CN101718832A - 高压线路故障检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压线路故障检测装置，包括断路器、断路器操作组件，所述断路器操作组件用于接通或关断断路器，其特征在于，还包括控制单元、电子开关、电流检测装置，所述电子开关与所述断路器并联，所述电流检测装置与高压线路电连接，在所述断路器操作组件接收到短路故障信息时关断断路器并向所述控制单元发送断路器关断的信息，所述控制单元接收到所述断路器关断的信息后将所述电子开关闭合，所述电子开关闭合三至十毫秒后断开，所述电流检测装置检测电子开关闭合时高压线路的电流并将检测结果传输到所述控制单元，所述控制单元根据所述电流检测装置的检测结果判断短路故障类型并指令断路器的断开和闭合。

Description

高压线路故障检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种线路故障的检测装置及检测方法，尤其涉及一种高压线路的故障检测装置及检测方法。
背景技术
在电力系统输电线路上，发生接地故障时会引起保护跳闸停电。接地故障分为瞬时接地故障(如树枝瞬时接触引起接地短路)，一种是永久性故障(如电缆击穿)。统计数据表明80％以上的故障都是瞬时故障，为了减少停电时间，电力系统往往采用重合闸方式，即保护动作后经过一个短时间的延时(如0.3S)马上合闸，如果没有短路电流冲击就认为是瞬时故障，就恢复供电，如果有短路电流冲击，就判断是有故障点存在，此时由断路器操作组件快速切除，以后不再合闸。传统重合闸的方式实质上是依靠短路电流的冲击来判断故障点存在，这种模式的缺点是显而易见的，从重合闸到保护加速跳闸这中间要经历大约200ms至300ms的时间甚至更长时间，强大的短路冲击电流对所有的电气设备都是一种损害，它会增加开关的检修次数并大大缩短开关的使用寿命，严重时甚至会由于弧光引起发展性故障。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术中重合闸后采用冲击电流方式判断短路故障对电气设备造成损害的技术问题。
本发明的技术方案是：构建一种高压线路故障检测装置，包括断路器、断路器操作组件，所述断路器操作组件用于在高压线发生短路故障时使断路器关断，所述高压线路故障检测装置还包括控制单元、电子开关、电流检测装置，所述电子开关与所述断路器并联，所述电流检测装置与高压线路电连接，所述控制单元检测到短路故障时向所述断路器操作组件发出保护动作信息，在所述断路器操作组件接收到所述控制单元短路故障保护动作信息时关断断路器并向所述控制单元发送断路器关断的信息，所述控制单元接收到所述断路器关断的信息后将所述电子开关闭合，所述电子开关闭合三至十毫秒后断开，所述电流检测装置检测电子开关闭合时高压线路的电流并将检测结果传输到所述控制单元，所述控制单元根据所述电流检测装置的检测结果判断短路故障类型并指令断路器的断开和闭合。
本发明的进一步技术方案是：所述电流检测装置为电流电子互感器。
本发明的进一步技术方案是：所述电子开关为电力电子开关。
本发明的进一步技术方案是：所述控制单元接收到所述断路器关断的信息后将所述电子开关闭合，所述电子开关闭合五毫秒后断开。
本发明的技术方案是：提供一种高压线路故障检测方法，包括如下步骤：
所述控制单元检测到高压线路短路故障时给所述断路器操作组件发出跳闸指令使所述断路器关断；
所述控制单元接收到所述断路器操作组件使所述断路器关断的信息后使所述电子开关接通三至十毫秒后断开；
在电子开关接通时，所述电流检测装置检测线路脉冲电流并将检测结果传给所述控制单元；
所述控制单元根据所述电流检测装置检测的高压线路脉冲电流判断高压线路的短路故障类型并控制断路器的接通和关断。
本发明的进一步技术方案是：所述控制单元接收到所述断路器操作组件使所述断路器关断的信息后使所述电子开关接通五毫秒后断开。
本发明的进一步技术方案是：在所述控制单元根据所述电流检测装置检测的高压线路脉冲电流判断高压线路的短路故障类型步骤中，若所述电流检测装置检测到的高压线路脉冲电流为脉冲电流，则高压线路的短路故障为永久性短路故障。
本发明的进一步技术方案是：在所述控制单元根据所述电流检测装置检测的高压线路脉冲电流判断高压线路的短路故障类型步骤中，若所述电流检测装置检测到高压线路不存在脉冲电流，则高压线路的短路故障为瞬时性短路故障。
本发明的进一步技术方案是：若控制单元判断高压线路的短路故障为永久性短路故障，则向所述断路器操作组件输出断路器闭锁重合闸信号；若控制单元判断高压线路的短路故障为瞬时性短路故障，则向所述断路器操作组件输出断路器重合闸信号。
本发明的技术效果是：构建一种高压线路故障检测装置，本发明利用瞬时性短路故障不会产生脉冲电流而永久性短路故障会产生脉冲电流的特点进行短路故障类型判断，这种方法避免了重合闸时短路电流对电力系统的再次冲击。在本发明高压线路故障检测装置中，发生短路故障时，电子开关接通五毫秒后自行关断。在这五毫秒线路接通过程中，若短路故障为瞬时性故障，则电流检测装置检测不到脉冲电流；若短路故障为永久性故障则电流检测装置检测到脉冲电流，由此可以判断短路故障为瞬时性故障还是永久性故障。在判断为瞬时性故障后，所述控制单元向所述断路器操作组件发出重合闸指令，所述断路器操作组件指令断路器重合闸接通线路。这样就不会对电气设备造成损害。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
如图1所示，本发明的具体实施方式是：构建一种高压线路故障检测装置，包括断路器1、断路器操作组件2，所述断路器操作组件2用于在高压线发生短路故障时使断路器1关断，所述高压线路故障检测装置还包括控制单元4、电子开关3、电流检测装置5，所述电子开关3与所述断路器1并联，所述控制单元4检测到短路故障时向所述断路器操作组件2发出保护动作信息，所述电流检测装置5与高压线路电连接，在所述断路器操作组件2接收所述控制单元4短路故障保护动作信息时关断断路器1并向所述控制单元4发送断路器1关断的信息，所述控制单元4接收到所述断路器1关断的信息后将所述电子开关3闭合，所述电子开关3闭合三至十毫秒后断开，所述电流检测装置5检测电子开关闭合时高压线路的电流并将检测结果传输到所述控制单元4，所述控制单元4根据所述电流检测装置5的检测结果判断短路故障类型并指令断路器1的断开和闭合。
如图1所示，本发明利用瞬时性短路故障不会产生脉冲电流而永久性短路故障会产生脉冲电流的特点进行短路故障类型判断。在本发明高压线路故障检测装置中，在通常情况下，所述电子开关3为断开状态，发生短路故障时，在控制单元的控制下，断路器1首先关断，然后再使电子开关3快速导通，经过固定延时后自动截止，本发明电子开关3接通固定延时为三至十毫秒。在这三至十毫秒电子开关接通过程中，若短路故障为瞬时性故障，则电流检测装置5检测不到脉冲电流；若短路故障为永久性故障则电流检测装置5检测到脉冲电流，由此可以判断短路故障为瞬时性故障还是永久性故障。若判断为瞬时性故障，所述控制单元4向所述断路器操作组件2发出重合闸指令，所述断路器操作组件指令断路器1重合闸接通线路；若判断为永久性故障，所述控制单元4向所述断路器操作组件2发出闭锁断路器操作组件2的重合闸指令，所述断路器操作组件保持断路器1关断线路状态。这样处理短路故障就不会对电气设备造成损害，也不会影响送电。本实施例中，对于电子开关接通固定延时的设置，一般设置为三至十毫秒，若时间设置较长，则有利于故障电流检测，但对系统冲击能量比较大；若时间设置较短，则对系统冲击小，但是不利用对故障电流进行检测。本实施例将其设置为五毫秒，即在所述控制单元接收到所述断路器操作组件使所述断路器关断的信息后使所述电子开关接通五毫秒后断开。所述电流检测装置2为电流电子互感器，所述电子开关为电力电子开关。
如图1、图2所示，本发明的具体实施方案是：提供一种高压线路故障检测方法，包括如下步骤：
步骤100：断路器操作组件2接收到保护动作信息时关断断路器1，即：所述控制单元4检测到短路故障时向所述断路器操作组件2发出保护动作信息，所述电流检测装置5与高压线路电连接，在所述断路器操作组件2接收所述控制单元4短路故障保护动作信息时关断断路器1并向所述控制单元4发送断路器1关断的信息，同时，断路器操作组件2向控制单元4发出断路器1关断的信息。
步骤200：控制单元4使电子开关3接通，也就是说，所述控制单元4接收到所述断路器操作组件2发出的所述断路器1关断信息后使所述电子开关3接通三至十毫秒后断开。在通常情况下，所述电子开关3为断开状态，发生短路故障时，在控制单元的控制下，断路器关断后，使电子开关快速导通，经过固定延时后自动截止，本发明电子开关3接通固定延时为三至十毫秒。在这三至十毫秒电子开关3接通过程中，若为永久性短路故障，高压线路则会产生脉冲电流。对于电子开关接通固定延时的设置，一般设置为三至十毫秒，若时间设置较长，则有利于故障电流检测，但对系统冲击能量比较大；若时间设置较短，则对系统冲击小，但是不利用对故障电流进行检测。本实施例将其设置为五毫秒，即在所述控制单元接收到所述断路器操作组件使所述断路器关断的信息后使所述电子开关接通五毫秒后断开。
步骤300：电流检测装置5检测脉冲电流，即：在电子开关3接通时，所述电流检测装置5检测高压线路脉冲电流并将检测结果传给所述控制单元4。在这五毫秒电子开关接通过程中，若短路故障为瞬时性故障，则电流检测装置5检测不到脉冲电流；若短路故障为永久性故障则电流检测装置5检测到脉冲电流，由此可以判断短路故障为瞬时性故障还是永久性故障。
步骤400：控制单元4控制断路器1的接通和关断。所述控制单元4根据所述电流检测装置5检测的高压线路脉冲电流判断高压线路的短路故障类型并控制断路器1的接通和关断。所述控制单元4根据电流检测装置5在电子开关接通的三至十毫秒时间里是否检测到高压线路的脉冲电流来判断高压线路的短路故障类型。若所述电流检测装置5检测到的高压线路脉冲电流为脉冲电流，则高压线路的短路故障为永久性短路故障。若所述电流检测装置5检测到的高压线路不存在脉冲电流，则高压线路的短路故障为瞬时性短路故障。若控制单元4判断高压线路的短路故障为永久性短路故障，则向所述断路器操作组件输出断路器1闭锁重合闸信号；若控制单元4判断高压线路的短路故障为瞬时性短路故障，则向所述断路器操作组件2输出断路器1重合闸信号。
在本发明高压线路故障检测方法中，在通常情况下，所述电子开关3为断开状态，发生短路故障时，断路器首先在继电保护作用下关断，然后电子开关3接通五毫秒后自行关断。在这三至十毫秒电子开关接通过程中，若短路故障为瞬时性故障，则电流检测装置5检测不到脉冲电流；若短路故障为永久性故障则电流检测装置5检测到脉冲电流，由此可以判断短路故障为瞬时性故障还是永久性故障。若判断为瞬时性故障，所述控制单元4向所述断路器操作组件2发出重合闸指令，所述断路器操作组件指令断路器1重合闸接通线路；若判断为永久性故障，所述控制单元4向所述断路器操作组件2发出闭锁断路器操作组件2的重合闸指令，所述断路器操作组件指令断路器1关断线路。这样处理短路故障就不会对电气设备造成损害，也不会影响送电。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高压线路故障检测装置，包括断路器、断路器操作组件，所述断路器操作组件用于接通或关断断路器，其特征在于，还包括控制单元、电子开关、电流检测装置，所述电子开关与所述断路器并联，所述电流检测装置与高压线路电连接，所述控制单元检测到短路故障时向所述断路器操作组件发出保护动作信息，所述断路器操作组件接收到所述控制单元短路故障保护动作信息时关断断路器并向所述控制单元发送断路器关断的信息，所述控制单元接收到所述断路器关断的信息后将所述电子开关闭合，所述电子开关闭合三至十毫秒后断开，所述电流检测装置检测电子开关闭合时高压线路的电流并将检测结果传输到所述控制单元，所述控制单元根据所述电流检测装置的检测结果判断短路故障类型并指令断路器的断开和闭合。
2.根据权利要求1所述的高压线路故障检测装置，其特征在于，所述电流检测装置为电流电子互感器。
3.根据权利要求1所述的高压线路故障检测装置，其特征在于，所述电子开关为电力电子开关。
4.根据权利要求1所述的高压线路故障检测装置，其特征在于，所述控制单元接收到所述断路器关断的信息后将所述电子开关闭合，所述电子开关闭合五毫秒后断开。
5.一种应用上述任一权利要求所述的高压线路故障检测装置的高压线路故障检测方法，包括如下步骤：
所述控制单元检测到高压线路短路故障时给所述断路器操作组件发出跳闸指令使所述断路器关断；
所述控制单元接收到所述断路器操作组件使所述断路器关断的信息后使所述电子开关接通三至十毫秒后断开；
在电子开关接通时，所述电流检测装置检测线路脉冲电流并将检测结果传给所述控制单元；
所述控制单元根据所述电流检测装置检测的高压线路脉冲电流判断高压线路的短路故障类型并控制断路器的接通和关断。
6.根据权利要求5所述的高压线路故障检测方法，其特征在于，所述控制单元接收到所述断路器操作组件使所述断路器关断的信息后使所述电子开关接通五毫秒后断开。
7.根据权利要求5所述的高压线路故障检测方法，其特征在于，在所述控制单元根据所述电流检测装置检测的高压线路脉冲电流判断高压线路的短路故障类型步骤中，若所述电流检测装置检测到的高压线路脉冲电流为脉冲电流，则高压线路的短路故障为永久性短路故障。
8.根据权利要求5所述的高压线路故障检测方法，其特征在于，在所述控制单元根据所述电流检测装置检测的高压线路脉冲电流判断高压线路的短路故障类型步骤中，若所述电流检测装置检测到的高压线路不存在脉冲电流，则高压线路的短路故障为瞬时性短路故障。
9.根据权利要求7或8所述的高压线路故障检测方法，其特征在于，若控制单元判断高压线路的短路故障为永久性短路故障，则向所述断路器操作组件输出断路器闭锁重合闸信号；若控制单元判断高压线路的短路故障为瞬时性短路故障，则向所述断路器操作组件输出断路器重合闸信号。
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