CN110579671A - 一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，所述单相接地故障检测系统包括注入信号生成单元、开关、晶闸管、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元；所述单相接地故障检测系统先根据相电压初步判断线路是否发生单相接地故障，在注入信号，采集电流信号，经过分析计算，进一步准确判断是否发生单相接地故障，进而保证所述线路的可靠性。本发明提供一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统和方法，能够准确判断单相接地故障，避免故障的漏判、误判。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统及其方法。
背景技术
随着科技的不断发展，人们对电能的使用越来越多，同时对电能的要求越来越多，输配电线路作为电能传输的重要载体，其安全可靠的工作是保证电能供应的重要因数。接地故障是电力系统经常发生的故障之一，当发生接地故障后若不及时解决处理，会给人们的生产生活造成严重的后果甚至灾难。目前人们采用各种检测方法检测接地故障，但会因故障距离随机、接地电阻大导致信号强度不足而出现漏判，会因系统负荷波动或电力设备投切导致的暂态信号出现误判。
本发明提出一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，先根据相电压初步判断线路是否发生单相接地故障，再选择性注入电流信号，并采集电流信号，进行分析计算，保证所述单相接地故障检测系统的准确性。
发明内容
本发明提供一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统和方法，能够准确判断单相接地故障，避免故障的漏判、误判。
本发明具体为一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，所述单相接地故障检测系统包括注入信号生成单元、开关、晶闸管、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述注入信号生成单元与所述开关、所述晶闸管顺序连接，所述信号采集单元与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述注入信号生成单元、所述信号调理单元、所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述单相接地故障检测系统先根据相电压初步判断线路是否发生单相接地故障，在注入信号，采集电流信号，经过分析计算，进一步准确判断是否发生单相接地故障，进而保证所述线路的可靠性。
所述注入信号生成单元采用降压变压器降压输出符合不同要求的电压信号，并通过所述开关、所述晶闸管注入到A相线路、B相线路、C相线路。
所述晶闸管包括A相晶闸管、B相晶闸管、C相晶闸管，所述A相晶闸管串联在所述A相线路与地之间，所述B相晶闸管串联在所述B相线路与地之间，所述C相晶闸管串联在所述C相线路与地之间。
所述信号采集单元采用电流传感器采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电流信号，采用电压传感器采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号。
所述信号调理单元包括信号放大模块和A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路将输入的信号放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号。
所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述单相接地故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括电压参考值、电流峰值参考值。
所述报警单元采用声光报警器，当所述单相接地故障检测系统检测到异常时及时发出声光报警信号。
所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述单相接地故障检测系统检测信息上传至监控中心，同时能够接收所述监控中心的控制指令。
本发明还提供一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号；
步骤(2)：经过所述信号放大模块进行放大处理；
步骤(3)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(4)：所述控制处理单元将所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号分别与所述电压参考值进行比较，若所述A相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(5)；若所述B相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(7)；若所述C相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(9)；若都不大于等于所述电压参考值，返回步骤(1)；
步骤(5)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述B相线路；
步骤(6)：通过所述电流传感器采集所述B相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(7)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述C相线路；
步骤(8)：通过所述电流传感器采集所述C相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(9)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述A相线路；
步骤(10)：通过所述电流传感器采集所述A相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(11)：经过所述信号放大模块进行放大处理；
步骤(12)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(13)：将连续两个周期的电流信号波形进行相减，得到连续信号i1(t)；
步骤(14)：将所述电流信号向后滑动一个周期，再将连续两个周期的电流信号波形进行相减，得到连续信号i2(t)；
步骤(15)：提取所述连续信号i2(t)峰值imax；
步骤(16)：判断所述连续信号i2(t)峰值imax是否大于所述电流峰值参考值，若大于所述电流峰值参考值，控制所述报警单元和所述显示单元显示单相接地故障；
步骤(17)：通过所述通信单元将检测结果上传至所述监控中心。
与现有技术相比，有益效果是：所述单相接地故障检测系统先根据相电压初步判断线路是否发生单相接地故障，再选择性注入电流信号，并采集电流信号，进行分析计算，进一步准确判断是否发生单相接地故障，保证所述单相接地故障检测系统的准确性。
附图说明
图1为本发明一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的单相接地故障检测系统包括注入信号生成单元、开关、晶闸管、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述注入信号生成单元与所述开关、所述晶闸管顺序连接，所述信号采集单元与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述注入信号生成单元、所述信号调理单元、所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接。
所述注入信号生成单元采用降压变压器降压输出符合不同要求的电压信号，并通过所述开关、所述晶闸管注入到A相线路、B相线路、C相线路；所述晶闸管包括A相晶闸管、B相晶闸管、C相晶闸管，所述A相晶闸管串联在所述A相线路与地之间，所述B相晶闸管串联在所述B相线路与地之间，所述C相晶闸管串联在所述C相线路与地之间。
所述信号采集单元采用电流传感器采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电流信号，采用电压传感器采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号。
所述信号调理单元包括信号放大模块和A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路将输入的信号放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号。
所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述单相接地故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括电压参考值、电流峰值参考值。
所述报警单元采用声光报警器，当所述单相接地故障检测系统检测到异常时及时发出声光报警信号；所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述单相接地故障检测系统检测信息上传至监控中心，同时能够接收所述监控中心的控制指令。
本发明还提供一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号；
步骤(2)：经过所述信号放大模块进行放大处理；
步骤(3)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(4)：所述控制处理单元将所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号分别与所述电压参考值进行比较，若所述A相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(5)；若所述B相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(7)；若所述C相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(9)；若都不大于等于所述电压参考值，返回步骤(1)；
步骤(5)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述B相线路；
步骤(6)：通过所述电流传感器采集所述B相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(7)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述C相线路；
步骤(8)：通过所述电流传感器采集所述C相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(9)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述A相线路；
步骤(10)：通过所述电流传感器采集所述A相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(11)：经过所述信号放大模块进行放大处理；
步骤(12)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(13)：将连续两个周期的电流信号波形进行相减，得到连续信号i1(t)；
步骤(14)：将所述电流信号向后滑动一个周期，再将连续两个周期的电流信号波形进行相减，得到连续信号i2(t)；
步骤(15)：提取所述连续信号i2(t)峰值imax；
步骤(16)：判断所述连续信号i2(t)峰值imax是否大于所述电流峰值参考值，若大于所述电流峰值参考值，控制所述报警单元和所述显示单元显示单相接地故障；
步骤(17)：通过所述通信单元将检测结果上传至所述监控中心。
判断所述连续信号i2(t)峰值imax是否大于所述电流峰值参考值，若iBmax大于所述电流峰值参考值，所述A相线路发生单相接地故障，iBmax为采集的B相线路电流信号；若iCmax大于所述电流峰值参考值，所述B相线路发生单相接地故障，iCmax为采集的C相线路电流信号；若iAmax大于所述电流峰值参考值，所述C相线路发生单相接地故障，iAmax为采集的A相线路电流信号；
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (9)
1.一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，其特征在于，所述单相接地故障检测系统包括注入信号生成单元、开关、晶闸管、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述注入信号生成单元与所述开关、所述晶闸管顺序连接，所述信号采集单元与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述注入信号生成单元、所述信号调理单元、所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述单相接地故障检测系统先根据相电压初步判断线路是否发生单相接地故障，在注入信号，采集电流信号，经过分析计算，进一步准确判断是否发生单相接地故障，进而保证所述线路的可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，其特征在于，所述注入信号生成单元采用降压变压器降压输出符合不同要求的电压信号，并通过所述开关、所述晶闸管注入到A相线路、B相线路、C相线路。
3.根据权利要求2所述的一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，其特征在于，所述晶闸管包括A相晶闸管、B相晶闸管、C相晶闸管，所述A相晶闸管串联在所述A相线路与地之间，所述B相晶闸管串联在所述B相线路与地之间，所述C相晶闸管串联在所述C相线路与地之间。
4.根据权利要求3所述的一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，其特征在于，所述信号采集单元采用电流传感器采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电流信号，采用电压传感器采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号。
5.根据权利要求4所述的一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，其特征在于，所述信号调理单元包括信号放大模块和A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路将输入的信号放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号。
6.根据权利要求5所述的一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，其特征在于，所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述单相接地故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括电压参考值、电流峰值参考值。
7.根据权利要求6所述的一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器，当所述单相接地故障检测系统检测到异常时及时发出声光报警信号。
8.根据权利要求7所述的一种中性点不接地系统单相接地故障检测系统，其特征在于，所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述单相接地故障检测系统检测信息上传至监控中心，同时能够接收所述监控中心的控制指令。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的中性点不接地系统单相接地故障检测系统的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：采集所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号；
步骤(2)：经过所述信号放大模块进行放大处理；
步骤(3)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(4)：所述控制处理单元将所述A相线路、所述B相线路、所述C相线路电压信号分别与所述电压参考值进行比较，若所述A相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(5)；若所述B相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(7)；若所述C相线路电压大于等于所述电压参考值，进入步骤(9)；若都不大于等于所述电压参考值，返回步骤(1)；
步骤(5)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述B相线路；
步骤(6)：通过所述电流传感器采集所述B相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(7)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述C相线路；
步骤(8)：通过所述电流传感器采集所述C相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(9)：所述控制处理单元控制所述降压变压器降压输出电流信号，经过所述开关每隔一周期传输至所述晶闸管注入到所述A相线路；
步骤(10)：通过所述电流传感器采集所述A相线路电流信号，进入步骤(11)；
步骤(11)：经过所述信号放大模块进行放大处理；
步骤(12)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；
步骤(13)：将连续两个周期的电流信号波形进行相减，得到连续信号i1(t)；
步骤(14)：将所述电流信号向后滑动一个周期，再将连续两个周期的电流信号波形进行相减，得到连续信号i2(t)；
步骤(15)：提取所述连续信号i2(t)峰值imax；
步骤(16)：判断所述连续信号i2(t)峰值imax是否大于所述电流峰值参考值，若大于所述电流峰值参考值，控制所述报警单元和所述显示单元显示单相接地故障；
步骤(17)：通过所述通信单元将检测结果上传至所述监控中心。
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