CN107132444A - 一种小电流接地故障选线系统 - Google Patents

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冯忠奎
王辉
周刚
刘泊辰
徐天锡
刘刚
刘广
张卫东
王毅
崔炎
孟庆刚
周宝凤
张学绢
高原
马力远
昝浩
张海强
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Abstract

本发明公开了一种小电流接地故障选线系统。它由信号发生器和信号探测仪两部分组成；当小电流接地故障选线系统检测到发生单相接地故障时，信号发生器通过TV二次侧向故障相发送一种已知非周期脉冲信号；各条线路的零序电流互感器TA的输出接至信号探测仪的输入端；信号探测仪滤除各种干扰信号，提取各条线路已知非周期工作脉冲信号；比较各条线路已知非周期工作脉冲信号大小，脉冲信号最大者，为故障线路。

Description

一种小电流接地故障选线系统
技术领域
本发明涉及电力系统输变电技术领域，特别涉及一种小电流接地故障选线系统。
背景技术
小接地电流系统发生单相接地故障时，电力系统允许继续运行一段时间。但是小电流接地故障选线系统必须发出报警信号，选出故障线路，由运行值班人员做出相应处理，最后对故障线路进行停电检修。小电流接地故障选线系统判断出是否发生单相接地故障很容易实现。但是，由于小接地电流系统发生单相接地故障时的容性电流较小，判断出哪一条线路发生故障就很困难。至今国内外还没有十分有效的办法解决。
专利CN93111309.1提出了一种外加交流信号的小电流接地故障选线系统。即：从电力系统母线上电压互感器TV的二次侧加入一个介于两个谐波之间的正弦交流信号。由于TV的中性点接地，这样，外加的正弦交流信号在TV的接地点和单相短路接地点之间形成电流回路，然后用探测仪检测该正弦交流信号的流向，从而检测出故障线路。为了躲避电力系统工频信号和各种谐波信号的干扰，外加正弦信号的工作频率选择电力系统两个谐波之间的频率，以便探测仪能够区分外加工作信号与谐波信号。由于工作频率与谐波频率很接近，探测仪要滤除谐波信号，提取外加工作信号，就十分困难。这些都影响到系统的探测效果。
专利CN100401079C提出了一种外加脉冲信号的方法。提高小电流接地故障选线的灵敏度。该专利提出外加脉冲信号的特征是：脉冲信号的脉冲宽度小于5毫秒；脉冲周期大于20毫秒；脉冲宽度和脉冲周期可手动调节和自动调节。或者信号发生器按一定的时间间隔发出N种不同周期的脉冲信号,其中N≥2。尽管在一定的时间间隔有N种不同周期，在其某种周期脉冲时间段内毕竟还是周期脉冲。电力系统中的非周期性质的干扰，比较容易消除。电力系统周期性干扰信号一般比较大，不容易消除。因此，工作信号是周期性质的，很容易受到干扰，工作信号不容易提取出来。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供一种外加已知非周期脉冲信号，以便探测仪更容易提取工作信号，灵敏度高的小电流接地故障选线系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明小电流接地故障选线系统由信号发生器和信号探测仪两部分组成。
本发明的有益效果为：工作信号是已知特征的非周期性质的信号，受到电力系统非周期干扰时，比较容易把工作信号提取出来。如果工作信号是已知特征的非周期性质的信号，受到电力系统周期干扰时，也容易把工作信号提取出来。信号发生器通过TV二次侧向故障相发送一种已知非周期脉冲信号，可提高小电流接地故障选线系统检测灵敏度。
附图说明
图1示出信号发生器的三个输出端分别与母线上电压互感器TV二次侧a、b、c相的连接方式。
图2表示信号发生器发出脉冲信号的波形。
其中，1.信号发生器。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
本发明小电流接地故障选线系统由信号发生器和信号探测仪两部分组成。
图1示出信号发生器的三个输出端分别与母线上电压互感器TV二次侧a、b、c相的连接方式。小电流接地故障选线系统测量TV二次侧a、b、c三相电压的大小，当某一相电压下降，另两相电压升高时，判别电力系统发生单相接地故障，并且电压下降的相别为故障相别。
当小电流接地故障选线系统检测到发生单相接地故障时，信号发生器通过TV二次侧向故障相发送一种图2所示的已知非周期脉冲信号。图2所示的已知非周期脉冲信号的脉冲宽度时间都是相同的，都是t1。已知非周期脉冲信号的两个脉冲之间的时间距离用t2表示，至少从脉冲序列中任意取M(M＞10)个脉冲，其任意两个脉冲之间的t2都不相同。
由于电压互感器TV对脉冲信号的传变是利用了电感的暂态过程，不同脉冲宽度t1的脉冲信号在不同的电力系统中的传变效果是不一样的。针对不同的电力系统，调整脉冲信号的脉冲宽度t1，可以使脉冲信号的传变效果和故障选线系统的整体灵敏度达到最佳。
研究表明，如果信号发生器发出脉冲信号，并且脉冲信号的宽度t1较窄，则在同等功率条件下，信号的幅值就可大大加大。信号探测仪检测的是外加信号的电流幅值，外加的脉冲信号宽度较小但幅值很大，可大大提高故障选线系统的灵敏度。
TV的中性点接地，外加的脉冲信号在TV的接地点和单相短路接地点之间形成电流回路，脉冲信号的流向如图1中虚线所示，故障线路的脉冲电流较大。非故障线路有脉冲泄漏电流，电流比较小。比较所有线路的脉冲电流大小，脉冲电流最大者为故障线路。
图1表示信号探测仪从输电线路的零序TA接收脉冲信号的一种方式。各条线路的零序电流互感器TA的输出接至信号探测仪的输入端SXn(n＝1,2,…N)。一种信号探测仪数据采集单元，对信号探测仪的输入端SXn(n＝1,2,…N)的所有信号进行实时采集，采集的数据送处理器；处理器计算、处理采集的数据；信号探测仪滤除工频分量、各次谐波分量和各种干扰信号，提取各条线路已知非周期工作脉冲信号。比较各条线路已知非周期工作脉冲信号大小，脉冲信号最大者，为故障线路。信号探测仪发出故障线路判断结果。
电力系统中的干扰信号，主要是各种高次谐波，要把一种与谐波频率很接近，又与谐波具有相同特征的正弦交变电流信号检测出来是十分困难的。要把谐波正弦交流信号和脉冲信号分辨出来就容易多了。采用脉冲信号作为外加工作信号，能够提高信号探测仪的检测灵敏度。
电力系统中的非周期性质的干扰，比较容易消除。电力系统周期性干扰信号一般比较大，不容易消除。因此，工作信号是周期性质的，很容易受到干扰，工作信号不容易提取出来。如果工作信号是已知特征的非周期性质的信号，受到电力系统非周期干扰时，比较容易把工作信号提取出来。如果工作信号是已知特征的非周期性质的信号，受到电力系统周期干扰时，也容易把工作信号提取出来。可见，本发明信号发生器通过TV二次侧向故障相发送一种已知非周期脉冲信号，可提高小电流接地故障选线系统检测灵敏度。
本发明的一种小电流接地故障选线方法，完全可以实现，有广阔应用前景。

Claims (2)

1.一种小电流接地故障选线系统，其特征是：它由信号发生器和信号探测仪两部分组成；当小电流接地故障选线系统检测到发生单相接地故障时，信号发生器通过TV二次侧向故障相发送一种已知非周期脉冲信号；
各条线路的零序电流互感器TA的输出接至信号探测仪的输入端；信号探测仪数据采集单元，对信号探测仪的输入端SXn(n＝1,2,…N)的所有信号进行实时采集，采集的数据送处理器；处理器计算、处理采集的数据；信号探测仪滤除各种干扰信号，提取各条线路已知非周期工作脉冲信号；比较各条线路已知非周期工作脉冲信号大小，脉冲信号最大者，为故障线路；信号探测仪发出故障线路判断结果。
2.如权利要求1所述的一种小电流接地故障选线系统，其特征是：已知非周期脉冲信号的脉冲宽度时间都是相同的，都是t1；已知非周期脉冲信号的两个脉冲之间的时间距离t2，至少从脉冲序列中任意取M(M＞10)个脉冲，其任意两个脉冲之间的t2都不相同。
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