测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法

摘要

本发明公开了一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，在负荷端变电所测量110kV变压器110kV中性点电压，识别110kV线路单相断线跳进线断路器，或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器，并与备自投配合进行继电保护。本发明充分利用110kV线路单相断线时负荷端变电所110kV母线PT二次电压、110kV变压器110kV中性点电压的故障特征，识别110kV线路单相断线并与备自投配合简单易行，有利于电网安全稳定运行。

权利要求

1.一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：一、110kV线路各相断线识别的方法

1.11号电源进线线路各相断线识别的方法

采集在负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo；

1)A相断线识别的方法

(1)Ⅰ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1；

(2)Ⅰ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路A相断线信号；

2)B相断线识别的方法

(1)Ⅰ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1；

(2)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(3)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路B相断线信号；

3)C相断线识别的方法

(1)Ⅰ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1；

(2)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3；

当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路C相断线信号；

1.22号电源进线线路各相断线识别的方法

采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo；

1)A相断线识别的方法

(1)Ⅱ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1；

(2)Ⅱ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV电源进线线路A相断线信号；

2)B相断线识别的方法

(1)Ⅱ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1；

(2)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(3)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV线路电源进线B相断线信号；

3)C相断线识别的方法

(1)Ⅱ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1；

(2)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3；

当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV电源进线线路C相断线信号；

二、判断110kV线路断线启动跳线路进线断路器和由110kV备自投合备用电源断路器的条件：

2.1判断1号110kV线路断线跳110kV 1号电源进线线路进线断路器1DL或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器4DL，由110kV备自投启动合备用电源断路器2DL或3DL的条件采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和1号、2号变压器110kV中性点间隙处CT的电流，条件1：

满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件、1号110kV进线断路器1DL在合闸位置，且1号或2号变压器110kV中性点电压值大于整定电压值U4，延时t2后，跳负荷端变电站110kV线路进线断路器1DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用2号

110kV电源断路器2DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；或者通过启动1号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由于1号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开1号110kV电源进线断路器1DL、合上备用2号电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；

条件2：

(1)满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件，开放T时间；开放T时间即高电平时间为T的一次脉冲；

(2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1；

当上述条件全部满足且1号110kV进线断路器1DL在合闸位置，延时t3后，跳负荷端变电站1号110kV线路进线断路器1DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用2号

110kV电源断路器2DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；或通过启动1号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由于1号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开1号110kV电源进线断路器1DL、合上备用2号电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；

2.2判断2号110kV线路断线跳110kV 2号电源进线线路进线断路器2DL或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器5DL，和110kV备自投启动合备用电源断路器1DL或3DL的条件：采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和3号变压器110kV中性点间隙处CT的电流，条件1：

满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件、2号110kV进线断路器2DL在合闸位置，且3号变压器110kV中性点电压值大于整定电压值U4，延时t2后，跳负荷端变电站

110kV线路进线断路器2DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用1号110kV电源断路器1DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；或者通过启动2号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳2号110kV电源线路电源侧断路器5DL，由于2号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开2号110kV电源进线断路器2DL、合上备用1号电源断路器1DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；

条件2：

(1)满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件，开放T时间；

(2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值；

当上述条件全部满足且2号110kV进线断路器2DL在合闸位置，延时t3后，跳负荷端变电站2号110kV线路进线断路器2DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用1号

110kV电源断路器1DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；或通过启动2号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳2号110kV电源线路电源侧断路器5DL，由于2号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开2号110kV电源进线断路器2DL、合上备用1号电源断路器1DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电。

2.如权利要求1所述的测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，其特征在于，整定电压值U1为断线时可能的最高电压值的1.3～1.5倍，即整定电压值U1的取值范围为42V～48V；

整定电压值U2的上限值为63.8V，下限值为52.2V；

整定电压值U3为：按断线时可能的最低电压值100V取1.3～1.5的灵敏系数，即在67V～

77V的范围内取值；

整定电压值U4为：按1/2的相额定电压值29V取1.3～1.5的灵敏系数,即在19V～22V的范围内取值。

3.如权利要求1所述的测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，其特征在于，t1时间整定为2～4秒；t2时间整定为0.15～0.5秒；t3时间整定为0.15～0.5秒；开放T时间整定为5～7秒；主变压器110kV中性点的零序电流3Io整定值范围为40～100A。

4.如权利要求1所述的测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，其特征在于，判断110kV线路断线后，采用跳110kV线路断线的负荷侧或电源侧断路器，由负荷侧变电站110kV侧备自投或中低压侧备自投，合备用电源的断路器，将110kV线路断线造成缺相运行的母线或变压器调整到备用线路供电。

说明书

测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，属于电力继电保护技术领域。

背景技术

[0002] 目前电网时常出现110kV线路断线现象，断线会造成该110kV线路供电的110kV变压器缺相运行，使得供电的变压器三相电压不对称，对负荷供电产生影响，甚至110kV变压器110kV中性点由于出现零序过电压而击穿烧毁，变压器被迫停电检修。现有技术还没有专门针对110kV线路断线的继电保护装置，因此，必须研制一种保护装置及方法，防止变压器缺相供电对电网和对负荷供电的影响，同时防止110kV变压器110kV中性点烧毁，以利于电网安全稳定运行。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，在负荷端变电所测量110kV变压器110kV中性点电压，识别110kV线路单相断线跳进线断路器，或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器，并与备自投配合的继电保护方法。

[0004] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

[0005] 一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，包括：

[0006] 一、110kV线路各相断线识别的方法

[0007] 1.1 1号电源进线线路各相断线识别的方法

[0008] 采集在负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo；

[0009] 1)A相断线识别的方法

[0010] (1)Ⅰ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1；

[0011] (2)Ⅰ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0012] (3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0013] (4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

[0014] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路A相断线信号；

[0015] 2)B相断线识别的方法

[0016] (1)Ⅰ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1；

[0017] (2)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0018] (3)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0019] (4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

[0020] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路B相断线信号；

[0021] 3)C相断线识别的方法

[0022] (1)Ⅰ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1；

[0023] (2)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0024] (3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0025] (4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3；

[0026] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路C相断线信号；

[0027] 1.2 2号电源进线线路各相断线识别的方法

[0028] 采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo；

[0029] 1)A相断线识别的方法

[0030] (1)Ⅱ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1；

[0031] (2)Ⅱ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0032] (3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0033] (4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

[0034] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV电源进线线路A相断线信号；

[0035] 2)B相断线识别的控制方法

[0036] (1)Ⅱ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1；

[0037] (2)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0038] (3)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0039] (4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

[0040] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV线路电源进线B相断线信号；

[0041] 3)C相断线识别的控制方法

[0042] (1)Ⅱ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1；

[0043] (2)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0044] (3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0045] (4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3；

[0046] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV电源进线线路C相断线信号；

[0047] 二、判断110kV线路断线启动跳线路进线断路器和由110kV备自投合备用电源断路器的条件：

[0048] 2.1判断1号110kV线路断线跳110kV 1号电源进线线路进线断路器1DL或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器4DL，由110kV备自投启动合备用电源断路器2DL或3DL的条件

[0049] 采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和1号、2号变压器110kV中性点间隙处CT的电流，

[0050] 条件1：

[0051] 满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件、1号110kV进线断路器1DL在合闸位置，且1号或2号变压器110kV中性点电压值大于整定电压值U4，延时t2后，跳负荷端变电站110kV线路进线断路器1DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用2号110kV电源断路器2DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；或者通过启动1号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由于1号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开1号110kV电源进线断路器1DL、合上备用2号电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；

[0052] 条件2：

[0053] (1)满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件，开放T时间；开放T时间即高电平时间为T的一次脉冲；

[0054] (2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1；

[0055] 当上述条件全部满足且1号110kV进线断路器1DL在合闸位置，延时t3后，跳负荷端变电站1号110kV线路进线断路器1DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用2号110kV电源断路器2DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；或通过启动1号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由于1号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开1号110kV电源进线断路器1DL、合上备用2号电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；

[0056] 2.2判断2号110kV线路断线跳110kV 2号电源进线线路进线断路器2DL或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器5DL，和110kV备自投启动合备用电源断路器1DL或3DL的条件：

[0057] 采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和3号变压器110kV中性点间隙处CT的电流，

[0058] 条件1：

[0059] 满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件、2号110kV进线断路器2DL在合闸位置，且3号变压器110kV中性点电压值大于整定电压值U4，延时t2后，跳负荷端变电站110kV线路进线断路器2DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用1号110kV电源断路器1DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；或者通过启动2号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳2号110kV电源线路电源侧断路器5DL，由于2号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开2号110kV电源进线断路器2DL、合上备用1号电源断路器1DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；

[0060] 条件2：

[0061] (1)2号110kV电源进线线路各相断线识别的控制方法的条件满足条件，开放T时间；

[0062] (2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值；

[0063] 当上述条件全部满足且2号110kV进线断路器2DL在合闸位置，延时t3后，跳负荷端变电站2号110kV线路进线断路器2DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用1号110kV电源断路器1DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；或通过启动2号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳2号110kV电源线路电源侧断路器5DL，由于2号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开2号110kV电源进线断路器2DL、合上备用12号电源断路器1DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电。

[0064] 本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

[0065] 前述一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，其中，[0066] 整定电压值U1为断线时可能的最高电压值的1.3～1.5倍，即整定电压值U1的取值范围为42V～48V；

[0067] 整定电压值U2的上限值为63.8V，下限值为52.2V；

[0068] 整定电压值U3为：按断线时可能的最低电压值100V取1.3～1.5的灵敏系数，即在67V～77V的范围内取值；

[0069] 整定电压值U4为：按1/2的相额定电压值29V取1.3～1.5的灵敏系数,即在19V～22V的范围内取值。

[0070] 前述一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，其中，[0071] t1时间整定为2～4秒；t2时间整定为0.15～0.5秒；t3时间整定为0.15～0.5秒；开放T时间整定为5～7秒；主变压器110kV中性点的零序电流3Io整定值范围为40～100A。

[0072] 前述一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法，判断110kV线路断线后，采用跳110kV线路断线的负荷侧或电源侧断路器，由负荷侧变电站110kV侧备自投或中低压侧备自投，合备用电源的断路器，将110kV线路断线造成缺相运行的母线或变压器调整到备用线路供电。

[0073] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0074] 本发明用于负荷端变电所测量110kV变压器110kV中性点电压、识别110kV线路单相断线，或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器，并与备自投配合的继电保护方法，具有如下优点：

[0075] 1、本发明充分利用110kV线路单相断线时负荷端变电所110kV母线PT二次电压、110kV变压器110kV中性点电压的故障特征，识别110kV线路单相断线并与备自投配合简单易行。

[0076] 2、本发明采用测量110kV变压器110kV中性点电压、识别110kV线路单相断线启动跳断线的线路进线断路器，或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器，并与备自投配合，由110kV备自投启动备用电源断路器合闸，使失去电源的变压器恢复到备用电源上供电的继电保护的方案，有效防止了变压器缺相供电对电网和对负荷供电的影响，同时防止110kV变压器110kV中性点烧毁，有利于电网安全稳定运行。

附图说明

[0077] 图1为110kV断线一次系统示意图；

[0078] 图2为110kV线路断线向量图；

[0079] 图3为110kV断线且负荷侧断线处接地一次系统示意图；

[0080] 图4为110kV线路断线且负荷侧断线处接地向量图；

[0081] 图5为本发明的断线保护原理图；

[0082] 图6为110kV变电所单母线分段一次主接线图；

[0083] 图7为110kV变电所内桥一次主接线图；

[0084] 图8为110kV变电所扩大内桥一次主接线图；

[0085] 图9为110kV变电站线路变压器组一次主接线图；

[0086] 图中符号说明如下：

[0087] -表示逻辑与关系，即输入条件全部满足时，输出有效；

[0088] -表示逻辑或关系，即输入条件任一满足时，输出有效；

[0089] -表示开放T时间关系，即输入条件任一满足时，开放T时间。

具体实施方式

[0090] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

[0091] 110kV线路断线分析：

[0092] 1. 110kV线路断线分析

[0093] 当负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点为不接地。

[0094] 1.1 110kV线路断线

[0095] 如图1为110kV断线一次系统示意图。系统侧220kV变电站110kV侧为有效接地系统；负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点为不接地，经间隙接地。

[0096] 设系统侧220kV变电站110kV侧电源电势分别为EA、EB、EC。当110kV线路某处断线，比如A相，分析得到负荷侧110kV变电站110kV母线电压为：

[0097]

[0098] (1)式中，UA、UB、UC为负荷侧110kV变电站110kV母线A相电压、B相电压、C相电压，U0为负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点电压，3U0为负荷侧110kV变电站变压器110kV母线电压互感器(以下简称PT)二次开口三角绕组的电压。向量图如图2所示。

[0099] 1.2 110kV线路断线且负荷侧断线处接地

[0100] 如图3为110kV断线且负荷侧断线处接地一次系统示意图。系统侧220kV变电站110kV侧为有效接地系统；负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点为不接地，经间隙接地。

[0101] 设系统侧220kV变电站110kV侧电源电势分别为EA、EB、EC。当110kV线路某处断线且负荷侧断线处接地，比如A相，分析得到负荷侧110kV变电站110kV母线电压为：

[0102]

[0103] (2)式中，UA、UB、UC为负荷侧110kV变电站110kV母线A相电压、B相电压、C相电压，U0为负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点电压，3U0为负荷侧110kV变电站变压器110kV母线电压互感器(以下简称PT)二次开口三角绕组的电压。向量图如图4所示。

[0104] 1.3 110kV线路断线且系统侧断线处接地

[0105] 当110kV线路断线且系统侧断线处接地时，对系统侧来说，故障主要体现在110kV线路单相接地短路故障，因此220kV变电站110kV线路保护会启动跳闸，来切除故障(110kV线路断路器跳闸切除故障，110kV线路断路器重合，再为110kV线路单相接地短路故障，220kV变电站110kV线路保护再次启动跳闸，切除故障)。

[0106] 1.4 110kV线路断线时110kV变电站变压器110kV中性点击穿分析

[0107] 表1为不同间隙下的工频放电电压。通过分析变压器中性点对地电压U0可以判断间隙是否可能击穿，结合表1判断间隙是否可能击穿。

[0108] 表1不同间隙的工频放电电压

[0109] Tab1 Discharge voltage with power frequency of different neutral gaps[0110]

[0111] 对于1.3的分析结果，3U0的最大值为150V，中性点对地电压U0二次值为50V，折算出一次值，可得U0一次值，计算结果如下：

[0112]

[0113] 由于变压器中性点放电间隙为110mm或120mm，由表1可知变压器中性点工频耐受电压为52kV或53.3kV，实际变压器中性点最大稳态电压约为55kV，高于工频耐压值，故该放电间隙可能被击穿。

[0114] 2. 110kV线路断线结果分析

[0115] 2.1 110kV线路断线(或并在断线处接地)

[0116] 对于1.1、1.2这2种情况，可由110kV线路断线保护，并与备自投配合来完成消除110kV线路断线的负荷转移，防止110kV线路断线对供电负荷的影响。

[0117] 2.2 110kV线路断线并在断线处接地引起的短路

[0118] 对于1.3这种情况，由于在断线处接地引起了短路故障，可由220kV变电站110kV线路保护会启动跳闸，来切除故障(110kV线路断路器跳闸切除故障，110kV线路断路器重合，再为110kV线路单相接地短路故障，220kV变电站110kV线路保护再次启动跳闸，切除故障)；由于负荷端110kV变电站对应的110kV母线失去电源，由备自投动作，来完成消除110kV线路断线的负荷转移，防止110kV线路断线对供电负荷的影响。

[0119] 3. 110kV线路断线时故障特征分析

[0120] 对于1.1、1.2这2种110kV线路断线情况，故障特征为：负荷侧变电站110kV母线A、B、C三相电压是不对称的，且断线相电压分别为-EA/2和约等于0，3U0是为-3EA/2或-EA的，同时非故障相电压幅值和相位没有多大变化，另外变压器中性点电压U0均为-EA/2。变压器中性点存在击穿的可能。

[0121] 针对上述情况，本发明提供一种测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法。

[0122] 本发明所应用的输配电网络为110kV变电所110kV单母线分段一次主接线(含110kV单母线一次主接线)、110kV内桥接线(如图7)、110kV扩大内桥接线(如图8)、110kV变电站线路变压器组接线(如图9)等系统网络。以110kV变电所110kV单母线分段一次主接线为例，其他一次主接线保护方法类似。110kV变电所110kV单母线分段一次主接线结构如图6所示为：

[0123] 1号电源进线支路设备、2号电源进线支路设备分别连接110kVⅠ段母线、110kVⅡ段母线；110kVⅠ段母线和Ⅱ段母线之间有分段断路器3DL，并串接有分段电流互感器CT；1号电源进线支路间隔设备为断路器1DL，并串接有电流互感器CT1；2号电源进线支路间隔设备为断路器2DL，并串接有电流互感器CT2；110kVⅠ段母线还接有1号变压器支路、2号变压器支路、1号110kV出线支路和110kVⅠ段母线电压互感器PT1；110kVⅡ段母线还接有3号变压器支路、2号110kV出线支路和110kVⅡ段母线电压互感器PT2。1号电源进线线路电源侧设有断路器4DL，2号电源进线线路电源侧设有断路器5DL。

[0124] 负荷端110kV变电所Ⅰ段或Ⅱ段母线上所有主变压器110kV中性点运行方式为：不接地，经间隙接地。110kV侧装设110kV备自投装置。

[0125] 针对上述110kV单母线分段一次主接线，在负荷端110kV变电所实施测量110kV变压器110kV中性点电压、识别110kV线路单相断线跳断线的110kV进线线路断路器，或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器，并与备自投配合，恢复相应设备供电的继电保护方案，来满足现场运行要求。在负荷端110kV变电所在单独的110kV线路断线保护装置中实施，或在110kV备自投装置中实施，或在在1号、2号、3号变压器保护装置中实施。

[0126] 测量变压器中性点电压110kV线路断线继电保护方法：

[0127] 一、110kV线路各相断线识别的方法

[0128] 1.1 1号电源进线线路各相断线识别的方法

[0129] 采集在负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo；

[0130] 1)A相断线识别的方法

[0131] (1)Ⅰ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1；

[0132] (2)Ⅰ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0133] (3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0134] (4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

[0135] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路A相断线信号；

[0136] 2)B相断线识别的方法

[0137] (1)Ⅰ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1；

[0138] (2)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0139] (3)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0140] (4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

[0141] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路B相断线信号；

[0142] 3)C相断线识别的方法

[0143] (1)Ⅰ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1；

[0144] (2)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0145] (3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0146] (4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3；

[0147] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出1号110kV电源进线线路C相断线信号；

[0148] 1.2 2号电源进线线路各相断线识别的方法

[0149] 采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo；

[0150] 1)A相断线识别的方法

[0151] (1)Ⅱ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1；

[0152] (2)Ⅱ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0153] (3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0154] (4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

[0155] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV电源进线线路A相断线信号；

[0156] 2)B相断线识别的控制方法

[0157] (1)Ⅱ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1；

[0158] (2)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0159] (3)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0160] (4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3；

[0161] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV线路电源进线B相断线信号；

[0162] 3)C相断线识别的控制方法

[0163] (1)Ⅱ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1；

[0164] (2)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0165] (3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间；

[0166] (4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3；

[0167] 当上述条件全部满足，经延时t1后发出2号110kV电源进线线路C相断线信号；

[0168] 三、判断110kV线路断线启动跳线路进线断路器和由110kV备自投合备用电源断路器的条件：

[0169] 2.1判断1号110kV线路断线跳110kV 1号电源进线线路进线断路器1DL或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器4DL，由110kV备自投启动合备用电源断路器2DL或3DL的条件

[0170] 采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和1号、2号变压器110kV中性点间隙处CT的电流，

[0171] 条件1：

[0172] 满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件、1号110kV进线断路器1DL在合闸位置，且1号或2号变压器110kV中性点电压值大于整定电压值U4，延时t2后，跳负荷端变电站110kV线路进线断路器1DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用2号110kV电源断路器2DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；或者通过启动1号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由于1号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开1号110kV电源进线断路器1DL、合上备用2号电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；

[0173] 条件2：

[0174] (1)满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件，开放T时间；开放T时间即高电平时间为T的一次脉冲；

[0175] (2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1；

[0176] 当上述条件全部满足且1号110kV进线断路器1DL在合闸位置，延时t3后，跳负荷端变电站1号110kV线路进线断路器1DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用2号110kV电源断路器2DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；或通过启动1号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由于1号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开1号110kV电源进线断路器1DL、合上备用2号电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源上供电；

[0177] 2.2判断2号110kV线路断线跳110kV 2号电源进线线路进线断路器2DL或通过110kV线路光纤电流差动保护启动远跳110kV线路电源侧断路器5DL，和110kV备自投启动合备用电源断路器1DL或3DL的条件：

[0178] 采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和3号变压器110kV中性点间隙处CT的电流，

[0179] 条件1：

[0180] 满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件、2号110kV进线断路器2DL在合闸位置，且3号变压器110kV中性点电压值大于整定电压值U4，延时t2后，跳负荷端变电站110kV线路进线断路器2DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用1号110kV电源断路器1DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；或者通过启动2号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳2号110kV电源线路电源侧断路器5DL，由于2号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开2号110kV电源进线断路器2DL、合上备用1号电源断路器1DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；

[0181] 条件2：

[0182] (1)2号110kV电源进线线路各相断线识别的控制方法的条件满足条件，开放T时间；

[0183] (2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值；

[0184] 当上述条件全部满足且2号110kV进线断路器2DL在合闸位置，延时t3后，跳负荷端变电站2号110kV线路进线断路器2DL，并由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动备用1号110kV电源断路器1DL或3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电；或通过启动2号110kV电源线路光纤差动保护的远方跳闸功能，远跳2号110kV电源线路电源侧断路器5DL，由于2号110kV电源线路失去电源，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开2号110kV电源进线断路器2DL、合上备用12号电源断路器1DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源上供电。

[0185] 判断110kV线路断线后，采用跳110kV线路断线的负荷侧或电源侧断路器，由负荷侧变电站110kV侧备自投或中低压侧备自投，合备用电源的断路器，将110kV线路断线造成缺相运行的母线或变压器调整到备用线路供电。

[0186] 2.3上述2.1与2.2中，

[0187] (1)采用条件2的原因为：当该母线上运行的变压器110kV中性点间隙一旦击穿，相当于该变压器110kV中性点接地了，此时条件1就不满足启动条件而返回，采用条件2可进一步优化启动条件；

[0188] (2)采用110kV电源进线断路器1DL或2DL在合闸位置的原因为：在一条电源进线线路带负荷端110kV变电站时，远离电源进线线路的母线电压也能感受到线路断线的信息，会干扰备自投的合闸备用电源断路器；另外，采用线路PT时，该电源进线线路可能还有其他负荷端110kV变电站，若这个负荷端110kV变电站电源进线断路器跳闸慢了或拒绝跳闸，也会干扰备自投的合闸备用电源断路器，可能造成备自投不能动作。采用110kV电源进线断路器在合闸位置的条件可进一步优化逻辑。

[0189] (3)采用测量变压器110kV中性点电压超过整定值条件的原因为：当变压器110kV中性点不接地时，110kV线路发生断线或110kV线路发生断线、且断线处负荷侧又有接地的情况下，变压器110kV中性点电压大小均为Ea/2。

[0190] 3.负荷端110kV变电所Ⅰ段或Ⅱ段母线上主变压器110kV中性点运行方式为：不接地，经间隙接地。110kV变电所110kV侧装设110kV备自投装置。远跳断线线路电源侧断路器时，1号和2号电源110kV线路必须设置光纤通道和线路光纤差动保护。

[0191] 4.本发明方法可在负荷端110kV变电所在单独的110kV线路断线保护装置实施或或在110kV线路保护装置或在110kV备自投装置中实施或在1号、2号、3号变压器保护装置中实施；在110kV备自投装置中实施，需要增加新的硬件接口，比如3Uo、3Io等；在1号、2号、3号变压器保护装置中实施，不需要增加硬件设备。

[0192] 5.负荷端110kV变电所110kV线路断线时各电压整定值为：

[0193] (1)断线相PT二次电压整定值为断线时可能的最高电压值的1.3～1.5倍，取1/2的相额定电压值的最高电压值29V取+10％，即整定电压值U1的取值范围为42V～48V；例如可以取为45V。

[0194] (2)非断线相PT二次电压整定值U2为：相额定电压值±10％(58V±10％)，即52.2～63.8V之间；

[0195] (3)母线PT二次开口三角的电压整定值为：断线时可能的最低电压值100V，取1.3～1.5的灵敏系数，即在67V～77V的范围内取值，例如可取70V。

[0196] (4)变压器110kV中性点电压Uo的整定值U4：1/2的相额定电压值29V，取1.3～1.5的灵敏系数,即在19V～22V的范围内取值，例如取为20V。

[0197] 6.上述识别110kV线路单相断线并与备自投配合的继电保护方法中时间、电流的整定值：

[0198] (1)t1时间：躲过单相接地继电保护动作过程时间，整定为2～4秒；

[0199] (2)t2时间整定为0.15～0.5秒；

[0200] (3)t3时间整定为0.15～0.5秒；

[0201] (4)开放T时间整定为5～7秒；

[0202] (5)主变压器110kV中性点的零序电流3Io整定值I1整定为40～100A。

[0203] 7.对于110kV变电站采用110kV线变组一次主接线时，由负荷侧变电站中、低压侧备自投完成恢复供电任务。

[0204] 8.本发明方案能够使用在下列情况下：(1)负荷端110kV变电站所有变压器110kV中性点运行方式为：不接地，经间隙接地；(2)110kV变电站110kV侧装设有备自投装置或中、低压侧装设有备自投装置；(3)远跳断线线路电源侧断路器时，1号和2号电源110kV线路必须设置光纤通道和线路光纤差动保护。

[0205] 并能满足下列一次主接线：(1)110kV变电站110kV单母线分段一次主接线；(2)110kV变电站110kV内桥一次主接线；(3)110kV变电站110kV扩大一次主接线；(4)110kV变电站110kV线变组一次主接线；(5)其他一次主接线。

[0206] 9.本发明方案也可用在单电源供电的220kV线路断线的情况下。

[0207] 下面给出本发明方法的实施例(以图6和启动跳负荷侧变电站110kV断线线路断路器为例)：

[0208] 1运行方式1

[0209] 该运行方式下，2号电源断路器2DL、分段断路器3DL运行，1号电源断路器1DL热备用，即1号电源断路器1DL分闸位置。

[0210] 1.1 2号110kV电源线路单相断线故障

[0211] 以A相断线为例，B相或C相断线类似。当2号110kV电源线路A相单相断线故障时，相当于带负荷拉隔离开关，在断线的瞬间产生电弧，该电弧不能熄灭，电弧进一步发展造成线路A相单相接地，在由于在上级电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护范围内，所以上级2号电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动动作跳开上级2号110kV电源线路电源侧断路器5DL；负荷端110kV变电所Ⅰ段或Ⅱ段母线失去电源后，2号110kV电源线路A相断线处故障消失，经延时上级2号110kV电源线路电源侧断路器5DL重合成功，但负荷端变电所Ⅰ段或Ⅱ段母线感受到缺相运行，Ⅱ段母线PT二次电压满足了识别2号110kV线路单相断线的条件1成立，经延时t1发出2号110kV电源线路A相单相断线故障，且2号变压器110kV中性点电压值满足条件，经t2延时后，启动跳负荷端110kV变电站2号110kV电源进线断路器2DL，并由110kV备自投启动1号
110kV备用电源断路器1DL合闸，使失去电源的1号、2号和3号变压器恢复到备用1号110kV电源线路上供电。

[0212] 由于上述条件1满足，开放T时间；若在t2时间没有到达前，1号或2号主变压器110kV中性点击穿，产生的零序电流超过了整定值，经t3延时后启动跳负荷端变电2号110kV线路进线断路器2DL，并由110kV备自投启动1号110kV备用电源断路器合闸1DL，使失去电源的1号、2号和3号变压器恢复到备用1号110kV电源线路上供电。

[0213] 2运行方式2

[0214] 该运行方式下，1号电源断路器1DL、分段断路器3DL运行，2号电源断路器2DL热备用，即2号电源断路器2DL分闸位置。

[0215] 2.1 1号110kV电源线路单相断线故障

[0216] 以A相断线为例，B相或C相断线类似。当1号110kV电源线路A相单相断线故障时，相当于带负荷拉隔离开关，在断线的瞬间产生电弧，电弧不能熄灭，电弧进一步造成线路A相单相接地，在由于在上级电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护范围内，所以上级1号110kV电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动动作跳开上级1号110kV电源线路电源侧断路器4DL；负荷端110kV变电所失去电源后，1号110kV电源线路A相断线处故障消失，经延时1号110kV电源线路电源侧断路器4DL重合成功，但负荷端110kV变电所Ⅰ段母线电压感受到缺相运行，Ⅰ段母线PT二次电压满足了识别1号110kV线路单相断线的条件1成立，经延时t1发出1号110kV电源线路A相单相断线故障，且1号变压器110kV中性点电压值满足条件，经t2延时后，启动跳负荷端110kV变电站1号110kV电源进线断路器1DL，并由110kV备自投启动2号110kV备用电源断路器2DL合闸，使失去电源的1号、2号和3号变压器恢复到2号110kV备用电源线路上供电。

[0217] 由于上述条件1满足，开放T时间；若在t2时间没有到达前，3号主变压器110kV中性点击穿，产生的零序电流超过了整定值，经t3延时后，启动跳负荷端110kV变电站1号110kV电源进线断路器1DL，并由110kV备自投启动2号110kV备用电源断路器2DL合闸，使失去电源的1号、2号和3号变压器恢复到2号110kV备用电源线路上供电。

[0218] 3运行方式3

[0219] 该运行方式下，1号电源断路器1DL、2号电源断路器2DL运行，分段断路器3DL热备用，即分段断路器3DL分闸位置。

[0220] 3.1 1号110kV电源线路单相断线故障

[0221] 以A相断线为例，B相或C相断线类似。当1号110kV电源线路A相单相断线故障时，相当于带负荷拉隔离开关，在断线的瞬间产生电弧，电弧不能熄灭，电弧进一步造成线路A相单相接地，在由于在上级电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护范围内，所以上级1号110kV电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动动作跳开上级1号电源线路电源侧断路器4DL；负荷端变电所失去电源后，110kV电源线路A相断线处故障消失，经延时1号110kV电源线路电源侧断路器4DL重合成功，但负荷端110kV变电所Ⅰ段母线电压感受到缺相运行，Ⅰ段母线PT二次电压满足了识别1号110kV电源线路单相断线的条件1成立，经延时t1发出1号110kV电源线路A相单相断线故障，且1号变压器110kV中性点电压值满足条件，经t2延时后启动跳负荷端变电站1号110kV电源进线断路器1DL，并由110kV备自投启动110kV备用电源断路器3DL合闸，使失去电源的1号、2号变压器恢复到2号110kV备用电源线路上供电。

[0222] 由于上述条件1满足，开放T时间；若在t2时间没有到达前，1号或2号主变压器110kV中性点击穿，产生的零序电流超过了整定值，经延时t3延时后启动跳负荷端变电站1号110kV电源进线断路器1DL，并由110kV备自投启动110kV备用电源断路器3DL合闸，使失去电源的1号、2号变压器恢复到备用2号110kV电源线路上供电。

[0223] 3.2 2号110kV电源线路单相断线故障

[0224] 以A相断线为例，B相或C相断线类似。当2号110kV电源线路A相单相断线故障时，相当于带负荷拉隔离开关，在断线的瞬间产生电弧，电弧不能熄灭，电弧进一步造成线路A相单相接地，在由于在上级电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护范围内，所以上级2号110kV电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动动作跳开上级2号电源线路电源侧断路器5DL；负荷端110kV变电所110kVⅡ段母线失去电源后，110kV电源线路A相断线处故障消失，经延时2号110kV电源侧线路电源侧断路器5DL重合成功，但负荷端110kV变电所Ⅱ段母线电压感受到缺相运行，Ⅱ段母线PT二次电压满足了识别110kV线路单相断线的条件1成立，经延时t1发出2号110kV电源线路A相单相断线故障，且2号变压器110kV中性点电压值满足条件，经t2延时后，启动跳负荷端变电站1号110kV电源进线断路器1DL，并由110kV备自投启动110kV备用电源断路器3DL合闸，使失去电源的3号变压器恢复到备用2号110kV电源线路上供电。

[0225] 由于上述条件1满足，开放T时间；若在t2时间没有到达前，3号主变压器110kV中性点击穿，产生的零序电流超过了整定值，经延时t3延时后，启动跳负荷端变电站1号110kV电源进线断路器1DL，并由110kV备自投启动110kV备用电源断路器3DL合闸，使失去电源的3号变压器恢复到备用2号110kV电源线路上供电。

[0226] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。