PT断线系统接地母线失压的判据.docx

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PT断线系统接地母线失压的判据

∙　1引言

　　目前在我局的110kV变电站二次系统中采用的判断PT断线、系统接地、母线失压的判据都是由PT引出的，但是由于PT是通过二次电压来反应系统运行状态，因此很难真实地把一次设备运行状况反映出来，经常使我们的运行人员或保护装置误判，造成运行人员一些不必要操作或保护装置误动，严重地危害着电力系统的安全运行。

　　2PT的基本知识

　　2.1PT的主要用途

（1）将二次回路与高压的一次回路隔离开

（2）不论其一次额定电压的大小如何，都可得到标准的二次电压

　　2.2PT的接线方式

　　电力系统的PT接线一般有星形接线、不完全三角形接线、开口三角接线三种方式，但在我局的变电站中，为了取得开口电压而普遍采用开口三角接线即采用单相PT组合或直接用三相五柱式PT。

PT一次线圈接成星形，二次主线圈接成星形，辅助线圈接成开口三角形。

如图1，负荷分别接在an、bn、cn和开口mn端子上，mn端子上的电压与一次系统的三倍零序电压成正比，即

　　3判据分析

　　3.1PT断线

　　PT断线一般分为PT一次断线和二次断线，无论哪一侧断线都能使PT二次电压异常，使运行人员对设备运行状况错误分析，更为严重的是造成保护及备投等自动装置误动。

　　3.1.1PT断线时现象分析

　　当仅PT一次断线时，分两种情况：

一是全部断线，此时二次电压全无，开口亦无电压。

二是不全部断线即只有一相断线或两相断线，此时对应相二次无相电压，不断线相二次相电压不变，开口三角有电压。

　　当仅PT二次断线时，PT开口三角无电压，断线相相电压为0。

　　3.1.2PT断线判据分析

（1）开口电压和相电压综合判别法：

即开口无电压和相电压不平衡时就判为断线。

这是普通PT断线继电器所采用的方法，局限在于当发生PT一次断线时不能正确地作出判断，以致于保护得不到及时的闭锁而误动。

（2）进线有流和PT二次无电压的判别法：

这主要针对PT三相断线而采用的一种判别法，广泛用于110kV变电站的备用电源自投装置。

其优点在于通过PT和CT两种元件来判别，突破了传统的仅靠PT二次电压的异常来判断PT断线的做法，具有较大的推广价值。

但是，从我局玉涵变微机备自投装置运行状况看，还具有一定的局限性。

问题出在判断进线有流定值的太大和PT二次保险采用的是三相保险（只要一相有异常三相全跳），结果PT断线时三相全无压，备投装置不能可靠闭锁造成误动。

解决的方法是采用三个单相保险，降低PT三相保险一起熔断的几率。

其次是尽量压低检进线有流的定值（此定值不能无限减小，否则由于微机备投零漂的存在，造成BZT拒动，后果更为严重）。

　　（3）进线有流、开口电压、三相电压计算的综合判别法。

此判据在微机保护中有广泛的应用价值，利用CPU的计算功能通过三相电压计算得零序电压，逻辑如图2。

此种判据最大限度把PT断线的真实性反映出来，现场的运行情况良好，是值的推广的一种判据，也是采用微机技术的优越性集中体现。

　　（4）并接不平衡电容法：

这种办法主要是针对PT二次是三相保险时，为判PT断线而采取的一种对策，广泛用于110kVPT二次系统。

具体做法是在三相保险的任一相两端并接一电容，这样在PT二次保险全断开时，由于电容放电而产生不平衡电压，使PT断线继电器在二次失压时判为PT断线，并闭锁相应的保护及BZT等自动装置。

缺点在于在一次保险熔断时也不能正确地判断，因此必须和PT开口电压配合判断。

　　3.2系统接地

　　3.2.1系统接地时状态分析

　　110kV系统是大电流接地系统，接地时，接地相电压为0，非故障相电压为相电压，零序电压为相电压，一般通过方向零序电流保护切除接地线路。

对于10kV接地系统为小电流接地系统，虽然系统接地时允许运行一段时间，但运行人员和小电流接地装置必须立即判断出接地线路并断开，否则时间过长，系统绝缘损坏严重直至发生相间短路故障。

10kV系统接地时：

见向量图3。

　　即在小电流接地系统中，发生单相接地时，故障相对地电压为零；非故障相对地电压升高为

系统线电压仍然对称；零序电压

，方向与

相反。

　　3.2.2系统接地的判据分析

　　目前系统中10kV不接地系统判别接地的方法仍然采用零序电压判别法，一般二次定值整定为30V，小电流接地装置还借助零序电流判断哪条线路接地。

这种判据不足之处在于PT一次断线时，仍判为接地。

此时，运行人员应特别注意非接地相电压是否升高或是否伴随有PT断线信号来判断是否真正接地。

　　3.3母线失压

　　在排除PT断线和PT检修二次无并列的情况下，若PT二次无压，这说明母线真正失压。

我们使用PT断线判据的目的也是在于判断母线是否真正失压。

一般采用“PT二次无压，进线无流，开口无电压”的判据来判断母线无压，若无其它客观原因，应当能正确判断。

　　4结束语

　　以上论述，是想使运行人员更好地掌握系统运行状态，使设计人员在设计时根据需要选择一种更好更完美的判据

线路保护中PT断线判据分析

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未知

摘要：

PT断线作为电力系统中一种常见的故障，能否及时有效地进行判别，是继电保护装置正确动作的前提条件。

针对PT断线的特点，在对不同厂家的判据进行了分析后，结合一次现场实例，指出了目前判据中存在的不足之处，给出了一种PT断线的实用判据。

根据该判据开发的线路保护装置已经在现场投入使用，证明了该判据的工程实用价值。

关键词：

线路保护PT断线判据

　　0　引言

　　变电站中PT发生断线事故，是一种常见的故障。

一旦PT断线失压，会使得保护装置的电压量发生偏差，而电压量的正确获取是距离保护、带方向闭锁以及含低电压启动元件的过流保护能否正确动作的先决条件。

在中性点不接地系统中，单相接地时具有以下特点[1]：

接地相的对地电压变为零，其它两相的对地电压升高根号3倍，而三相中的负荷电流和线电压仍然是对称的。

因此在中性点不接地系统线路保护装置中，PT断线的判据应该能够区分单相接地故障和不对称断线。

　　PT三相失压（对称断线）的判断，各个厂家基本相同，都是按照三相无压，线路有流进行判断的。

而对于PT不对称断线，则不尽相同。

　　本文在分析PT断线的特点后，具体针对不同厂家的PT不对称断线的判据，结合一次现场的实际事故，指出目前这些判据在现场应用时可能存在的不足之处，给出了一种实用的PT断线判据，经过现场应用后，证明了该判据的正确性和工程实用价值。

　　1　PT断线的特点

　　PT断线一般可以分为PT一次侧断线和二次侧断线，无论是哪一侧的断线，都将会使PT二次回路的电压异常。

　　PT一次侧断线时，一种是全部断线，此时二次侧电压全无，开口三角也无电压；另一种是不对称断线，此时对应相的二次侧无相电压，不断线相二次电压不变，开口三角有压。

　　PT二次侧断线时，PT开口三角无电压，断线相相电压为零。

　　2　几种不同的PT不对称断线判据

　　由于PT三相对称断线的判据基本相同，因此本文主要对PT不对称断线的判据进行分析。

　　目前，国内厂家对于PT不对称断线的判据各有不同，以下述的三种判据为例。

　　判据一：

负序电压大于8V。

　　该判据是利用PT不对称断线时，存在负序电压，而单相接地故障时，负序电压为零的特点来进行PT不对称断线的判断的。

　　判据二：

三相电压的向量和大于18V，并且至少有一线电压的模值之差大于20V。

　　三相电压的向量和大于一指定值（18V），是不对称断线的主要特征，“至少有一线电压的模值之

　　差大于20V”，用来考虑在中性点不接地系统中，单相接地故障时，三相的线电压仍然是对称的，以此来区分单相接地故障和不对称断线。

　　判据三：

存在一线电压的模值之差大于18V。

　　该判据同判据二一样，也是通过线电压的模值之差作为PT不对称断线的判据，并且是以此来区分单相接地故障和不对称断线的。

　　经过分析后，结合PT不对称断线的特点，可以看出：

以上三种不同的PT不对称断线的判据都有其正确性，并且从运行效果来看，还是不错的。

在PT一次侧不对称断线时能够正确动作，一般情况下，在PT二次侧不对称断线时，也能够正确动作。

　　作者在从事微机线路保护装置产品开发过程中，曾参照使用过判据二所示的PT不对称断线判据，装置在投入运行后一直未出现过PT断线误发或拒发告警信号的事故。

但是在1999年，该微机线路保护装置在山东省一变电站现场投运过程中，在做PT二次侧两相断线测试时，保护装置拒发告警信号。

　　以下对该变电站的接线形式和保护装置拒发告警信号进行分析。

　　3　一次现场事故的分析

　　3.1　现场接线

　　该变电站的现场接线形式如图1所示。

在该段母线上，并联有M个采用线电压输入方式的装置和N个采用相电压输入方式的装置。

用户在调试的过程中，发现PT二次侧两相断线时，装置拒发告警信号，现分析之。

　　3.2　事故分析过程

　　在以下的分析中，基于以下的假设条件：

　　1）不论线电压输入还是相电压输入装置内部的电压变换器三相阻抗完全对称；

　　2）Z1为所有线电压输入的装置内电压变换器的阻抗，Z2为所有相电压输入的装置内电压变换器的阻抗；

　　3）Z1和Z2之间存在线性关系：

Z2=k3Z1，k为实数；

　　4）PT断线前，三相电压对称运行。

　　3.2.1　单相断线

　　以A相为例，当A相发生断线时，由于电容器和线路保护装置中各自引入的电压变换器接线不一致，三角形接线和星形接线之间形成回路，使得装置测得的A相仍然有电压，此时PT二次侧的接线示意图和电压向量图如图2所示。

　　A相电压的计算公式为：

　　对于系数k/（1+2k）：

k越小，其值越小；k大，其值也越大，但最大不会超过0.5。

　　此时，如果三相电压的不对称度不大，三相电压的向量和肯定大于18V，同时也存在线电压模值之差大于20V，装置能发PT断线信号。

　　3.2.2　两相断线

　　以AB两相为例，当发生两相断线时，同单相断线一样，此时测得的A、B相也有电压，此时PT二次侧的接线示意图和电压向量图如图3所示。

　　A相电压的计算公式为：

　　对于系数k/（1+k）：

k越小，其值越小，k越大，其值也越大，但最大趋近于1.0。

　　此时三相电压的向量和大于18V，如果k较大，三个线电压的模值之差可能都小于20V，会导致PT发生断线时拒发报警信号。

这就是该变电站在两相断线时，拒发断线告警信号的原因。

　　另外，设U2为负序电压，其计算公式为

　　如果k值较大，则利用负序电压大于8V作为不对称断线的判据也有可能不成立，装置也会拒发告警信号。

　　4　实用的PT断线判据根据第3节的分析可以看出，在图1所示的接线形式中，如果k值较大，则判据一、二、三都有可能导致PT二次侧两相断线时保护装置拒发告警信号。

　　结合PT对称断线和不对称断线的特点进行分析后，在开发装置的过程中，对于PT断线的判据重新进行了修正：

　　①存在一线电压小于70V，且某一相电流大于0.04In，用于检测三相失压和不对称断线；

　　②负序电压大于8V，用于检测不对称断线。

　　满足上述任一条件后，延时3s报PT断线。

　　判据①主要是用来判别对称性三相断线的，同时又是对不对称断线的补充。

其中加上电流闭锁条件，是用来防止保护装置在调试过程中未加任何电压量时误发告警信号。

　　判据②则是专门用于对PT发生不对称断线时进行判断的。

　　针对上述现场情况，结合PT断线的特点，对该判据的动作行为分析如下：

　　PT二次侧单相断线时，其它两相的电压保持不变，随着k值的不同，判据①可能动作，也可能不动作，但存在负序电压，故判据②肯定动作，装置能够正确发告警信号。

　　PT二次侧两相断线时，未断线相的电压保持不变，断线两相的电压随着k值的变化也变化，此时判据②可能动作，也可能不动作。

但判据①存在一线电压小于70V、线路有电流的条件会满足，故装置也能够正确发告警信号。

　　PT发生三相对称断线时，判据①能够正确动作，判据②不动作。

　　5　结语

　　在对上述的PT断线判据进行改进后，在实验室做了相关的实验，并对现场程序进行了更换，重新对PT断线的功能进行了测试，在两相断线时，装置运行正常，发告警信号