CN102540016A

CN102540016A - 配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法

Info

Publication number: CN102540016A
Application number: CN2012100125173A
Authority: CN
Inventors: 毕洪峰
Original assignee: BEIJING BKE ELECTRIC SYSTEMS Co Ltd
Current assignee: BEIJING BKE ELECTRIC SYSTEMS Co Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供了一种配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法,包括特频恒流信号源、故障定位指示器和故障隔离开关，所述特频恒流信号源接入配网中性点，通过中性点向配网注入特频恒流信号；所述故障定位指示器和故障隔离开关连接在配电线路上，对配电线路上的特频恒流信号进行检测和判断，当配电线路发生单相接地故障时，检测到的信号幅值超过设定的阈值，进而故障定位指示器报警，故障隔离开关动作。通过本发明，可以克服判断过渡电阻较高的单相接地故障方面，灵敏度与准确性较低的难题，从而实现配网单相接地故障的可靠定位指示和故障隔离，提高配网供电可靠性、经济性和安全性。

Description

配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法

技术领域

[0001] 本发明涉及配电线路故障定位和故障隔离方法，特别涉及一种用于配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法。

背景技术

[0002] IOkV配网的线路数目多，网络结构复杂，单相接地故障发生率较高，由于配网接地方式的多样化，尤其是在配网中性点非有效接地系统中，在发生单相接地故障时，没有明显的信号特征作为接地故障指示与隔离的判据，多年来线路发生接地故障时还是需要人工沿线查找，增加了故障查找难度、故障隔离和故障排除时间。目前也有一些装置可以实现对配网单相接地故障区段的定位指示，但在相关装置中，当发生单相接地故障点的过渡电阻较高时，如大于500欧姆，其单相接地故障区段定位与隔离的灵敏度与准确性不高。

[0003] 本发明针对配网过渡电阻较高的单相接地故障区段难以定位与隔离的问题，发明一种具有高灵敏度与高准确性的用于配电线路单相接地故障定位和故障隔离的方法，可准确、有效的检测出配网单相接地故障点的过渡电阻较高时，配网单相接地故障区段的准确定位与隔离，可有效的提高配网运行的可靠性、安全性和经济性。

[0004] 发明内容

本发明的目的在于针对现有装置当发生单相接地故障点的过渡电阻较高时，单相接地故障定位与隔离的灵敏度与准确性不高的难题而提供了一种用于配电线路单相接地故障定位指示和故障隔离的方法。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法，包括特频恒流信号源、故障定位指示器和故障隔离开关，所述特频恒流信号源接入配网中性点，通过中性点向配网注入特频恒流信号；所述故障定位指示器和故障隔离开关连接在配电线路上，对配电线路上的特频恒流信号进行检测和判断，当配电线路发生单相接地故障时，指示器和故障隔离开关检测到特频恒流信号幅值超过设定的阈值，进而故障定位指示器报警，故障隔离开关跳闸将故障隔离，确保非故障线路用户正常用电。

[0006] 进一步的，所述特频恒流信号源所产生电流信号的频率范围为ΙΟ-ΙΟΟΗζ，但不包括 50Hz。

[0007] 进一步的，所述特频恒流信号源所产生电流信号的幅值范围为0. 5-3A之间。

[0008] 进一步的，所述故障定位指示器内设的特频恒流信号的阈值为特频恒流信号源输出电流幅值的10%-60%。

[0009] 进一步的，所述故障隔离开关内设的特频恒流信号的阈值为特频恒流信号源输出电流幅值的10%-60%。

[0010] 采用上述技术方案，本发明的技术效果有：

1、本发明的特频恒流信号源是通过系统中性点注入，注入电流可达数安培，很容易被指示器检测出来；

2、本发明通过在线路上挂若干故障指示器，通过指示器来检测注入电流，就可以判断出注入电流是否流经此处，借此不仅能够确认出故障线路，而且能够指示出故障线路上具体的故障点；

3、本发明通过在线路上挂装若干故障隔离开关，当发生接地故障时，能够自动跳闸将故障隔离，确保非故障线路用户正常用电；

4、本发明注入的信号频率为IOHz到100Hz (不包含50Hz)，相较于专利注入的信号频率远离基波并大于三次谐波，本发明更具有实用性。

[0011] 5、本发明通过特频恒流信号源中加入恒流电路，使得通过中性点注入恒定的特频电流信号在过渡电阻较高(如大于500欧姆)时仍保持恒定，从而解决因过渡电阻较高、特频电流信号过小而导致的接地故障指示器的灵敏度和准确性不高的问题。

附图说明

[0012] 图1是本发明的原理示意图；图2是本发明的实施例示意图；

图3是本发明的特频恒流信号源示意图；

其中：101特频恒流信号源，201故障定位指示器A，202故障定位指示器B，203故障定位指示器C，204故障定位指示器D，205故障定位指示器E，206故障定位指示器F，207故障定位指示器G，208故障定位指示器H，301配网中性点，401故障隔离开关A、402故障隔离开关B、403故障隔离开关C、404故障隔离开关D，501配电线路A，502配电线路B，503配电线路C，504配电线路D，601单相接地故障。

具体实施方式

[0013] 下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

[0014] 如图1所示本发明的主要方案为：当配电线路发生单相接地故障时，连接于配网中性点的特频恒流信号源通过中性点向配网注入特频恒流信号（即特殊频率电流信号)，接在配电线路上的故障定位指示器和故障隔离开关对线路上的特频恒流信号进行检测和判断，当检测到的信号幅值超过设定的阈值时，故障定位指示器报警，故障隔离开关跳闸，从而实现配电线路单相接地故障的定位指示和故障隔离。

[0015] 其中的特频恒流信号源用于产生配电线路单相接地故障定位指示和故障隔离的电流信号，且特频恒流信号源所产生电流信号的频率范围为ΙΟ-ΙΟΟΗζ，但不包括50Hz，特频恒流信号源所产生电流信号的幅值范围为0. 5-3A之间；故障定位指示器用于进行配电线路单相接地故障的定位指示，故障定位指示器内设的特频恒流信号的阈值为特频恒流信号源输出电流幅值的10%-60% ；故障隔离开关用于进行配电线路单相接地故障的隔离，故障隔离开关内设的特频恒流信号的阈值为特频恒流信号源输出电流幅值的10%-60% ；本发明能够实现过渡电阻>500欧姆配网单相接地故障的准确定位与隔离。

[0016] 如图2所示的具体实施例，本发明的配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法包括特频恒流信号源101、故障定位指示器A201、故障定位指示器B202、故障定位指示器 C203、故障定位指示器D204、故障定位指示器E205、故障定位指示器F206、故障定位指示器 G207、故障定位指示器H208和故障隔离开关A401、故障隔离开关B402、故障隔离开关C403、故障隔离开关D404。其中，特频恒流信号源101接入配网中性点301，通过配网中性点301向配网注入电流信号，特频恒流信号源101所产生电流信号的频率为IO-IOOHz (不包括 50Hz)，且所产生电流信号的幅值为0. 3-3A ；故障定位指示器A201、故障定位指示器B202、故障定位指示器C203、故障定位指示器D204、故障定位指示器E205、故障定位指示器F206、故障定位指示器G207、故障定位指示器H208按照一定的间距挂接在配电线路上，用于进行配电线路单相接地故障区间的定位指示，其内设的特频恒流信号的阈值为特频恒流信号源输出电流幅值的10%-60%;故障隔离开关A401、故障隔离开关B402、故障隔离开关C403、故障隔离开关D404按照一定的间距挂接在配电线路上，与各故障指示器相间隔布置，用于进行配电线路单相接地故障的隔离，其内设的特频恒流信号的阈值为特频恒流信号源输出电流幅值的10%-60%。

[0017] 当配电线路A501，配电线路B502，配电线路C503，配电线路D504中的任一路发生接地故障时，如图示的配电线路D504发生单相接地故障601，配电线路单相接地故障定位方法中的特频恒流信号源101通过配网中性点301向配网注入频率电流信号，故障定位指示器和故障隔离开关对配电线路上的特频恒流信号进行检测和判断，此时，配电线路D504 上故障定位指示器B207和故障隔离开关D404检测到的特频恒流信号幅值会超过输出电流幅值的10%-60%，故障定位指示器B207和故障隔离开关D404根据内部设定的逻辑动作，而其它故障定位指示器(故障定位指示器A201、故障定位指示器B202、故障定位指示器C203、故障定位指示器D204、故障定位指示器E205、故障定位指示器F206、故障定位指示器H208) 和故障隔离开关(故障隔离开关A401、故障隔离开关B402、故障隔离开关C403)由于检测到的特频恒流信号幅值没有超过设定的阈值，则不进行动作，从而实现配电线路单相接地故障区间的定位与隔离，解决了相关技术中对配电线路单相接地故障定位与隔离的灵敏度和准确性比较低的问题，实现了过渡电阻大于500欧姆配网单相接地故障区段的准确定位与隔离；在实际应用中，配电线路发生接地故障的最近一个以及之前的故障定位指示器全部处于报警状态，之后的故障定位指示器没有报警，并且接地故障的最近一个故障隔离开关发生跳闸，以此实现对接地故障的定位指示和跳闸保护。

[0018] 特频恒流信号源的组成原理如图3所示：本发明中的特频恒流信号源的作用是作为注入电源，产生频率恒定的特殊电流信号以启动悬挂在线路上的故障指示器和故障隔离开关。特频恒流信号源的内部主要由整流电路、逆变电路（由大功率模拟开关器件和控制电路等构成)、滤波电路、恒流电路以及注入变压器等组成，各组成部分的参数均经严格的计算和选择，确保获得良好的注入波形和较高的注入效率，确保注入电流在0. 3安培到3安培之间。

[0019] 现有的方案是小电流系统单相接地选线方法，不能够实现本发明的单相接地故障定位和故障隔离方法；现有技术方案中的信号是通过线路电压互感器PT零序绕组注入，因此所注入的电流最大为50毫安（PT变比为100:1)，很容易被线路噪声淹没，尤其当接地故障的过渡电阻较高时(接地故障中的过渡电阻是指电流从一相流入接地部位的途径中所通过的电阻，主要包括水泥地、土地等不良导体，过渡电阻通常较高，一般大于500欧姆)，其特频电流信号就会进一步变小，在实际应用中难以准确的实现选线；本发明是通过系统中性点注入，因此注入电流可达数安培(一般是在0. 3安培到3安培之间)，能够确保被指示器和故障隔离开关检测出来，准确性高，尤其是在恒流电路作用下能够在接地电阻较大时继续输入恒定的电流，从而确保故障检测具有较高灵敏度；现有技术方案的信号检测是先对各支路的三相电流互感器CT、零序CT及专用信号变速器之一以及零序绕组电压进行预处理，通过比较各支路特定电流信号的阻性电流大小作为选线判据；本专利只是简单的在线路上挂若干故障指示器和故障隔离开关，通过指示器或故障隔离开关来检测注入电流，就可以判断出注入电流是否流经此处，并借此指示故障点和故障隔离

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1. 一种配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法，包括特频恒流信号源、故障定位指示器和故障隔离开关，其特征在于：所述特频恒流信号源接入配网中性点，通过中性点向配网注入特频恒流信号；所述故障定位指示器和故障隔离开关连接在配电线路上，对配电线路上的特频恒流信号进行检测和判断，当配电线路发生单相接地故障时，指示器和故障隔离开关检测到特频恒流信号幅值超过设定的阈值，进而故障定位指示器报警，故障隔离开关跳闸将故障隔离，确保非故障线路用户正常用电。

2.根据权利要求1所述的配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法，其特征在于：所述特频恒流信号源所产生电流信号的频率范围为ΙΟ-ΙΟΟΗζ，但不包括50Hz。

3.根据权利要求1所述的配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法，其特征在于：所述特频恒流信号源所产生电流信号的幅值范围设置为0. 5-3A之间。

4.根据权利要求1所述的配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法，其特征在于：所述故障定位指示器内设的特频恒流信号的阈值设置为特频恒流信号源输出电流幅值的 10%-60%。

5.根据权利要求1所述的配电线路单相接地故障定位和故障隔离方法，其特征在于：所述故障隔离开关内设的特频恒流信号的阈值设置为特频恒流信号源输出电流幅值的 10%-60%。