变电站常规采样仪用互感器二次回路断线在线检测方法
【技术领域】
[0001]本发明一种互感器二次回路断线检测方法，尤其是涉及一种变电站常规采样仪用互感器二次回路断线在线检测方法。
【背景技术】
[0002]变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。仪用互感器采集变电站的电压和电流数据，在合并单元或常规保护、测控中大量使用。
[0003]合并单元就地数字化输出的要求，使得合并单元需要经受现场恶劣电磁环境、温度和湿度考验。如此，合并单元的可靠性就至关重要，一旦出现异常情况，就会引起间隔层装置误判。合并单元本身需要具有强大实时自检功能，一旦装置有问题，应立即采取补救措施，闭锁SV数据发送或相应通道置无效标志。
[0004]变电站常规采样中大量使用仪用互感器，仪用互感器的可靠输出直接决定保护动作的正确与否。现场保护故障绝大部分是由采样异常所致，仪用互感器二次回路断线严重时会引起差动保护启动产生严重后果。所以，必须增加对二次回路实时监测功能，使得断线时能迅速识别故障、闭锁保护。
[0005]而现有技术中，尚未发现有对变电站常规采样中采集装置仪用互感器二次回路断线检测的方法，但现场频繁出现该类故障，识别该故障应作为装置状态自检的必要部分。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题，就是提供一种变电站常规采样仪用互感器二次回路断线在线检测方法，实现变电站中常规采样装置二次回路状态自检，提升变电站中常规采样装置的可靠性。
[0007]解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0008]一种变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法，其特征是包括以下步骤:
[0009]S1，在仪用互感器二次回路增加阻值不对等的兆级上拉电阻R1和下拉电阻R2，阻值比为1:2 ；
[0010]具体来说:是在电流型仪用互感器二次回路输出至运算放大器正极的输出端上，通过上拉电阻R1接5V电压，在仪用互感器二次回路的接地输出端上，通过下拉电阻R2接回至所述运算放大器的正极，在仪用互感器二次回路的两个输出端之间，分别对应地接上负极相接的第一二极管D1和第二二极管D2的正极，所述的运算放大器负极经电阻R3后接输出端；所述的运算放大器输出至AD芯片输入端；
[0011]对电流型PT互感器在源边串联有电阻R0_1，在副边并联有电阻R0_2 ;对所述的电压型CT互感器在源边并联有电阻R0 ;
[0012]S2，识别故障并处理
[0013]当AD采样值连续1/4周波时间在二次回路断线的偏移电势附近时，判别为二次回路断线；
[0014]采样装置进行断线异常处理:合并单元SV输出采样值品质置异常，并驱动G00SE发布采样值异常告警点；常规采样保护装置闭锁断线通道相关保护，并在液晶面板弹出告警信息；常规采样测控装置断线通道采样值置无效，并在液晶面板弹出告警信息。
[0015]所述的步骤S2的AD采样值连续1/4周波时间在二次回路断线的偏移电势附近具体如下:
[0016](1)如采样的值连续1/4周波的点在0000H±100或7FFFH±100内，判别为放大器故障。
[0017](2)如采样的值连续1/4周波的点在547AH±100内，判别为互感器二次断线。
[0018]原理:由于上拉电阻和下拉电阻阻值在兆级，远高于仪用互感器的二次输出阻抗，因此不会影响正常的采样精度及采样量程；上拉电平和下拉电阻阻值之比为1:2，断线时偏移电势不同于运算放大器故障输出电势，通过不同的AD采样值区分故障产生于互感器二次断线还是运算放大器芯片故障。
[0019]本发明的优点及效果是:本发明提供的仪用互感器二次回路断线检测方法，解决仪用互感器因制造工艺、接插件的接触不良等原因，造成采样系统不能感受到现场真实信号、导致采样装置运行异常的问题；识别方法采用的硬件结构简单，可靠性高；CPU处理时间短、存储占用小，能迅速识别二次断线；某通道断线不影响其他通道的正常采样。
[0020]本发明的推广应用，可大幅提高常规采样的装置的可靠性，保证设备平稳安全运行。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的电流型仪用电压互感器二次侧原理图；
[0022]图2为本发明的电压型仪用电流互感器二次侧原理图。
【具体实施方式】
[0023]图1、图2展示了电流型互感器和电压型互感器二次侧采样原理图，对于电流型互感器输入为电流，电压型互感器输入为电压，两者的输出一般均为最大量程土5V电压信号。保护TPY电流互感器内阻约300欧，测量电流互感器内阻约100欧，保护电流互感器内阻约30欧，电压互感器内阻约3欧。由于上下拉电阻的阻值约为兆级，互感器内部阻抗远小于上下拉电阻，上下拉电阻使采样系统产生微小的零漂，对交流信号的影响极其微小。AD芯片采用16位双向AD，其输入为±5V，输出为0?FFFHL经过AD采样后，处理器即可得到实际交流信号的采样值。
[0024]本发明的变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法实施例，包括以下步骤:
[0025]S1，在仪用互感器二次回路增加阻值不对等的兆级上拉电阻R1和下拉电阻R2，阻值比为1:2 ；
[0026]具体来说:是在电流型仪用互感器二次回路输出至运算放大器正极的输出端上，通过上拉电阻R1接5V电压，在仪用互感器二次回路的接地输出端上，通过下拉电阻R2接回至所述运算放大器的正极，在仪用互感器二次回路的两个输出端之间，分别对应地接上负极相接的第一二极管D1和第二二极管D2的正极，所述的运算放大器负极经电阻R3后接输出端；所述的运算放大器输出至AD芯片输入端。
[0027]对电流型PT互感器在源边串联有电阻R0_1，在副边并联有电阻R0_2 ;对所述的电压型CT互感器在源边并联有电阻R0。
[0028]对于PT互感器由于输入阻抗较大，使得其抗干扰比较差，在源边串联电阻R0_1将额定电压信号变为0.1mA的电流值。再在副边并联电阻R0_2将0.1mA的电流值变为1.75V的电压值，有效提高了抗干扰能力。
[0029]对于CT互感器由于电流互感器自身暂态特性受磁饱和的影响不能够正确传递一次电流暂态波形，所以在源边并联电阻R0将电流信号转变成电压信号，采用了电压转电压互感器的方式，暂态特性不再受磁饱和的限制，可以正确传递暂态波形。
[0030]当互感器没信号接入时，互感器输出的信号均为0V，由于上下拉电阻为兆级，给放大器的输入等效为互感器内阻和上拉电阻的分压，互感器内部阻抗较小，放大器的输入约为0V，AD采样码值在0000H附近有很小的零漂。
[0031]当互感器二次回路开路后，相当于互感器阻抗为无穷大，由于有上拉电阻和下拉电阻，分压为3.33V左右，AD采样后的码值为547AH附近。
[0032]互感器正常时候为50Hz正弦交流信号，对称轴为0，当互感器开路后，处理器获得码值为547AH。为了快速互感器开路，采用1/4周波的采样点都在547AH附近，即可认为互感器二次断线。
[0033]当放大器故障后，大部分情况输出电压为0V和5V，即处理获得的码值应为恒定的0000H或者7FFFH。在不同的故障类型下，可以得到3种不同的码值:(1)放大器故障时，采样码值为0000H或7FFFH ； (2)互感器开路时，采样码值为547AH。从理论计算这3个码值为恒定值，考虑到AD的采样误差及电阻分压误差，取了 ± 100码值的偏差，同时考虑到正弦波形在波峰附近变化比较缓慢。我们连续取连续1/4周波的点进行判别:
[0034](1)如采样的值连续1/4周波的点在0000H土 100或7FFH1土 100内，可判别放大器故障。
[0035](2)如采样的值连续1/4周波的点在547AH±100内，可判别互感器二次断线。
【主权项】
1.一种变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法，其特征是包括以下步骤: S1，在仪用互感器二次回路增加阻值不对等的兆级上拉电阻R1和下拉电阻R2，阻值比为 1:2 ; 另外，对于电流型PT互感器在源边串联有电阻R0_1，在副边并联有电阻R0_2 ;对于电压型CT互感器在源边并联有电阻R0 ; S2，识别故障并处理 当AD采样值连续1/4周波时间在二次回路断线的偏移电势附近时，判别为二次回路断线； 采样装置进行断线异常处理:合并单元SV输出采样值品质置异常，并驱动GOOSE发布采样值异常告警点；常规采样保护装置闭锁断线通道相关保护，并在液晶面板弹出告警信息；常规采样测控装置断线通道采样值置无效，并在液晶面板弹出告警信息。2.根据权利要求1所述的变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法，其特征是:所述的步骤S1在仪用互感器二次回路增加阻值不对等的兆级上拉电阻R1和下拉电阻R2，具体来说是在电流型仪用互感器二次回路输出至运算放大器正极的输出端上，通过上拉电阻R1接5V电压，在仪用互感器二次回路的接地输出端上，通过下拉电阻R2接回至所述运算放大器的正极，在仪用互感器二次回路的两个输出端之间，分别对应地接上负极相接的第一二极管D1和第二二极管D2的正极，所述的运算放大器负极经电阻R3后接输出端。3.根据权利要求1或2所述的变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法，其特征是:所述的步骤S2的AD采样值连续1/4周波时间在二次回路断线的偏移电势附近具体如下: (1)如采样的值连续1/4周波的点在0000H±100或7FFH1±100内，判别为放大器故障。 (2)如采样的值连续1/4周波的点在547AH±100内，判别为互感器二次断线。
【专利摘要】一种变电站中常规采样仪用互感器二次回路断线检测方法，包括步骤：S1，在仪用互感器二次回路增加阻值不对等的兆级上拉电阻R1和下拉电阻R2，阻值比为1：2；对电流型PT互感器在源边串联有电阻R0_1，在副边并联有电阻R0_2；对所述的电压型CT互感器在源边并联有电阻R0；S2，识别故障并处理：当AD采样值连续1/4周波时间在二次回路断线的偏移电势附近时，判别为二次回路断线；采样装置进行断线异常处理：合并单元SV输出采样值品质置异常，并驱动GOOSE发布采样值异常告警点；常规采样保护装置闭锁断线通道相关保护、常规采样测控装置断线通道采样值置无效，并告警。本发明可实现变电站中常规采样装置二次回路状态自检，提升变电站中常规采样装置的可靠性。
【IPC分类】G01R31/02
【公开号】CN105242167
【申请号】CN201510685045
【发明人】李金 , 陶文伟, 刘千宽, 张喜铭, 张伟峰, 刘志超, 游涛
【申请人】中国南方电网有限责任公司, 北京四方继保自动化股份有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月20日