CN110007187A

CN110007187A - 智能跳闸出口的选线装置

Info

Publication number: CN110007187A
Application number: CN201910353458.8A
Authority: CN
Inventors: 张安斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2019-07-12

Abstract

本发明公开了一种带智能跳闸出口的选线装置，包括用于检测电网电压互感器输出电压的电网电压采样电路模块、用于检测电网母线上出线零序电流的m条出线的电流采样电路模块、用于控制电网母线上出线开关跳闸动作的m条出线的跳闸出口电路模块、人机交互模块和CPU模块；其电流采样电路模块和跳闸出口电路模块按电网母线的出线一一对应。用户能够根据出线的线路及负载状况，以及单相接地故障类型，设置每条出线的跳闸时间，实现单相接地故障智能跳闸，提高应对单相接地故障的自动化水平。

Description

智能跳闸出口的选线装置

技术领域

本发明涉及电力保护设备，更具体地说是用于小电流接地系统单相接地故障的选线后智能跳闸切除故障线路的选线装置。

背景技术

我国中压配电网普遍采用小电流接地系统，单相接地故障是小电流接地系统中最常见的故障，其占总故障的80％以上，因此配电网故障的快速准确定位对于整个电力系统的安全稳定和经济运行都具有十分重要的意义。

虽然快速准确定位单相接地对于整个电力系统的安全稳定和经济运行都具有十分重要的意义，但是由于在中性点非有效接地系统中，单相接地故障并不破坏电网的三相对称性，所以国标规定单相接地可以带故障运行两小时。

一段母线上每一条出线的线路状况有所不同，就出线线路而言，有电缆线路和架空线路，架空线路有树障的架空线路、穿越柏油(水泥)路面的架空线路，电缆线路有直埋电缆线路、穿管直埋电缆线路和架空电缆线路，它们承受单相接地的能力不同，比如架空线路比电缆线路承受暂态过电压的能力强，故障点发生在架空线路时带故障运行的时间可以更长；还有单相接地故障分为很多类型，比如稳定接地就没有暂态过电压，特别是金属性接地时，系统运行两小时或者再长时间也不会对系统产生严重的后果，而间歇性弧光低阻接地对系统的冲击就会非常严重，但间歇性弧光高阻接地对系统的冲击就不会那么严重；有些高阻接地过电压小于线电压，对系统的危害很小。

另外每条出线的负载状况不同，一方面负载的级别不同，其分为一类、二类和三类，另一方面负载的电源来源情况不同，有的单电源供电，有的双电源供电并配置备自投。三类负载可以立刻切除不会造成多大损失，针对一类负载，要求保障供电不能立刻切除；有备自投的双电源供电的负载可以立即切除，并不影响负载的供电可靠性。因此，需要根据每条出线的线路状况和负载状况，以及不同类型的单相接地故障，区别对待每条线路的跳闸时间。

但是目前的跳闸出口要么立刻跳闸，要么一刀切使所有出线延迟同样的时间跳闸，不分单相接地类型，也不能根据每条出线的实际情况区别对待。随着自动化水平的提高，无人值班变电站的推广，更需要智能管理单相接地故障的跳闸。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种智能跳闸出口的选线装置，使用户能够根据出线的线路及负载状况，以及单相接地故障类型，设置每条出线的跳闸时间，实现单相接地故障智能跳闸，提高应对单相接地故障的自动化水平。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明带智能跳闸出口的选线装置的特点是：所述选线装置包括：电网电压采样电路模块、m条出线的电流采样电路模块、m条出线的跳闸出口电路模块、人机交互模块和CPU模块；所述电网电压采样电路模块用于检测电网电压互感器的输出电压；所述电流采样电路模块中的第i路采样电路用于检测电网母线上第i条出线的零序电流；所述跳闸出口电路模块中的第i位跳闸出口用于控制电网母线上第i条出线开关的跳闸动作；所述电流采样电路模块和跳闸出口电路模块按电网母线的出线一一对应。

所述CPU模块包括电流采样模块、电压采样模块、故障线路判断模块、单相接地类型判断模块、跳闸逻辑储存模块和跳闸控制模块。

在所述CPU模块中：电网发生单相接地时，电流采样模块通过电流采样电路模块获得m条出线的零序电流采样信号{I_i}，并将零序电流采样信号{I_i}传送到故障线路判断模块；

所述电压采样模块通过电压采样电路模块对电网电压信号采样，获得电网电压采样信号{U}，并将电网电压采样信号{U}传送到故障线路判断模块和单相接地类型判断模块；

所述故障线路判断模块根据所述m条出线的零序电流采样信号{I_i}进行选线，或根据所述m条出线的零序电流采样信号{I_i}}和所述电网电压采样信号{U}实施选线，获得关于第k条出线发生单相接地的选线结果，将所述选线结果发送给综合跳闸模块；

所述单相接地类型判断模块根据所述电网电压采样信号{U}获得关于单相接地类型的判断结果，将所述判断结果发送给综合跳闸模块；

所述综合跳闸模块根据所述单相接地类型的判断结果以及第k条出线发生单相接地的选线结果，依据跳闸逻辑储存模块中的第k条出线的跳闸逻辑，向跳闸出口电路模块发出跳闸信号；

所述跳闸出口电路模块的第k位跳闸出口向第k条出线开关发出跳闸命令，使第k条出线跳闸；m为不小于1的整数，i∈(1,m)，k∈(1,m)，以i表征电网母线的第i出线。

本发明智能跳闸出口的选线装置的特点也在于：所述故障线路判断模块采用相量积有功法实施选线，或采用现有常规选线方法实施选线。

本发明智能跳闸出口的选线装置的特点也在于：所述单相接地类型判断模块针对所述电网电压采样信号{U}分析计算，若电网电压有突变的暂态过程则判断为间歇性弧光接地，若电网电压没有突变的暂态过程则判断为稳定性接地。

本发明智能跳闸出口的选线装置的特点也在于：所述单相接地类型判断模块根据所述电网电压采样信号{U}获得电网中性点电压U_N，所述单相接地类型判断模块根据电网中性点电压U_N的大小估算故障点接地阻抗的阻值，包括：

若有：则单相接地为超高阻接地；

若有：则单相接地为高阻接地；

若有：则单相接地为中阻接地；

若有：则单相接地为低阻接地，

其中，U₁∈(5，15)，U₂∈(15，50)，U₃∈(U₂，95)，U₁＜U₂＜U₃。

本发明智能跳闸出口的选线装置的特点也在于：所述CPU模块中跳闸逻辑储存模块中的每一条出线的跳闸逻辑是根据出线线路、负载状况，以及单相接地类型设置跳闸时间，并将跳闸时间通过人机交互模块进行设置。

本发明智能跳闸出口的选线装置的特点也在于：所述CPU模块中跳闸逻辑储存模块用于储存每条出线发生单相接地时各种接地类型的跳闸时间；所述CPU模块中跳闸逻辑储存模块中第i条出线的各种类型的单相接地跳闸时间均不大于两小时；所述各种类型的单相接地跳闸时间包括：弧光低阻接地跳闸时间T_1i、弧光中阻接地跳闸时间T_2i、弧光高阻接地跳闸时间T_3i、弧光超高组接地跳闸时间T_4i、稳定低阻接地跳闸时间T_5i、稳定中阻接地跳闸时间T_6i、稳定高阻接地跳闸时间T_7i和稳定超高组接地跳闸时间T_8i。

本发明智能跳闸出口的选线装置的特点也在于：当针对永久性单相接地故障完成选线后，在母线处将故障相接地，对永久性单相接地实施无害化处理；在所述无害化处理的情况下，延长跳闸出口时间不大于2小时。

本发明智能跳闸出口的选线装置的特点也在于：在由所述跳闸出口电路模块驱动第k条出线跳闸后，若单相接地故障不消失，则判断为选线错误，通过重新选线获得第k₁条出线为故障线路；在重新选线过程中屏蔽第k条出线，使其不参与选线，完成重新选线后，对第k₁条出线实施跳闸，并将第k条出线合闸。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明智能跳闸出口的选线装置，使用户能够根据出线的线路及负载状况，以及单相接地故障类型，设置每条出线的跳闸时间，实现单相接地故障智能跳闸，提高应对单相接地故障的自动化水平。

2、本发明针对不同类型的单相接地故障区分对待，不仅提高了自动化水平，还提高了系统的供电可靠性和安全性。

3、本发明对于无人值班变电站的跳闸智能管理意义重大。

附图说明

图1为本发明智能跳闸出口的选线装置的原理图；

图中标号：CY为电压采样电路模块，CL为电流采样电路模块，TZ为跳闸出口电路模块，RG为人机交互模块，DL为电流采样模块，DY为电压采样模块，XL为故障线路判断模块，GT为单相接地类型判断模块，LG为跳闸逻辑储存模块，ZH为综合跳闸模块，I₁、I₂、I_i、...、I_m为零序电流，K₁、K₂、K_i、...、K_m为跳闸出口，U_a、U_b、U_c、U_Δ为电网电压互感器输出的三相电压和开口三角电压。

具体实施方式

本实施例中带智能跳闸出口的选线装置包括：电网电压采样电路模块CY、m条出线的电流采样电路模块CL、m条出线的跳闸出口电路模块TZ、人机交互模块RG和CPU模块，还包括电源模块、储存模块和告警模块等。

电网电压采样电路模块CY用于检测电网电压互感器的输出电压，电压互感器的输出电压包含三相电压U_a、U_b和U_c和开口三角电压U_Δ，相互之间存在如下关系：

因此，在具体实施例中针对电网电压信号的采集，可以是仅采集三相电压，也可以采样三相电压和开口三角电压。

对三相电压U_a、U_b和U_c采样后，通过三相电压相加获得系统中性点电压U_N，也可以通过开口三角电压U_Δ的采样获得，相互之间存在如下关系：

电流采样电路模块CL中的第i路采样电路用于检测电网母线上第i条出线的零序电流；跳闸出口电路模块TZ中的第i位跳闸出口用于控制电网母线上第i条出线开关的跳闸动作；电流采样电路模块CL和跳闸出口电路模块TZ按电网母线的出线一一对应，将一一对应进行标记且编号相同，以利于编程和设置，避免造成混乱，便于运行人员运行维护。

CPU模块包括电流采样模块DL、电压采样模块DY、故障线路判断模块XL、单相接地类型判断模块GT、跳闸逻辑储存模块LG和跳闸控制模块ZH。

在CPU模块中：电网发生单相接地时，电流采样模块DL通过电流采样电路模块CL获得m条出线的零序电流采样信号{I_i}，并将零序电流采样信号{I_i}传送到故障线路判断模块XL；零序电流采样信号{I_i}是所有电网母线上出线的零序电流采样集合。

电压采样模块DY通过电压采样电路模块CY对电网电压信号采样，获得电网电压采样信号{U}，并将电网电压采样信号{U}传送到故障线路判断模块XL和单相接地类型判断模块GT；电网电压采样信号{U}是电网电压采样的集合，或为U_a、U_b、U_c三相电压信号的采样集合，或为三相电压U_a、U_b和U_c以及开口三角电压U_Δ的采样集合。

故障线路判断模块XL根据m条出线的零序电流采样信号{I_i}进行选线，或根据m条出线的零序电流采样信号{I_i}和电网电压采样信号{U}实施选线，获得关于第k条出线发生单相接地的选线结果，将选线结果发送给综合跳闸模块ZH。

单相接地类型判断模块GT根据电网电压采样信号{U}获得关于单相接地类型的判断结果，将判断结果发送给综合跳闸模块ZH。

综合跳闸模块ZH根据单相接地类型的判断结果以及第k条出线发生单相接地的选线结果，依据跳闸逻辑储存模块LG中的第k条出线的跳闸逻辑，向跳闸出口电路模块TZ发出跳闸信号。

跳闸出口电路模块TZ的第k位跳闸出口向第k条出线开关发出跳闸命令，使第k条出线跳闸，m为不小于1的整数，i∈(1，m)，k∈(1，m)，以i表征电网母线的第i出线。

具体实施中，故障线路判断模块XL采用相量积有功法实施选线，或采用现有常规选线方法实施选线。

相量积有功选线根据m条出线的零序电流采样信号{I_i}和电网电压采样信号{U}实施选线，首先根据电网电压采样信号{U}判断故障相，然后根据故障相的电压设置一个与故障相电压相位接近的相量，计算所设置相量与零序电流采样信号{I_i}的相量积有功，故障线路第k条出线的相量积有功为正且最大，该选线可以达到百分之百的准确率。

常规选线的判据主要有以下8种：

①反映零序电压的大小；②反映工频电容电流的大小；

③反映工频电容电流的方向；④反映零序电流有功分量；

⑤反映接地时5次谐波分量；⑥反映接地故障电流暂态分量首半波；

⑦信号注入法；⑧群体比幅比相法。

但是常规选线准确率相对较低，发生误判的原因分析：由于各种干扰的影响，特别是当系统较小或是加装自动调谐的消弧线圈后，电容电流数值较小，接地点电弧电阻不稳定时，零序电流(或谐波电流)数值很小，可能被干扰淹没，其相位不一定正确，从而造成误判。工程上所采用的零序电流互感器精度太低。当原方零序电流在5A以下时，许多厂家生产的零序电流互感器，带上规定的二次负荷后，变比误差达20％以上，角误差达20′以上，当一次零序电流小于1A时二次侧基本无电流输出，无法保证接地检测的准确度，且选线检测装置用的电流变换器线性性能差，目前变电站自动化系统的选线检测元件大多按保护级选择，保护级互感器在所测电流远小于额定电流值时，综合误差难以满足要求，两级电流变换元件的总误差是造成现场误判的主要原因。工程实际中使用的零序滤序器的线性测量范围超出了实际可能的接地电容电流。

具体实施中，由单相接地类型判断模块GT针对电网电压采样信号{U}分析计算，若电网电压有突变的暂态过程则判断为间歇性弧光接地，若电网电压没有突变的暂态过程则判断为稳定性接地。

间歇性电弧接地是指在中性点不接系统中，当发生一相对地短路故障，常出现电弧，由于系统中存在电容和电感，此时可能引起线路某一部分的振荡，当电流振荡零点或工频零点时，电弧可能暂时熄灭，之后事故相电压升高后，电弧则可能重燃，这种现象为间歇性电弧接地，间歇性电弧接地弧燃时会产生突变的暂态过程。反之，没有弧燃弧熄过程的单相接地称之为稳定性单相接地。

在中性点不接地系统中，因间歇性电弧接地产生的过电压较高，且持续时间长，可能危及设备绝缘，甚至引起相间短路。相关研究采用仿真计算的方法，研究了10kV和35kV系统的间歇性电弧接地过电压，计算结果表明过电压的大小与系统参数、接地电弧的熄弧时间、电弧重燃次数和弧道电阻等因素有关。

具体实施例中，单相接地类型判断模块GT根据电网电压采样信号{U}获得电网中性点电压U_N，单相接地类型判断模块GT根据电网中性点电压U_N的大小估算故障点接地阻抗的阻值，包括：

若有：则单相接地为超高阻接地；

若有：则单相接地为高阻接地；

若有：则单相接地为中阻接地；

若有：则单相接地为低阻接地，

在电压互感器的二次电压中，开口三角电压

行业内以电压互感器开口三角电压大于15V才认为系统发生单相接地，根据运行经验，架空线路导线断线并接地在干燥的水泥路面或者柏油路面时，这种单相接地往往开口三角电压小于15V，特别是柏油路面甚至只有几伏，这种接地虽然过电压很低对电网运行不构成危害，但对故障点跨步电压较高周围人身产生危害，所以对这种接地要告警，常规选线方法是无能为力的，相量积有功选线可以实施选线告警。

对于开口三角电压小于15V的接地我们称之为超高组接地，对应的电压范围在5V到15V之间，针对架空线路且穿过水泥、柏油路面的系统设置；对于全有直埋电缆线路构成的系统，超高组接地状况可以忽略。

对于同一个接地阻值的接地，系统电容电流越大，开口三角电压越小；所以U₁值的选择系统电容电流越大，取值越低；同时U₁值的选择还要考虑系统三相不平衡的影响，系统电容电流越大U₁值的选择月靠近5V，在具体实施中，U₁值的选择要根据实际电网系统电容电流的大小来确定。

具体实施例中，U₂的取值同样根据系统的电容电流大小进行选择，同一个接地阻值的单相接地，系统电容电流越大开口三角的电压越高，系统电容电流越小开口三角电压越低，分析如下：单相接地故障点的接地阻抗Z_G为：

单相接地故障时，在故障相电压故障相对地电压U_Φ和中性点对地电压U_N三个矢量构成的直角三角形中，θ为故障相电压与中性点对地电压U_N的夹角，故：

所以故障点的接地阻抗Z_G又可以为：

对于某种运行方式下的系统，其故障相电压是已知的，根据系统中性点电压即可计算出Z_G的值如下式：

在单相接地故障时，U_Φ、U_N构成直角三角形，已知，由U_Φ可以推算出U_N，也可以由U_N推算出U_Φ，因此：单相接地故障时，三相对地电压、中性点电压、故障点接地阻抗/系统对地容抗是完全对应的关系，有什么样的Z_G/X_C值，就有对应的系统对地电压，只要知道任何一个系统的对地电压，都可以推导出另外的对地电压，并能推导出接地阻抗值，其间的特征关系如表一。

表一：单相接地阻值比系统容抗与开口三角电压关系

UΔ	100	96.00	93.03	85.73	75.83	63.63	49.50	41.85	33.86	25.62	17.20	15.48	13.77
														U<sub>N</sub>	57.7	55.43	53.71	49.5	43.78	36.74	28.58	24.16	19.55	14.79	9.93	8.94	7.95
Z<sub>G</sub>/X<sub>C</sub>	0	0,06	0,12	0,19	0,28	0,4	0,58	0,71	0,92	1,24	1,89	2,11	2,35

例如10kV65A的系统，对地容抗X_C＝265.39Ω，接地阻值Z_G＝150Ω时开口三角电压U_Δ＝50V，而对于10kV30A的系统，对地容抗X_C＝575Ω，而接地阻值Z_G＝150Ω时开口三角电压U_Δ约43.7V。显然，同一个接地阻值的单相接地，系统电容电流越大开口三角的电压越高，系统电容电流越小开口三角电压越低，因此U₂值的选择依据具体的系统而定。在U₂确定后，U₃随之得以确定。

CPU模块中跳闸逻辑储存模块LG中的每一条出线的跳闸逻辑是根据出线线路、负载状况，以及单相接地类型设置跳闸时间，并将跳闸时间通过人机交互模块RG进行设置。

就出线线路而言，有电缆线路和架空线路；架空线路有树障的架空线路、穿越柏油(水泥)路面的架空线路；电缆线路有直埋电缆线路、穿管直埋电缆线路和架空电缆线路。它们承受单相接地的能力不同，比如架空线路就比电缆线路承受暂态过电压的能力强，故障点发生在架空线路就可以带故障运行的时间可以更长。

电缆线路本体发生单相接地都要快速切除故障线路，因为单相接地有电流流过故障点发热，时间长了会把电缆相间的绝缘破坏造成相间短路，影响设备安全；而电缆接头处发生单相接地属于架空线路性质的单相接地，耐受单相接地的冲击能力变强，穿管直埋电缆线路和架空电缆线路发生单相接地故障，基本上是电缆接头发生单相接地。

电缆线路的运行经验表明：电缆本体发生单相接地的可能性极小，除非电缆本体绝缘被外力破坏，绝大多数是电缆接头处发生单相接地，这是因为电缆本体是负压生产其绝缘防老化性能良好，而电缆接头是现场制作，水珠、空气进入绝缘层里老化特别快。

出线负载分为一类、二类和三类负荷，有的负载双电源供电无备自投，有的负载双电源供电并配置备自投，有的负载就是单电源供电，需要区分对待。

对于一段母线来说有几条或十几条出线，有的出线可能是电缆线路，有的出线是架空线路，有的出线是架空线路和电缆的混合线路；有的出线长度可能几百米，有的出线长度几千米几十千米；有的出线只带一个负载，有的出线带几个负载。

中性点非有效接地系统，单相接地故障并不破坏电网的三相对称性，所以国家标准规定单相接地可以带故障运行2小时。随着电缆线路的应用，一些地方规定电缆线路发生单相接地最大运行时间半个小时；国标规定6、10kV电容电流＞30A采取消弧措施，有些行业比如煤炭行业规定电缆线路电容电流＞10A就要采取消弧措施，这些都是运行经验总结的结果。

按照暂态过程分类，间歇性弧光接地有暂态过程，而稳定性接地没有激烈的暂态过程；稳定性接地的接地阻抗虽然会发生变化，但是这种变化是连续的，所以没有激烈的暂态过程；间歇性弧光接地由于弧燃弧熄，暂态过程激烈，暂态过电压对系统的冲击较大，应尽量缩短其持续的时间，也就是说对于间歇性弧光接地尽量以最短时间来跳闸切除故障线路。系统金属性接地可以归为稳定性接地的低阻接地。

对于直埋电缆线路本体发生单相接地都是低阻接地，高阻接地发生在电缆接头；对于架空线路，树障接地、断线接地在柏油路面(水泥路面)都是高阻接地；

高阻接地的过电压水平低，有时会小于线电压，当然我们也可以按照过电压的大小来对单相接地的类型分类，例如以过电压大于相电压和小于线电压划分。

因此，对于一段母线上不同出线区分对待，不同类型的单相接地，实施不同的跳闸时间，有利于电网提高供电可靠性和安全性，对每一条出线设置不同的跳闸出口逻辑势在必行。

具体实施中，CPU模块中跳闸逻辑储存模块LG用于储存每条出线发生单相接地时各种接地类型的跳闸时间；CPU模块中跳闸逻辑储存模块LG中第i条出线的各种类型的单相接地跳闸时间均不大于两小时；各种类型的单相接地跳闸时间包括：弧光低阻接地跳闸时间T_1i、弧光中阻接地跳闸时间T_2i、弧光高阻接地跳闸时间T_3i、弧光超高组接地跳闸时间T_4i、稳定低阻接地跳闸时间T_5i、稳定中阻接地跳闸时间T_6i、稳定高阻接地跳闸时间T_7i和稳定超高组接地跳闸时间T_8i。

实施例1：10kV系统5条母线出线，出线全部为架空线路，且第3条和第5条出线多处横跨柏油路面，第2、4、5条出线的负载为二类负载。

由于所有线路均为架空线路，系统耐受弧光接地过电压的能力较强，因此，除第3、5条出线的超高阻接地，其它各种类型的单相接地可以取规定最大运行时间2小时。

第3、5条出线发生高阻接地时，有可能在路面上，带单相接地运行对人身安全有严重危害；第3条出线的负载为三类负载，所以第3条出线的T₄₀₃、T₈₀₃的跳闸时间设置为10分钟。

第5条出钱的负载为二类负载，如果负载端是双电源，则第5条出线的T₄₀₅、T₈₀₅的跳闸时间设置为0秒。

实施例2：10kV系统6条母线出线，出线全部为直埋电缆线路，且所有出线的负载均为双电源供电。

因为负载均为双电源供电，切除故障线路对负载的供电没有影响，因此可以0秒切除故障线路，所以每条出线各种类型单相接地的跳闸时间均为0秒；屏蔽超高组接地接地，超高阻接地跳闸时间为无穷大。

实施例3：10kV系统5条母线出线，第1、2、3条为电缆出线，第4、5条出线为架空线路。

对于第1、2、3条出线，高阻接地不是电缆本体发生单相接地，故障点在电缆接头处，因此第1、2、3条出线高阻接地时，可以较长时间运行，设置为2小时；对于中阻、低阻接地有可能是电缆本体发生单相接地，所以发生单相接地后设置30分钟的延时跳闸；屏蔽超高组接地，设置超高阻接地跳闸时间为无穷大。

对于第4、5条出线，架空线路承受单相接地的能力较强，稳定性接地低阻、中阻、高阻接地设置为继续运行时间2小时，弧光高阻接地设置为继续运行时间2小时，弧光低阻、中阻接地设置为继续运行时间1小时，弧光和稳定超高组接地设置为继续运行时间2小时，则设置如下：

第1条出线的跳闸逻辑为：T₁₀₁＝30分钟，T₂₀₁＝30分钟，T₃₀₁＝120分钟，T₄₀₁＝∞，

T₅₀₁＝30分钟，T₆₀₁＝30分钟，T₇₀₁＝120分钟，T₈₀₁＝∞；

第2条出线的跳闸逻辑为：T₁₀₂＝30分钟，T₂₀₂＝30分钟，T₃₀₂＝120分钟，T₄₀₂＝∞，T₅₀₂＝30分钟，T₆₀₂＝30分钟，T₇₀₂＝120分钟，T₈₀₂＝∞；

第3条出线的跳闸逻辑为：T₁₀₃＝30分钟，T₂₀₃＝30分钟，T₃₀₃＝120分钟，T₄₀₃＝∞，T₅₀₃＝30分钟，T₆₀₃＝30分钟，T₇₀₃＝120分钟，T₈₀₃＝∞；

第4条出线的跳闸逻辑为：T₁₀₄＝60分钟，T₂₀₄＝60分钟，T₃₀₄＝120分钟，T₄₀₁＝120分钟，T₅₀₄＝120分钟，T₆₀₄＝120分钟，T₇₀₄＝120分钟，T₈₀₄＝120分钟；

第5条出线的跳闸逻辑为：T₁₀₅＝60分钟，T₂₀₅＝60分钟，T₃₀₅＝120分钟，T₄₀₅＝120分钟，T₅₀₅＝120分钟，T₆₀₅＝120分钟，T₇₀₅＝120分钟，T₈₀₅＝120分钟。

当针对永久性单相接地故障完成选线后，在母线处将故障相接地，对永久性单相接地实施无害化处理；在无害化处理的情况下，延长跳闸出口时间不大于2小时。

对于永久性单相，在母线处将故障相接地，使得故障相对地电压为0，且把故障点的电容电流转移到母线故障相接地处，降低了故障点的跨步电压，金属性接地没有暂态过程，是一个稳定的接地，可以把单相接地无害化处理，系统可以安全运行，因此可以适当延长跳闸时间，延长多少时间应根据具体的系统情况而定。

在由跳闸出口电路模块TZ驱动第k条出线跳闸后，若单相接地故障不消失，则判断为选线错误，通过重新选线获得第k₁条出线为故障线路；在重新选线过程中屏蔽第k条出线，使其不参与选线，完成重新选线后，对第k₁条出线实施跳闸，并将第k条出线合闸。

如果使用常规选线的方法，很难选准故障线路，当误判故障线路时，通过重新选线来克服常规选线的缺陷，在重新选线时第k条出线已经确认不是故障线路，需要屏蔽第k条出线为故障线路。

Claims

1.一种带智能跳闸出口的选线装置，其特征是：所述选线装置包括：电网电压采样电路模块(CY)、m条出线的电流采样电路模块(CL)、m条出线的跳闸出口电路模块(TZ)、人机交互模块(RG)和CPU模块；所述电网电压采样电路模块(CY)用于检测电网电压互感器的输出电压；所述电流采样电路模块(CL)中的第i路采样电路用于检测电网母线上第i条出线的零序电流；所述跳闸出口电路模块(TZ)中的第i位跳闸出口用于控制电网母线上第i条出线开关的跳闸动作；所述电流采样电路模块(CL)和跳闸出口电路模块(TZ)按电网母线的出线一一对应。

所述CPU模块包括电流采样模块(DL)、电压采样模块(DY)、故障线路判断模块(XL)、单相接地类型判断模块(GT)、跳闸逻辑储存模块(LG)和跳闸控制模块(ZH)。

在所述CPU模块中：电网发生单相接地时，电流采样模块(DL)通过电流采样电路模块(CL)获得m条出线的零序电流采样信号{I_i}，并将零序电流采样信号{I_i}传送到故障线路判断模块(XL)；

所述电压采样模块(DY)通过电压采样电路模块(CY)对电网电压信号采样，获得电网电压采样信号{U}，并将电网电压采样信号{U}传送到故障线路判断模块(XL)和单相接地类型判断模块(GT)；

所述故障线路判断模块(XL)根据所述m条出线的零序电流采样信号{I_i}进行选线，或根据所述m条出线的零序电流采样信号{I_i}和所述电网电压采样信号{U}实施选线，获得关于第k条出线发生单相接地的选线结果，将所述选线结果发送给综合跳闸模块(ZH)；

所述单相接地类型判断模块(GT)根据所述电网电压采样信号{U}获得关于单相接地类型的判断结果，将所述判断结果发送给综合跳闸模块(ZH)；

所述综合跳闸模块(ZH)根据所述单相接地类型的判断结果以及第k条出线发生单相接地的选线结果，依据跳闸逻辑储存模块(LG)中的第k条出线的跳闸逻辑，向跳闸出口电路模块(TZ)发出跳闸信号；

所述跳闸出口电路模块(TZ)的第k位跳闸出口向第k条出线开关发出跳闸命令，使第k条出线跳闸；m为不小于1的整数，i∈(1,m)，k∈(1,m)，以i表征电网母线的第i出线。

2.根据权利要求1所述的智能跳闸出口的选线装置，其特征是：所述故障线路判断模块(XL)采用相量积有功法实施选线，或采用现有常规选线方法实施选线。

3.根据权利要求1所述的智能跳闸出口的选线装置，其特征是：所述单相接地类型判断模块(GT)针对所述电网电压采样信号{U}分析计算，若电网电压有突变的暂态过程则判断为间歇性弧光接地，若电网电压没有突变的暂态过程则判断为稳定性接地。

4.根据权利要求1所述的智能跳闸出口的选线装置，其特征是：所述单相接地类型判断模块(GT)根据所述电网电压采样信号{U}获得电网中性点电压U_N，所述单相接地类型判断模块(GT)根据电网中性点电压U_N的大小估算故障点接地阻抗的阻值，包括：

若有：则单相接地为超高阻接地；

若有：则单相接地为高阻接地；

若有：则单相接地为中阻接地；

若有：则单相接地为低阻接地，

其中，U₁∈(5，15)，U₂∈(15，50)，U₃∈(U₂，95)，U₁<U₂<U₃。

5.根据权利要求1所述的智能跳闸出口的选线装置，其特征是：所述CPU模块中跳闸逻辑储存模块(LG)中的每一条出线的跳闸逻辑是根据出线线路、负载状况，以及单相接地类型设置跳闸时间，并将跳闸时间通过人机交互模块(RG)进行设置。

6.根据权利要求1所述的智能跳闸出口的选线装置，其特征是：所述CPU模块中跳闸逻辑储存模块(LG)用于储存每条出线发生单相接地时各种接地类型的跳闸时间；所述CPU模块中跳闸逻辑储存模块(LG)中第i条出线的各种类型的单相接地跳闸时间均不大于两小时；所述各种类型的单相接地跳闸时间包括：弧光低阻接地跳闸时间T_1i、弧光中阻接地跳闸时间T_2i、弧光高阻接地跳闸时间T_3i、弧光超高组接地跳闸时间T_4i、稳定低阻接地跳闸时间T_5i、稳定中阻接地跳闸时间T_6i、稳定高阻接地跳闸时间T_7i和稳定超高组接地跳闸时间T_8i。

7.根据权利要求1所述的智能跳闸出口的选线装置，其特征是：当针对永久性单相接地故障完成选线后，在母线处将故障相接地，对永久性单相接地实施无害化处理；在所述无害化处理的情况下，延长跳闸出口时间不大于2小时。

8.根据权利要求1所述的智能跳闸出口的选线装置，其特征是：在由所述跳闸出口电路模块(TZ)驱动第k条出线跳闸后，若单相接地故障不消失，则判断为选线错误，通过重新选线获得第k₁条出线为故障线路；在重新选线过程中屏蔽第k条出线，使其不参与选线，完成重新选线后，对第k₁条出线实施跳闸，并将第k条出线合闸。