[发明专利]一种基于光学电流互感器的接地短路故障判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全光纤式光学电流互感器的结构，还涉及一种基于该结构的接地短路故障判别方法。

背景技术

电力系统主变、站用变或厂变等一次设备易发生接地短路故障，零序过流保护和零序差动保护是两种最常见的接地短路故障判别方法。零序过流保护定值需各级保护定值相互配合，整定复杂，且动作时间较长，特别是对于末级设备整定延时往往太长，不能快速动作去切除故障。零序差动保护因具有更快的动作速度和良好的选择性，得到了广泛的应用。目前零序差动保护的构成方式可以分为两种：基于电磁式电流互感器的零序电流差动保护和基于电子式电流互感器的零序电流差动保护。二者均存在一定局限性，下面分别进行说明。

(1)基于电磁式电流互感器的零序电流差动保护。这种是目前非数字化变电站和绝大部分电厂选用的方案，即在被保护设备绕组出线侧的A、B、C三相上分别安装电磁式电流互感器，中性点侧接地回路一次导体上安装零序电流互感器，三相电流互感器引入保护装置计算得到自产零序电流，再与中性点零序电流构成差动保护。该方案存在几个缺点：第一，根据现有的变电站和电厂设计规程，最终配置的三相电磁式CT和中性点零序电流CT的变比可能差别很大，差动平衡调整系数过大，影响差动电流计算精度，进而降低了保护可靠性；第二，无针对中性点侧零序电流互感器二次回路断线的有效判据；第三，差入差动保护的两侧零序电流，一侧为三相自产零序电流，另一侧为外接零序电流，且CT变比和传变特性不同，区外故障时饱和速度和深度也不相同，易致保护误动。

(2)基于电子式电流互感器的零序电流差动保护。本方案主要应用于数字化变电站，与方案(1)的不同仅在于将所用的电磁式电流互感器全更改为电子式电流互感器，后续保护算法及逻辑判据基本相同。由于每台互感器的精度、温漂、抗干扰、稳定性等特性都有一定的差异，导致了最终计算出的零序差动电流精度难以保证，长期运行可能出现较大误差；另外，该方案与本发明专利所提供方案相比，需要配置较多的采集单元，成本较高，性价比低。

基于以上分析，本发明人致力于研究一种基于全光纤式光学电流传感器的高精度、高可靠性、低成本的接地短路故障判别方法。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种高精度、高可靠性和低成本的基于光学电流互感器的接地短路故障判别方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于光学电流互感器的接地短路故障判别方法，其特征在于：

所述的光学电流互感器为全光纤式光学电流互感器，其一次传感光纤先后盘绕在被保护设备两侧的一次导体上，一台光学电流互感器实现被保护设备两侧零序差动电流的直接测量。当测量的零序差动电流满足：

I_d>I_d.set

其中，I_d为零序差动电流幅值，I_d.set为零序差动保护定值。

且光学电流互感器及光纤链路自检均无异常时，则认为被保护设备发生了接地短路故障。

进一步的，根据被保护设备两侧一次导体接线型式和选定安装位置的不同，光学电流互感器一次传感光纤对应采用不同的盘绕方式。

进一步的，在以下两种情况下：

(1)被保护设备两侧均为三相出线，设备内部无中性点。

(2)被保护设备一侧为三相出线，另一侧为星形接线，两侧的一次传感光纤安装位置均取三相导体位置。

采用的盘绕方式是：一次传感光纤盘绕形成6个传感光纤环，所有传感光纤环的圈数一致，且均完全闭合。前3个传感光纤环安装于被保护设备一侧的A、B、C三相导体上，盘绕方向相同；后3个传感光纤环安装于被保护设备另一侧的A、B、C三相导体上，采用与被保护设备对侧所安装的传感光纤环相反的盘绕方向；整个光纤链路上在任意两个相邻传感光纤环之间均连接有两条长度相等、方向相反的一次传感光纤形成的光纤传感路径，且这两条一次传感光纤在物理空间上紧密贴合。