相对于参考点的电压。

根据本发明的方法，进一步包括，对于接入线路抽取电压UX的保护装置，利用三次谐波检测UXN的断线方法。

根据本发明的方法，进一步包括，对于接入外接3U0的保护装置，利用三次谐波检测3U0N的断线方法。

附图说明

图1-1：正常出口处AN金属性接地故障时3U0；

图1-2：正常系统接地短路时3U0；

图2-1：中线断线出口处AN金属性故障的电压；

图2-2：中线断线AN故障带过渡电阻的电压；

图3-1：中线断线故障时没有3U0情况；

图3-2：中线断线故障时出现3U0情况。

具体实施方式

正常运行时，系统中UA、UB、UC三相电压对称，基本没有3U0及三次谐波。自产3U0＝UA+UB+UC≈0，保护不会跳闸。

下面结合参考附图进行详细描述，其中UA、UB、UC是指保护装置实际测量出的A相电压、B相电压、C相电压。TV是指电力系统中二次回路所有涉及测量、计量用的交流电压。

自产3U0＝UA+UB+UC，是保护装置合成的零序电压，为零序方向保护判别零序方向时使用。

A，B，C点相对其参考点的电压，即为UA、UB、UC电压。不同情况，参考点不同。

TV回路有Ua、Ub、Uc、UN四根线。UN未断线时，Ua-UN两根线之间的电压为相电压UA，Ub-UN两根线之间的电压为相电压UB，Uc-UN两根线之间的电压为相电压UC，Ua-Ub两根线之间的电压为线电压UAB，Ub-Uc两根线之间的电压为线电压UBC，Uc-Ua两根线之间的电压为线电压UCA。

UN在图中不能体现出具体位置，是Ua、Ub、Uc相对UN测量出的电压UA、UB、UC。

图1-1、图1-2中，参考点为“0”点处。图1-1中UA＝0，自产3U0为UB和UC的合成，到“0”点的连线为自产3U0；图1-2中，A点到“0”点的连线为UA，自产3U0为UA、UB和UC的合成，到“0”点的连线为自产3U0。以上电压的大小方向均是相对“0”点。

图2-1、图2-2中，因UN断线，参考点不再是“0”，而是为“0’”点处。A点到“0’”点的连线为UA，自产3U0为UA、UB和UC的合成，3U0＝UA+UB+UC＝0。