CN103605039A - 一种用于检测单相接地故障的电流序列信号方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检测单相接地故障的电流序列信号方法，该方法是通过在配电系统线路上的正常负荷电流上叠加检测电流，该电流是由不对称电流源提供的，该不对称电流源包括有单片机、接地故障检测装置、信号发生器、三个真空开关、一个高压二极管以及限流电阻，其步骤为：⑴线路安装；⑵信号发生器设定；⑶配电终端设定；⑷故障检测。本发明中所涉及的检测电流包含多个脉冲序列（>6），△t=0.25*Mx秒，Mx>3，当配电线路发生单相接地故障时，该电流序列信号的间隔时间作为单相接地故障检测的依据，从而可以准确地实现单相接地故障的判断，检测信号特征明显，易于线路故障检测设备进行特征提取和判断，准确率高。
Description
一种用于检测单相接地故障的电流序列信号方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力自动化检测领域，尤其是一种用于检测单相接地故障的电流序列信号方法。
背景技术
[0002]目前中国大多数配电网采用的是中性点不直接接地系统，这类系统发生单相接地故障时，因故障电流较小，故障特征复杂，因而故障点的查找非常困难。传统的单相接地故障检测方法所依据的是高频特征信号，对线路会造成危害，且衰减较快，影响单相接地故障检测准确性。因此，急需一种特征明显、对线路正常运行影响小的特征信号作为单相接地故障检测的依据。
[0003] 经检索，发现一篇与本专利申请内容相关的专利文献:公开号为CN101387682的中国专利提供了一种基于剩余电流谐波分量的单相接地故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤:1)对馈线的电流进行持续采样和计算，获得馈线剩余电流的采样值序列；2)将所述馈线剩余电流当前时刻之前N个周波的采样值序列进行平均，得到平均采样值序列，N为正整数；3)将当前采样得到的一个周波的采样值序列，减去所述平均采样值序列，得到故障增量序列；4)利用傅立叶变换计算所述故障增量序列的三次谐波的幅值和相位以及基波的幅值和相位，用所述三次谐波的相位减去所述基波的相位，得到馈线剩余电流的相位差；5)如果所述馈线剩余电流的相位差进入预先设定的阈值范围1，判断该条馈线发生疑似接地故障；6)判别所述疑似接地故障的持续时间及发生次数，确定故障事件为:接地故障、间歇性接地故障、暂态事件或噪声。
[0004] 经对比，上述专利文献与本专利申请内容有较大不同。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、准确可靠、效率较高的用于检测单相接地故障的电流序列信号方法。
[0006] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0007] —种用于检测单相接地故障的电流序列信号方法，该方法是通过在配电系统线路上的正常负荷电流上叠加检测电流，该电流是由不对称电流源提供的，该不对称电流源包括有单片机、接地故障检测装置、信号发生器、三个真空开关、一个高压二极管以及限流电阻，其具体步骤为:
[0008] ⑴线路安装:所述不对称电流源位于变电所或配电线路馈线出口处，其内的单片机输入端安装接地故障检测装置，单片机输出端分别并接三个真空开关，三个真空开关的一侧分别对应连接线路上的三相，三个真空开关的另一侧共同依次串接高压二极管和限流电阻，限流电阻接地，在三个真空开关与高压二极管之间的电路上安装有信号发生器；
[0009] ⑵信号发生器设定:将信号发生器输出的每个电流信号设置为6个以上的工频波形组成的脉冲序列信号；[0010] (3)配电终端设定:将配电终端内安装特征信号检测装置，该特征信号检测装置与信号发生器发出的电流信号匹配设定，使其可接收信号发生器输出的脉冲序列信号；
[0011] ⑷故障检测:当配电线路发生单相接地故障时，接地故障检测装置进行故障研判，并根据故障特征控制与相应的真空开关闭合，接通不对称电流源，并由信号发生器对该相线路叠加检测电流，该检测电流流经故障相线路、接地故障点、然后接地返回不对称电流源形成电流回路。
[0012] 而且，所述叠加的检测电流包括多个脉冲序列信号，每个脉冲序列信号由η个连续的工频电流组成。
[0013] 而且，步骤⑵中每相邻的两个脉冲序列信号之间的时间间隔设定为Λ t=0.25*Mx秒。
[0014] 而且，所述η为6个以上。
[0015] 而且，所述不对称电流源通过PT采集信号，该信号传输到接地故障检测装置，在接地故障检测装置与单片机输入端的连接电路上还依次安装有避雷器和变送器。
[0016] 本发明的优点和积极效果是:
[0017] 1、本发明中所涉及的检测电流包含多个脉冲序列(>6)，Λ t=0.25*Mx秒，Mx>3,当配电线路发生单相接地故障时，该电流序列信号的间隔时间作为单相接地故障检测的依据，从而可以准确地实现单相接地故障的判断，检测信号特征明显，易于线路故障检测设备进行特征提取和判断，准确率高。该脉冲序列信号不影响配电线路正常运行，克服了传统检测时高频信号衰减快、影响线路稳定运行的缺点。
[0018] 2、本发明采用的不对称电流源在配电系统正常运行时与一次线路完全隔离，使用安全，同时该不对称电流源产生的信号时低频纯阻性的，还可以消除谐振，抑制过电压，降低过电压对系统的危害的同时提供了一种信号特征明显的检测电流，便于配电终端接收识另O，由此使检测方法不会因运行方式、拓补结构、中性点接地方式的影响，检测准确率高。
具体实施方式
[0019] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0020] 一种用于检测单相接地故障的电流序列信号方法，该方法是通过在配电系统线路上的正常负荷电流上叠加检测电流，该电流是由不对称电流源提供的，该不对称电流源包括有单片机、接地故障检测装置、信号发生器、三个真空开关、一个高压二极管以及限流电阻，所述叠加的检测电流包括多个脉冲序列信号，每个脉冲序列信号由η个连续的工频电流组成，其具体步骤如下:
[0021 ] ⑴线路安装:所述不对称电流源位于变电所或配电线路馈线出口处，其内的单片机输入端安装接地故障检测装置，不对称电流源通过PT采集信号，该信号传输到接地故障检测装置，在接地故障检测装置与单片机输入端的连接电路上还依次安装有避雷器和变送器，单片机输出端分别并接三个真空开关，三个真空开关的一侧分别对应连接线路上的三相，三个真空开关的另一侧共同依次串接高压二极管和限流电阻，限流电阻接地，在三个真空开关与高压二极管之间的电路上安装有信号发生器；
[0022] ⑵信号发生器设定:将信号发生器输出的每个电流信号设置为6个以上的工频波形组成的脉冲序列信号，由于单个脉冲时间为0.02秒，所述η为6个以上，由此确保叠加信号稳定；每相邻的两个脉冲序列信号之间的时间间隔设定为Λ t=0.25*Mx秒，由此保证检测到信号为故障信号，使得接地故障检测准确；
[0023] ⑶配电终端设定:将配电终端内安装特征信号检测装置，该特征信号检测装置与信号发生器发出的电流信号匹配设定，使其可接收信号发生器输出的脉冲序列信号；
[0024] ⑷故障检测:当配电线路发生单相接地故障时，接地故障检测装置进行故障研判，并根据故障特征控制相应的真空开关闭合，接通不对称电流源连接，并由信号发生器对该相线路叠加检测电流，该检测电流流经故障相线路、接地故障点、然后接地返回不对称电流源形成电流回路。
[0025] 当发生单相接地故障时，只有故障点和不对称电流源之间的故障终端会发生动作，因此可以判断出故障线路和具体的故障点；非故障线路上的配电终端不发生动作，故障线路上的配电终端发生动作；在故障线路上，故障点位于相邻的发生动作的配电终端和没发生动作的配电终端之间。
[0026] 尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。
Claims (5)
1.一种用于检测单相接地故障的电流序列信号方法，其特征在于:所述用于检测单相接地故障的电流序列信号方法是通过在配电系统线路上的正常负荷电流上叠加检测电流，该电流是由不对称电流源提供的，该不对称电流源包括有单片机、接地故障检测装置、信号发生器、三个真空开关、一个高压二极管以及限流电阻，其具体步骤为: ⑴线路安装:所述不对称电流源位于变电所或配电线路馈线出口处，其内的单片机输入端安装接地故障检测装置，单片机输出端分别并接三个真空开关，三个真空开关的一侧分别对应连接线路上的三相，三个真空开关的另一侧共同依次串接高压二极管和限流电阻，限流电阻接地，在三个真空开关与高压二极管之间的电路上安装有信号发生器； ⑵信号发生器设定:将信号发生器输出的每个电流信号设置为6个以上的工频波形组成的脉冲序列信号； ⑶配电终端设定:将配电终端内安装特征信号检测装置，该特征信号检测装置与信号发生器发出的电流信号匹配设定，使其可接收信号发生器输出的脉冲序列信号； ⑷故障检测:当配电线路发生单相接地故障时，接地故障检测装置进行故障研判，并根据故障特征控制相应的真空开关闭合，接通不对称电流源，并由信号发生器对该相线路叠加检测电流，该检测电流流经故障相线路、接地故障点、然后接地返回不对称电流源形成电流回路。
2.根据权利要求1所述的用于检测单相接地故障的电流序列信号方法，其特征在于:所述叠加的检测电流包括多个脉冲序列信号，每个脉冲序列信号由η个连续的工频电流组成。
3.根据权利要求1所述的用于检测单相接地故障的电流序列信号方法，其特征在于:步骤⑵中每相邻的两个脉冲序列信号之间的时间间隔设定为Λ t=0.25*Mx秒。
4.根据权利要求2所述的用于检测单相接地故障的电流序列信号方法，其特征在于:所述η为6个以上。
5.根据权利要求1所述的用于检测单相接地故障的电流序列信号方法，其特征在于:所述不对称电流源通过PT采集信号，该信号传输到接地故障检测装置，在接地故障检测装置与单片机输入端的连接电路上还依次安装有避雷器和变送器。
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