CN105021942B - 一种零线对接环网故障检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零线对接环网故障检测方法及系统，该方法包括：在第一待测交流电源系统零线上以通断交替变化的方式对地加上交流信号；分别对第一和第二待测交流电源系统的零线进行电流信号测量，得到第一和第二待测电流信号；判断第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同的变化规律，如果判断结果为是，则判定第一待测交流电源系统与第二待测交流电源系统之间发生零线对接环网故障，发出警告信号；如果判断结果为否，则判定第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统均正常工作。本发明具有实现简单、能及时判断出零线对接环网故障的优点，使得工作人员能快速响应进行故障处理，大大提高交流电源系统的安全可靠性。

Description

一种零线对接环网故障检测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种零线对接环网故障检测方法及系统，属于电力监测领域。

背景技术

近年来，为提高站用交流电源的供电可靠性，一般配置2台或以上站用变压器，降压后构成两段独立运行的380V供电母线。交流负载均分到两段母线，对于重要的负荷如通信电源等采用双电源供电。任何一段380V母线失压，通过ATS备投装置将380V母联开关合上，可确保站用电源可靠供电。

然而，变电站有时会出现环网故障的情况，容易导致接地故障监测灵敏度下降，影响绝缘监测装置的正常运行。目前站用交流电源的环网状态监测处于空白状态，没有定期的人工检测也没有专用装置对交流电源的环网状态进行在线监测，从而导致环网故障得不到及时处理，严重影响变电站的安全可靠运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种零线对接环网故障检测方法及系统。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种零线对接环网故障检测方法，适用于同一变电站的两个或以上交流电源系统，并且，所述各个交流电源系统相互独立运行，所述各个交流电源系统的三相变压器中性点接地线共地；

其特征在于：所述的零线对接环网故障检测方法包括以下步骤：

A、选取所述各个交流电源系统中的任意两个作为第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统，在第一待测交流电源系统的零线上以通断交替变化的方式对地加上交流信号；

B、分别对所述第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统的零线进行电流信号测量，得到第一待测电流信号和第二待测电流信号；

C、判断所述第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同的变化规律，如果判断结果为是，则判定第一待测交流电源系统与第二待测交流电源系统之间发生零线对接环网故障，发出警告信号；如果判断结果为否，则判定第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统均正常工作。

作为本发明的优选实施方式，所述步骤C中判断第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同变化规律的方法，包括以下步骤：

C1、判断所述第一待测电流信号的电流幅值和第二待测电流信号的电流幅值是否相等，如果判断结果为是，则执行步骤C2；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

C2、判断所述第一待测电流信号的电流相位和第二待测电流信号的电流相位是否相等，如果判断结果为是，则执行步骤C3；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

C3、判断所述第一待测电流信号的交流信号通断时间点与所述第二待测电流信号的交流信号通断时间点是否相同，如果判断结果为是，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律相同；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同。

一种零线对接环网故障检测系统，适用于同一变电站的两个或以上交流电源系统，并且，所述各个交流电源系统相互独立运行，所述各个交流电源系统的三相变压器中性点接地线共地；

其特征在于：所述的零线对接环网故障检测系统能够以所述各个交流电源系统中的任意两个作为第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统进行零线对接环网故障检测，其包括：

交流信号输入模块，用于在所述第一待测交流电源系统的零线上以通断交替变化的方式对地加上交流信号；

电流信号测量模块，用于分别对所述第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统的零线进行电流信号测量，得到第一待测电流信号和第二待测电流信号；

电流信号检测模块，用于判断所述第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同的变化规律，如果判断结果为是，则判定第一待测交流电源系统与第二待测交流电源系统之间发生零线对接环网故障，发出警告信号；如果判断结果为否，则判定第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统均正常工作。

作为本发明的优选实施方式，所述的电流信号检测模块包括：

电流幅值检测单元，用于判断所述第一待测电流信号的电流幅值和第二待测电流信号的电流幅值是否相等，如果判断结果为是，则执行电流相位检测单元；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

电流相位检测单元，用于判断所述第一待测电流信号的电流相位和第二待测电流信号的电流相位是否相等，如果判断结果为是，则执行通断分析单元；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

通断分析单元，用于判断所述第一待测电流信号的交流信号通断时间点与所述第二待测电流信号的交流信号通断时间点是否相同，如果判断结果为是，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律相同；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过对第一待测交流电源系统的零线以通断交替变化的方式输入交流信号，然后检测待测交流电源系统中的电流信号的变化规律，从而判断待测交流电源系统之间是否发生零线对接环路故障。本发明具有实现简单、能及时判断出零线对接环网故障的优点，使得工作人员能快速响应进行故障处理，大大提高交流电源系统的安全可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明的零线对接环网故障检测方法的流程框图；

图2为本发明的零线对接环网故障检测方法中步骤C的流程框图；

图3为本发明的零线对接环网故障检测系统的模块方框图；

图4是本发明所应用的两个待测交流电源系统的线路示意图。

具体实施方式

本发明的零线对接环网故障检测方法适用于同一变电站的两个或以上交流电源系统，并且，各个交流电源系统相互独立运行，各个交流电源系统的三相变压器中性点接地线共地。

如图1和图4所示，本发明的零线对接环网故障检测方法包括以下步骤：

A、选取各个交流电源系统中的任意两个作为第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统，在第一待测交流电源系统的零线N1上以通断交替变化的方式对地加上交流信号；

其中，通断变化的交流信号是指该信号并非一直存在于线路中，表现为一段时间内线路上有交流信号，一段时间内交流信号消失，以此为规律交替循环。

B、分别对第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统的零线N1、N2进行电流信号测量，得到第一待测电流信号和第二待测电流信号；

C、判断第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同的变化规律，如果判断结果为是，则判定第一待测交流电源系统与第二待测交流电源系统之间发生零线对接环网故障，发出警告信号；如果判断结果为否，则判定第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统均正常工作。

如图2所示，上述步骤C中判断第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同变化规律的方法，包括以下步骤：

C1、判断第一待测电流信号的电流幅值和第二待测电流信号的电流幅值是否相等，如果判断结果为是，则执行步骤C2；如果判断结果为否，则判定第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

C2、判断第一待测电流信号的电流相位和第二待测电流信号的电流相位是否相等，如果判断结果为是，则执行步骤C3；如果判断结果为否，则判定第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

C3、判断第一待测电流信号的交流信号通断时间点与第二待测电流信号的交流信号通断时间点是否相同，如果判断结果为是，则判定第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律相同；如果判断结果为否，则判定第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同。

如图3所示，本发明的零线对接环网故障检测系统能够实现上述零线对接环网故障检测方法，其包括：

交流信号输入模块，用于在第一待测交流电源系统的零线N1上以通断交替变化的方式对地加上交流信号；

电流信号测量模块，用于分别对第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统的零线N1、N2进行电流信号测量，得到第一待测电流信号和第二待测电流信号；

电流信号检测模块，用于判断第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同的变化规律，如果判断结果为是，则判定第一待测交流电源系统与第二待测交流电源系统之间发生零线对接环网故障，发出警告信号；如果判断结果为否，则判定第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统均正常工作。

其中，上述电流信号检测模块包括：

电流幅值检测单元，用于判断第一待测电流信号的电流幅值和第二待测电流信号的电流幅值是否相等，如果判断结果为是，则执行电流相位检测单元；如果判断结果为否，则判定第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

电流相位检测单元，用于判断第一待测电流信号的电流相位和第二待测电流信号的电流相位是否相等，如果判断结果为是，则执行通断分析单元；如果判断结果为否，则判定第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

通断分析单元，用于判断第一待测电流信号的交流信号通断时间点与第二待测电流信号的交流信号通断时间点是否相同，如果判断结果为是，则判定第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律相同；如果判断结果为否，则判定第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同。

本发明的检测原理为：

参见图4，正常情况下，当第一待测交流电源系统的零线N1(以下简称N1线)与第二待测交流电源系统的零线N2(以下简称N2线)之间不存在零线对接时，在N1线加信号，在N2线上是无法测到相应变化规律的信号的，然后条件对称，交换进行测量，即在N2线加信号，N1线也无法测到相应变化规律的信号。

参见图4，当如果在N1线和N2线的其中一侧加信号后另一侧能测到相应信号，此时两侧测得的待测电流信号幅值和待测电流信号相位若有一项不相同，或两侧测得的待测电流信号通断变化规律不同，则待测交流电源系统正常工作，但是若待测电流信号幅值和待测电流信号相位均相同，且待测电流信号通断变化规律相同，即在一段时间内线路上加入交流信号时，#2电流互感器能测到交流信号，而另一段时间去掉交流信号后，#2电流互感器测到的信号也同样消失，则说明N相之间存在对接，发生零线对接环网故障。

从上述内容可知，本发明的零线对接环网故障检测方法及系统通过对第一待测交流电源系统的零线输入通断变化的交流信号，然后检测待测交流电源系统中的电流信号的变化规律，从而判断待测交流电源系统之间是否发生零线对接环路故障。本发明实现简单，能及时判断出零线对接环网故障，使得工作人员能快速响应进行故障处理，大大提高安全可靠性。

本发明不局限与上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种零线对接环网故障检测方法，适用于同一变电站的两个或以上交流电源系统，并且，各个所述交流电源系统相互独立运行，各个所述交流电源系统的三相变压器中性点接地线共地；

其特征在于：所述的零线对接环网故障检测方法包括以下步骤：

A、选取各个所述交流电源系统中的任意两个作为第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统，在第一待测交流电源系统的零线(N1)上以通断交替变化的方式对地加上交流信号；

B、分别对所述第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统的零线(N1、N2)进行电流信号测量，得到第一待测电流信号和第二待测电流信号；

C、判断所述第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同的变化规律，如果判断结果为是，则判定第一待测交流电源系统与第二待测交流电源系统之间发生零线对接环网故障，发出警告信号；如果判断结果为否，则判定第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统均正常工作。

2.根据权利要求1所述的零线对接环网故障检测方法，其特征在于：所述步骤C中判断第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同变化规律的方法，包括以下步骤：

C1、判断所述第一待测电流信号的电流幅值和第二待测电流信号的电流幅值是否相等，如果判断结果为是，则执行步骤C2；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

C2、判断所述第一待测电流信号的电流相位和第二待测电流信号的电流相位是否相等，如果判断结果为是，则执行步骤C3；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

C3、判断所述第一待测电流信号的交流信号通断时间点与所述第二待测电流信号的交流信号通断时间点是否相同，如果判断结果为是，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律相同；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同。

3.一种零线对接环网故障检测系统，适用于同一变电站的两个或以上交流电源系统，并且，各个所述交流电源系统相互独立运行，各个所述交流电源系统的三相变压器中性点接地线共地；

其特征在于：所述的零线对接环网故障检测系统能够以各个所述交流电源系统中的任意两个作为第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统进行零线对接环网故障检测，其包括：

交流信号输入模块，用于在所述第一待测交流电源系统的零线(N1)上以通断交替变化的方式对地加上交流信号；

电流信号测量模块，用于分别对所述第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统的零线(N1、N2)进行电流信号测量，得到第一待测电流信号和第二待测电流信号；

电流信号检测模块，用于判断所述第一待测电流信号和第二待测电流信号是否呈相同的变化规律，如果判断结果为是，则判定第一待测交流电源系统与第二待测交流电源系统之间发生零线对接环网故障，发出警告信号；如果判断结果为否，则判定第一待测交流电源系统和第二待测交流电源系统均正常工作。

4.根据权利要求3所述的零线对接环网故障检测系统，其特征在于：所述的电流信号检测模块包括：

电流幅值检测单元，用于判断所述第一待测电流信号的电流幅值和第二待测电流信号的电流幅值是否相等，如果判断结果为是，则执行电流相位检测单元；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

电流相位检测单元，用于判断所述第一待测电流信号的电流相位和第二待测电流信号的电流相位是否相等，如果判断结果为是，则执行通断分析单元；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同；

通断分析单元，用于判断所述第一待测电流信号的交流信号通断时间点与所述第二待测电流信号的交流信号通断时间点是否相同，如果判断结果为是，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律相同；如果判断结果为否，则判定所述第一待测电流信号和第二待测电流信号的变化规律不相同。