[发明专利]电流互感器断线检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及继电保护领域，特别涉及一种电流互感器（CT）断线检测方法，CT断线检测装置以及包括CT断线检测装置的继电保护设备。

背景技术

电流互感器（CT）在电力系统中通常用作电流监测器件。CT可以用于检测供电线路上的电流大小，以供后续的保护设备进行保护或测量之用。通常，在二次侧，CT输出的检测电流通过线路输送到保护设备，保护设备对CT的输出进行采样，并根据采样结果进行相应的保护动作。这里，如果连接CT输出和保护设备的线路发生故障（例如断线），则相关的保护设备会误判为供电线路故障而执行相应的保护动作，例如跳闸。这就造成了电力系统误操作。

为了避免这种CT断线导致的误操作，业界提出了多种CT断线检测方法。针对不同的保护类型，也可采用不同的CT断线判据。

一种常用于保护时限要求最短的差动保护的检测CT断线判据包括断线检测启动判据和CT断线确认判据两部分。断线检测启动判据为：仅在三相电流中的每一个相电流均大于0.2I_n（其中I_n为正常情况下的电流大小）而且线路两侧相电流之差均小于0.1I_n时才启动CT断线检测。换言之，这种方法仅在主线路上有电且无故障时才检测CT断。CT断线确认判据为：仅在三相电流中的任一个相电流小于0.06I_n而且线路两侧相电流之差大于0.15I_n时才确认发生了CT断线。这种方法需要在每次检测时计算I_n，而I_n的计算通常需要20ms，其大体与差动保护的保护时限要求相当。

一种常用于距离保护中的CT断线判据为：如果任一相电流小于0.04I_n、且至少有一相电流不变、并且最大相电流小于1.2I_n，则确认为CT断线。这种方法为了将CT断线和一次侧主电缆断路区分开来而增加了判断条件。但是，在电力系统因存在两个或多个电源而出现振荡现象时，该检测方法会因系统振荡（即不存在不变的相电流）而无法识别出CT断线。

另一种常见的CT断线判据是依赖于零序电压和零序电流的检测方法。具体地，该CT检测方法在零序电流I_0calculated>电流启动门槛且零序电压U_0calculated≤电压启动门槛时判断出现了CT断线。这种检测方法的应用范围较窄，且由于其依赖零序电压，受到负荷的影响，所以发生拒动的可能性相对较高。

鉴于现有的CT断线检测方法具有如上缺陷，现有技术中尚需一种判断简便且可靠性较高的CT断线检测方法。

发明内容

考虑到现有技术的上述缺陷，在本发明的实施例中提出了一种CT断线检测方法和装置。采用这种方法和装置的一个优势在于计算方法简便，从而得以在较短的时间内确认是否发生了CT断线，另一个优势在于不受系统振荡或不平衡负荷的影响。

根据本发明一个实施例的CT断线检测方法包括：对在相邻第一时间窗和第二时间窗内的电流采样值进行积分，所述电流采样值是通过对电流互感器的输出进行采样得到的，由此得到对应第一时间窗的第一积分值和对应第二时间窗的第二积分值，其中，第一、第二时间窗的大小相等且时间窗宽度小于采样电流的1/2周波；将第一积分值除以第二积分值，得到第一商值；判断所述第一商值是否满足断线判据，如果满足，则判断为出现了电流互感器断线。其中，所述第一、第二时间窗宽度优选为采样电流的1/4周波。

根据本发明一个实施例，所述判断步骤包括：判断所述第一商值（Q）是否大于第一阈值（p），如果大于，则判断为出现了电流互感器断线，其中所述第一阈值（p）大于约6，更为优选地所述第一阈值为10~20。