專利名稱：一種電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本申請涉及電力技術領域，特別涉及一種電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地的檢測方法及系統(tǒng)。
背景技術：
在電力技術領域，通常將生產(chǎn)、變換、輸送、分配電能的設備(如發(fā)電機、變壓器和輸配電力線等)，以及使用電能的設備(如電動機、電爐、繼電保護和控制裝置等)，乃至能量管理系統(tǒng)組成的同一整體稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的組成根據(jù)功能差異可劃分為一次系統(tǒng)(或一次回路)和二次系統(tǒng)(或二次回路):前者擔負電能輸送和分配任務，后者用于對一次系統(tǒng)(或一次回路)進行監(jiān)視、控制、測量和保護等任務，在一次系統(tǒng)中的設備稱為一次設備，在二次系統(tǒng)中的設備稱為二次設備。電力系統(tǒng)中的一次回路與二次回路之間通常存在連接設備，電壓互感器即是這種用于聯(lián)絡一次回路與二次回路的設備。在電壓互感器之外，將其與測量量表等器件串聯(lián)形成回路，即可實現(xiàn)對一次回路的監(jiān)控和管理。這種包含電壓互感器的二次回路稱為電壓二次回路。為了保證電壓二次回路的正常工作，電壓二次回路的中性線網(wǎng)絡必須保持永久性的接地，且只能具有該接地點，如果出現(xiàn)除永久接地點之外的其他接地點，將引起線路零序保護反方向誤動、聯(lián)變保護誤動和縱聯(lián)保護誤動等事故，造成重大影響。然而，盡管電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的接地點對于二次電壓回路如此重要，但在實際應用過程中，除在電壓二次回路的接線之初，可通過注意線路連接避免出現(xiàn)多點接地的現(xiàn)象，在電網(wǎng)運行過程中還未出現(xiàn)較好針對電壓二次回路中性線多點接地的檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地檢測方法及其對應的系統(tǒng)，以實現(xiàn)對多點接地的檢測，保證電壓二次回路的安全。本申請實施例提供的電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地的檢測方法包括:在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇至少一個電流注入點，從該至少一個電流注入點注入第一電流；檢測電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的永久接地點附近的電流，得到第二電流；將所述第二電流與所述第一電流的差值與預設閥值進行比較，如果所述差值在預設閥值內(nèi)，則確定在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡內(nèi)存在多點接地；根據(jù)電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)定位每個接地點。優(yōu)選地，所述在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇至少一個電流注入點具體為:確定電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的中性線；在所述中性線上選擇的至少一個注入點作為電流注入點。優(yōu)選地，從至少一個電流注入點注入第一電流通過直流電源或低頻交流電源注入，所述低頻交流電源為頻率小于I赫茲的交流電源。進一步優(yōu)選地，所述直流電源為直流脈沖電流源，所述檢測電壓二次回路中性網(wǎng)絡的永久接地點附近的電流通過差分測量法檢測，所述差分測量法為測量脈沖高電平與基準電平之差。進一步優(yōu)選地，設定直流電源或低頻交流電源的輸出電流的最大限值，當直流電源或低頻交流電源輸出電流超過最大限值時，以所述最大限值作為注入電流注入點的第一電流。本申請實施例還提供了一種電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地的檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:信號發(fā)生器和檢測器，以及存儲有電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)的存儲器，其中:所述信號發(fā)生器，用于在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇的至少一個電流注入點注入第一電流；所述檢測器包括電流測量器、比較器和計算器，所述電流測量器用于檢測電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的永久接地點附件的電流，以得到第二電流，所述比較器用于將所述第二電流與所述第一電流的差值與預設閥值進行比較，如果所述差值在預設閥值內(nèi)，則確定在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡內(nèi)存在多點接地，所述計算器用于根據(jù)電壓二次回路中線性網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)計算確定每個接地點。優(yōu)選地，所述信號發(fā)生器包括電源，所述電源為直流電源或頻率小于I赫茲的低頻交流電源。進一步優(yōu)選地，所述信號發(fā)生器還包括限值元件，當直流電源或低頻交流電源的輸出電流超過最大限值時，信號發(fā)生器以所述最大限值作為注入電流注入點的第一電流。本申請實施例先在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇至少一個電流注入點，從該注入點注入電流，然后電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的永久接地點附近檢測電流，如果檢測到的電流與注入電流之間的差值在預設范圍之外，則確定電壓二次回路中性線網(wǎng)絡內(nèi)存在多點接地，進而可根據(jù)電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)計算定位到每個接地點。本申請實施例提供了一種方便的電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多接地點的檢測方法和檢測系統(tǒng)，解決了變電站一旦投入運行后二次回路接地點檢測難的問題，填補了國內(nèi)外在該領域的空白，確保了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。


為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地檢測電路原理圖；圖2為本申請的電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地檢測流程圖；圖3為本申請對變電站進行檢測的電壓二次回路中性線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖；圖4(a)為電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地檢測系統(tǒng)的信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖4(b)為電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地檢測系統(tǒng)的檢測器的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。本申請的主要思想在于:在電壓二次回路中性線的不同點注入微電流，檢測永久接地點的電流變化情況，以此確定是否存在除永久接地點之外的其他接地點。下面先對這種注入法的原理進行簡要介紹。參見圖1，該圖示出了多點接地檢測的原理圖。在該圖中A、B、C、D為中性線網(wǎng)絡的一條支路中的幾處接點，Rl, R2，R3分別為支路中三段導線的電阻，D為永久接地點，R為在第二接地點接地電阻。通常情況下，變電站電壓二次回路各中性線形成一個互相連通的網(wǎng)絡，在控制室一點接地。當中性線網(wǎng)絡中有且僅有一個接地點時，從該中性網(wǎng)絡的任意一點對地之間注入電流，根據(jù)基爾霍夫電流定律，流入永久接地點的電流應該與注入的電流值相同，如果存在差異，則說明中間某處有寄生接地點(即除永久接地點之外的其他接地點)導致分流?；谶@樣的原理，根據(jù)中性線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)檢測相關中性線回路的注入電流分布情況，即可查找出寄生接地點。比如:A點對地(接地點)注入微小的電流I,在正常情況下(單點接地)流經(jīng)接地導線AB段，BC段和CD段的電流相等，都為注入的電流I。但在支路中存在除永久接地點D之外的接地點C。這種情況下，在C與地之間存在的接地電阻R將起到分流作用，從而使流經(jīng)接地導線⑶段的電流必定小于注入的電流I。因此，只要檢測出流經(jīng)AB，BC,⑶段的電流并與注入的電流進行比較，即可找到非永久接地點。參見圖2，該圖示出了本申請的電壓二次回路中性線多點接地的檢測方法的實施例。該實施例包括:步驟S201:在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇至少一個電流注入點；電流注入點可在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上根據(jù)實際情況進行選擇，通?？梢杂袃煞N類別的選擇:一是在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的中性線上選擇；二是在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的相電壓線上選擇。本申請實施例優(yōu)選在中性線上選擇電流注入點，原因在于:如果選擇相電壓線，注入電源可能對二次設備的測量帶來誤差，特別當電網(wǎng)故障時，由于電壓互感器二次電壓減小，注入電源不變將使測量誤差大大增加，另外，測試設備如果出現(xiàn)故障將導致電壓回路短路，危害很大。步驟S202:從該至少一個電流注入點注入第一電流；在確定好注入點后，需要通過該點向電壓二次回路注入電流，注入電流時需要考慮采用何種電源注入電流，通常情況下，可以采用直流電源、頻率小于I赫茲的低頻交流電源或者其他電源，但不同電源具有不同的特點:對于直流電源而言，由于其能夠解決零漂帶來的測量誤差，其對測量精度影響較小，從降低信號注入對電力系統(tǒng)二次設備的影響的角度出發(fā)，常作為電源的優(yōu)先考慮對象，但其也可能影響其磁特性。選用直流電源時，可進一步選擇直流脈沖電流源，直流脈沖電流源可產(chǎn)生10mA、100mA等若干直流信號和脈沖信號。在采用直流脈沖電流源的情形下，對電壓二次回路的檢測方法可以采用差分測量法，所謂的差分測量法指測量脈沖的高地平與基準電平的差值。還需要說明的是:無論采用直流電源還是其他類別的電源，由于電流源加在大阻抗的負載上將可能產(chǎn)生高電壓，不利于二次系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，因此，本申請還優(yōu)選在電源上或者在電源與注入點之間增加限值保護元件，設定向注入點注入的最大電流，即當電源提供的注入電流小于設定的最高閥值時，采用電源提供的電流注入；當電源提供的注入電流大于或等于設定的最高閥值時，采用該最高閥值作為向注入點注入的電流，從而保證安全。步驟S203:檢測電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的永久接地點附近的電流，得到第二電流；步驟S204:將所述第二電流與所述第一電流的差值與預設閥值進行比較，如果所述差值在預設閥值內(nèi)，則確定在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡內(nèi)存在多點接地；步驟S205:根據(jù)電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)定位每個接地點。為了說明本申請實施例的技術效果，申請人進行了兩項測試:一是在未投運變電站上利用上述多點接地檢測的方法測試其效果；二是在已運行的變電站上利用上述多點接地檢測的方法測試其效果。下面分別敘述。對于第一種測試:圖3示出了一座接線完善但還未投運的220kV變電站的電壓二次回路中性網(wǎng)絡示意圖。在該類別的測試下，劃分為三種情形:情形之一是在正常工況時對電壓二次回路中性網(wǎng)絡進行是否存在多點接地的測試。正常工況下變電站的中性網(wǎng)絡有且存在一個接地點。在情形下，選擇如下5個典型點A、B、C、D、E、F作為電流注入點，注入的電流為IOmA脈沖電流，表I列出了注入點附件和永久接地點附近的電流值，以及分流比(分流比=永久接地點電流/注入點電流):表1:電壓二次回 路中性網(wǎng)絡在正常工況下的測試數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地的檢測方法，其特征在于，所述方法包括: 在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇至少一個電流注入點，從該至少一個電流注入點注入第一電流；檢測電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的永久接地點附近的電流，得到第二電流；將所述第二電流與所述第一電流的差值與預設閥值進行比較，如果所述差值在預設閥值內(nèi)，則確定在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡內(nèi)存在多點接地；根據(jù)電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)定位每個接地點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇至少一個電流注入點具體為: 確定電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的中性線； 在所述中性線上選擇的至少一個注入點作為電流注入點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從至少一個電流注入點注入第一電流通過直流電源或低頻交流電源注入，所述低頻交流電源為頻率小于I赫茲的交流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述直流電源為直流脈沖電流源，所述檢測電壓二次回路中性網(wǎng)絡的永久接地點附近的電流通過差分測量法檢測，所述差分測量法為測量脈沖高電平與基準電平之差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，設定直流電源或低頻交流電源的輸出電流的最大限值，當直流電源或低頻交流電源輸出電流超過最大限值時，以所述最大限值作為注入電流注入點的第一電流。
6.一種電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地的檢測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:信號發(fā)生器和檢測器，以及存儲有電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)的存儲器，其中: 所述信號發(fā)生器，用于在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇的至少一個電流注入點注入第一電流； 所述檢測器包括電流測量器、比較器和計算器，所述電流測量器用于檢測電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的永久接地點附件的電流，以得到第二電流，所述比較器用于將所述第二電流與所述第一電流的差值與預設閥值進行比較，如果所述差值在預設閥值內(nèi)，則確定在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡內(nèi)存在多點接地，所述計算器用于根據(jù)電壓二次回路中線性網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)計算確定每個接地點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號發(fā)生器包括電源，所述電源為直流電源或頻率小于I赫茲的低頻交流電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號發(fā)生器還包括限值元件，當直流電源或低頻交流電源的輸出電流超過最大限值時，信號發(fā)生器以所述最大限值作為注入電流注入點的第一電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地的檢測方法。該方法包括在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡上選擇至少一個電流注入點，從該至少一個電流注入點注入第一電流；檢測電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的永久接地點附近的電流，得到第二電流；將所述第二電流與所述第一電流的差值與預設閥值進行比較，如果所述差值在預設閥值內(nèi)，則確定在電壓二次回路中性線網(wǎng)絡內(nèi)存在多點接地；根據(jù)電壓二次回路中性線網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)定位每個接地點。本發(fā)明還公開了一種電壓二次回路中性線網(wǎng)絡多點接地的檢測系統(tǒng)。本發(fā)明的方案可以對電壓二次回路中性線網(wǎng)絡是否存在多點接地進行檢測。
文檔編號G01R31/02GK103197195SQ201310109898
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者陳東海, 鄭建梓, 王斌, 王祎, 朱君瀚, 嚴江波, 張榮偉, 唐明, 黃云兵 申請人:國家電網(wǎng)公司, 浙江省電力公司, 寧波電業(yè)局