專利名稱：單相接地故障選線的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及小電流接地選線技術(shù)，具體涉及一種單相接地故障選線的裝置及 其方法。
背景技術(shù)：
小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障選線是長期困擾電力系統(tǒng)的一個難題，在發(fā)生單 相接地后快速正確地選出接地線路對電力系統(tǒng)安全運行起著重要的作用。準(zhǔn)確的接地選線 方法和接地選線保護裝置，對電力系統(tǒng)具有重要的貢獻(xiàn)及時準(zhǔn)確的判斷和有選擇性的切 除接地故障，實現(xiàn)接地故障的選擇性動作，限制系統(tǒng)帶單相接地故障運行，減少單相接地故 障的持續(xù)時間，保障系統(tǒng)的安全運行；降低系統(tǒng)的操作過電壓水平，使弧光接地等過電壓的 存在時間減少；降低設(shè)備絕緣污閃事故率，降低形成兩相異地短路和相間直接短路的機會； 能盡量減少對用戶的停電時間，保持供電的連續(xù)性，從而減少用戶因停電造成的損失，提高 服務(wù)水平。自微機型選線裝置投入運行以來，很多企業(yè)、科研單位先后提出了多種選線原理， 并 研制了基于這些選線原理的多種產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品的選線準(zhǔn)確性還比較低，不能滿足配 電自動化發(fā)展的要求。因此，自動選線技術(shù)沒有得到廣泛的應(yīng)用，又退回到原始的手動逐條 線路拉線的選線方式。在諧振接地系統(tǒng)中，系統(tǒng)電容電流較大時選線準(zhǔn)確度較高，但電容電流較小時選 線準(zhǔn)確度低。與此相關(guān)的是，一般金屬性接地時選線準(zhǔn)確度較高(接地電流較大)，而高阻 接地時(接地電流較小)選線準(zhǔn)確度低。中性點經(jīng)消弧線圈接地的配網(wǎng)當(dāng)發(fā)生單相接地故 障時，接地線路電量特征根據(jù)消弧線圈補償方式的不同而表現(xiàn)出不同的特征，并且會出現(xiàn) 接地線路與非接地線路具有相同電量特征的情況(如消弧線圈過補情況下)，使得多個選 線原理已不再適用。如何解決單相接地故障選線問題成為諧振接地方式能否被廣泛應(yīng)用的 關(guān)鍵。因此開發(fā)一種可靠性、準(zhǔn)確性高的小電流選線裝置具有重要的現(xiàn)實意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種單相接地故障選線 的裝置，主要應(yīng)用于諧振接地系統(tǒng)，該裝置不受系統(tǒng)電容電流大小、接地類型等因數(shù)的影 響，克服了現(xiàn)有系統(tǒng)運行方式、接地電流小等問題，能夠可靠、準(zhǔn)確地選出接地故障線路。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的單相接地故障選線的裝置，其特 征在于包括自動選線裝置；裝設(shè)在系統(tǒng)中性點的、在收到自動選線裝置發(fā)出的擾動命令 后對系統(tǒng)零序回路發(fā)出擾動的擾動源；裝設(shè)于各線路上的、與自動選線裝置連接的、用于對 擾動后零序回路電流進行采樣的零序電流互感器。所述擾動源為在系統(tǒng)中性點裝設(shè)的可調(diào)電感、可短時投切電阻或可短時投切電容。本實用新型的基本原理是在系統(tǒng)中性點裝設(shè)擾動源，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，通過裝設(shè)于各線路的零序CT(電流互感器)采集各線路的零序電流，然后控制擾動源在接地 過程中短時小范圍改變系統(tǒng)零序阻抗，擾動源的擾動方式有通過消弧線圈小范圍改變補 償度，或者采用短時投切電阻、投切電容器等；造出擾動后，再采集各線路的零序電流，然后 求出各線路在擾動前后零序電流的變化量，其中最大者即為接地故障線路。因為它等于擾 動前后擾動電流的改變值，而其他線路基本不變。本實 用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果原理簡單明了，確定接地故 障線路的判據(jù)不是絕對值，而是相對值，即零序電流的變化量，與零序電流互感器的極性無 關(guān)，也避免了零序電流互感器和測量回路誤差及背景干擾等因素的影響，在系統(tǒng)不同電容 電流大小、各種接地類型等條件下均能準(zhǔn)確選線，提高了靈敏度及可靠性；在消弧線圈接地 系統(tǒng)中不影響消弧線圈補償，消弧補償與選線并行，并可多次校核選線結(jié)果。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是主控模塊及與外圍模塊連接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是線路單相接地時零序電流分布圖；圖5是以消弧線圈作擾動源選線的原理示意圖；圖6是線路零序電流波形圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施 方式不限于此。實施例如圖1所示，本實用新型單相接地故障選線的裝置，包括依次連接的零序CT(電流 互感器)、自動選線裝置、擾動源。其中零序CT裝設(shè)于各線路上，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地后完 成對各線路零序電流的采樣，并將采樣信號送到自動選線裝置。自動選線裝置包括主控模 塊3、電源模塊4，以及分別與主控模塊3連接的數(shù)據(jù)采集模塊1、時間模塊6、開關(guān)量輸入輸 出模塊2、通訊模塊7、顯示和鍵盤控制模塊5，數(shù)據(jù)采集模塊1接收零序CT的采樣信號，開 關(guān)量輸入輸出模塊2與擾動源連接；電源模塊4分別與自動選線裝置的其余各模塊相連接， 給它們供電，且按實際情況可選220V或IlOV輸入(交直流通用)。擾動源裝設(shè)在系統(tǒng)中性 點，并受控于自動選線裝置，接收到自動選線裝置中通過開關(guān)量輸入輸出模塊2發(fā)出的擾 動命令后對系統(tǒng)零序回路發(fā)出擾動，并將擾動確認(rèn)信號通過開關(guān)量輸入輸出模塊2回復(fù)給 自動選線裝置；自動選線裝置收到擾動確認(rèn)信號后，通過零序CT完成擾動后零序回路電流 的采樣、計算。具體實現(xiàn)時，擾動源可以是在系統(tǒng)中性點裝設(shè)的可調(diào)電感(如消弧線圈)、可 短時投切電阻或可短時投切電容(即可控制投入或切除退出的電阻、電容，待選出線路后， 馬上將其切除)等。如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集模塊1主要包括依次連接的電流互感器、放大回路與A/ D轉(zhuǎn)換芯片，電流互感器在系統(tǒng)正常運行時采集的40路模擬信號經(jīng)放大回路進入A/D轉(zhuǎn)換 芯片，在A/D轉(zhuǎn)換芯片輸出端以并行總線方式與主控模塊3的輸入端連接。[0020]如圖3所示，所述主控模塊3主要包括DSP處理器、CPLD(ComplexProgrammable Logic Device,復(fù)雜可編程邏輯器件)、看門狗，DSP處理器通過總線分別與CPLD、看門狗連 接；主控模塊通過光電隔離與開關(guān)量輸入輸出模塊相連，通過總線分別與數(shù)據(jù)采集模塊、顯 示鍵盤控制模塊、通信模塊相連。本實用新型單相接地故障選線的方法，包括如下步驟 A、系統(tǒng)正常運行時，自動選線裝置實時采集各線路的零序電流。B、系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，通過裝設(shè)于各線路的零序電流互感器采集各線路擾動前 的零序電流。C、通過自動選線裝置控制擾動源在接地過程中改變系統(tǒng)零序阻抗，從而造出擾 動；如控制消弧線圈小范圍改變補償度、短時投切電阻、短時投切電容等方法都可實現(xiàn)擾動 的目的；擾動維持的時間可根據(jù)自動選線裝置可靠采樣擾動后的零序電流所需時間來確 定，一般每次擾動維持2 3個工頻周波即可。如圖4所示，擾動源與接地點形成零序電流 回路，即經(jīng)過擾動源的零序電流Ix通過接地點流回系統(tǒng)，因此擾動源的擾動對有接地故障 點的故障線路II產(chǎn)生的影響最大、對非故障線路I基本無影響，兩線路零序電流波形如圖 6所示。D、擾動源造出擾動后，自動選線裝置再采集各線路擾動后的零序電流，計算出擾 動前、后的各線路零序電流差值△ Itl,并根據(jù)零序電流差值Δ ο對各線路進行排序，擾動 前、后零序電流差值最大的線路即為故障線路。圖5是以消弧線圈作為擾動源實現(xiàn)接地故障選線的原理圖。假設(shè)接地發(fā)生后消弧 線圈的補償度由η點變化到m點，補償?shù)母行噪娏饔蒛擾動前)調(diào)節(jié)到IJ (擾動后)， 這樣給系統(tǒng)造出了一個擾動量Δ^= IfIJ，消弧線圈對非故障線路零序電流的影響即 圖中b點到a點，Δ Ioh = I0a-I0b ^ O ；對故障線路零序電流的影響即d點到c點，Δ I0f = Iod-Ioc ^ Δ 由于Δ Icif > Δ Icih,故可以判斷出AIci*最大的線路即為發(fā)生接地的線路。Ε、選出故障線路后通過開關(guān)量輸入輸出模塊、通信模塊將線路號發(fā)出或上傳。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求單相接地故障選線的裝置，其特征在于包括自動選線裝置；裝設(shè)在系統(tǒng)中性點的、在收到自動選線裝置發(fā)出的擾動命令后對系統(tǒng)零序回路發(fā)出擾動的擾動源；裝設(shè)于各線路上的、與自動選線裝置連接的、用于對擾動后零序回路電流進行采樣的零序電流互感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相接地故障選線的裝置，其特征在于所述擾動源為在系 統(tǒng)中性點裝設(shè)的可調(diào)電感、可短時投切電阻或可短時投切電容。
專利摘要本實用新型提供單相接地故障選線的裝置，包括自動選線裝置，裝設(shè)在系統(tǒng)中性點的、在收到自動選線裝置發(fā)出的擾動命令后對系統(tǒng)零序回路發(fā)出擾動的擾動源，以及裝設(shè)于各線路上的、與自動選線裝置連接的、用于對擾動后零序回路電流進行采樣的零序電流互感器。本實用新型不受系統(tǒng)電容電流大小、接地類型等因數(shù)的限制，能可靠、準(zhǔn)確的選出接地故障線路。
文檔編號H02H7/26GK201733081SQ201020230148
公開日2011年2月2日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者余懷林, 姜新宇, 陸國慶 申請人:廣州智光電氣股份有限公司