CN111327029B - 一种变电站动态小电阻就地保护系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变电站动态小电阻就地保护系统，在变电站外出线架设一台独立安装的接地变压器，一段变电站母线配置一台接地变压器，所述变电站母线经过接零保护装置和接地变压器连接，接地变压器的中性点经过消弧线圈接地，接地变压器的中性点还依次经过闸刀D、投切开关K和接零动态电阻RL接地，所述接零动态电阻RL接地端安装有电流互感器CT，电流互感器CT和控制器的3IO端口电连，所述闸刀D的接地端通过电压互感器PT和控制器的UO端口电连，投切开关K和控制器的投切端口电连。本发明的优点是：系统通过将消弧线圈与接零动态电阻RL并联综合使用，根据接地故障不同阶段，灵活切换，既具有消弧线圈接地技术能够准确对接地故障快速补偿电流的能力，又具有接零动态电阻RL接地技术所具有的隔离接地故障快、准确性高的优点。

Description

一种变电站动态小电阻就地保护系统及其方法
技术领域
本发明涉及电力系统保护技术领域，更具体的说，是涉及一种变电站动态小电阻就地保护系统及其方法。
背景技术
变电站是电力网络系统中不可或缺的重要组成部分，随着物联网技术的不断发展，各个变电站之间、区域电网之间日益成为一个相互关联的整体，其自动化程度也不断提高，精准了解、监测变电站各种工作数据和控制器运行状态的是系统稳定性和可靠性的关键核心。
电力系统保护一般分为消弧线圈的接地方式和通过小电阻的接地方式，变电站的变压器中性点通过消弧线圈接地，但它可以自动消除瞬态单相接地故障，具有减少跳闸次数和降低接地故障电流的优点。但是，不能消除非瞬态单相接地故障，因此需要对整个电力系统进行比较。通过小电阻接地方式的中性点可以避免系统中长期工频过电压的问题，并且设备绝缘要求相对较低，但会导致系统中任何单相接地故障跳闸。跳闸速率过高，同时系统出现单相接地故障时，故障点的接地电流较大，也带来许多不利影响。
配电网中性点经消弧线圈接地方式具有如下缺点：1.由于中性点是过补偿由消弧线圈和调谐程度小，如果存在的分布网络中的单相接地故障时，故障线路的电流方向和所述非故障线变化，因此，线选择发生,困难的问题。2、消弧线圈是由带芯电感线圈组成，所以消弧线圈在呈现感性的运行过程中，它会与线路的电容性电抗谐振电路在一定的条件下形成，从而产生谐振过电压，构成对配电网的威胁。3、虽然中性点经消弧线圈接地能够在一定概率上避免弧光接地过电压的发生几率，但是其不能在根本上杜绝弧光接地过电压的发生。
配电网中性点经小电阻接地方式有如下缺点：1、继电保护装置发生拒动后，由于较大的短路电流使故障扩大。2、不能有效的区分瞬时故障，永久性接地故障，供电可靠性无法得到有效的保障。
使用动态小电阻就地保护系统，消弧线圈并联中性点经小电阻结合传统的小电阻接地保护系统和消弧线圈接地的优点，避免他们的缺点，不仅确保快速、准确对永久性接地故障隔离，避免系统因为长期工频过电压导致进一步扩大事故，在瞬时性接地故障，能够准确补偿，让它消失，不需要跳闸，从而提高供电系统的安全、可靠性。
在变电站母线上，通过Z型接地变压器投入的接地小电阻，构成零序阻抗网络。可以使零序电压产生的零序电流在接地点与中性点之间流通，就地保护通过判断故障参数，实现接地保护。各类保护依据时间级差，可以实现故障线路分层、分级。因此，如何控制小电阻的可靠投退是系统的核心。
同时由于通信管理模块和数据采集单元之间采用通信方式来取得开关设备的信号，当现场干扰较强时，通信有可能出错，造成远方配网主站系统的命令无法执行或执行结果未知，如何保证数据的精准采集是关键。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，而提出一种新的接地系统：使用动态小电阻原位保护系统，结合传统的小电阻接地保护系统和消弧线圈接地的优点，避免他们的缺点，不仅确保快速、准确对永久性接地故障隔离，避免系统因为长期工频过电压导致进一步扩大事故，但也在瞬时性接地故障，能够准确补偿，让它消失，不需要跳闸，从而提高供电系统的安全、可靠性。
本发明的一种变电站动态小电阻就地保护系统，在变电站外出线架设一台独立安装的接地变压器，一段变电站母线配置一台接地变压器，所述变电站母线经过接零保护装置和接地变压器连接，接地变压器的中性点经过消弧线圈接地，接地变压器的中性点还依次经过闸刀D、投切开关K和接零动态电阻RL接地，所述接零动态电阻RL接地端安装有电流互感器CT，电流互感器CT和控制器的3IO端口电连，所述闸刀D的接地端通过电压互感器PT和控制器的UO端口电连，投切开关K和控制器的投切端口电连，控制器的3UO、Uabc端口和电压互感器VT电连，电压互感器VT和变电站母线连接，控制器的T°C端口和电阻降温装置电连；所述电阻降温装置及接零动态电阻RL安装在接地电阻柜中，所述接地电阻柜分为一次室、二次室、三次室，一次室内安装有开关控制器、可控小电阻自动投退系统、二次室内安装有真空接触器；三次室内安装有接零动态电阻RL；所述控制器包括开关控制器和可控小电阻自动投退系统；所述控制器通过通讯端口和主站系统通过信号连接；
所述开关控制器用于控制过接零保护装置的关闭和开启，保护接地变，用于接零动态电阻RL退出失灵后的后备保护，以及接零动态电阻RL长期投入损坏引起的接地变过载；开关控制器通过通讯端口将开关控制动作以事件记录通过通讯端口上报到主站系统；
所述可控小电阻自动投退系统用于监测本段母线零序电压，如有接地发生则延时投入接零动态电阻RL，接零动态电阻RL投入后故障线路零序电流变大，终端保护动作切除故障，接零动态电阻RL延时后退出；
电压互感器CT监测到零序电压变化，判断出有接地发生后，通过投入经接地变压器中心点的接零动态电阻R；使零序电压产生的工频电流在接地点与中性点之间流通，接零动态电阻RL根据零序电压的变化动态投入，投入后零序电流瞬间放大，为本段母线线路上各级保护提供地了可靠的判据，控制器通过判断故障参数，实现接地保护功能，选择性切除故障。
进一步所述接零保护装置包括隔离刀GL、取电电压互感器、真空断路器DL、三相保护电流互感器以及避雷器；所述隔离刀GL一端变电站母线电连，隔离刀GL另一端和真空断路器DL连接，隔离刀GL和真空断路器DL之间依次安装有取电电压互感器、避雷器及三相保护电流互感器。
进一步所述控制器还包括数据采集模块、数字信号转化模块、处理器、数据比对模块、GPS对时模块、通信管理模块、人机交互模块、数据输出模块；
所述数据采集模块用于采集电压互感器PT和电流互感器CT的检测数据信息；
所述数字信号转化模块将数据采集模块采集的检测数据信息转化成数字模拟信号传递给处理器；采用数字信号转化模块将检测数据就地转化成数字信号再通过通讯模块的光纤传递方式实现数据联网监控，同时有效的避免了模拟信号在远距离传输过程中出现干扰现象；
所述处理器用于对数字信号进行计算，并将计算结果转化成逻辑控制指令；所述控制逻辑指令通过开关控制器、可控小电阻自动投退系统及数据输出模块对消弧线圈和接零动态电阻RL进行控制；
所述通讯模块用于控制器与主站系统直接进行数据传输，主站系统监测变电站运行状态并进行事件记录；
所述开关控制器用于采集开关辅助触点的信号，用于判断开关状态及母线运行状态；
所述数据比对模块用于采集标准信号并和数据采集模块采集的电压及电流信号进行比对，
所述GPS对时模块用于控制数据采集模块和数据比对模块的实时同步；使得数据比对模块比对进程和数据采集模块采集的数据在同一时间的进行；同时保证控制器和主站系统的时间同步；
所述人机交互模块用于查询和修改指令，输入相关设定，了解设备运行状态。
进一步所述控制器还包含有电阻投切监测模块用于监测投切开关K是否正常投入，并采集相关投切开关K的开关数据通过通讯模块上传到主站系统；所述电阻投切监测模块包含三个有电阻、电容及电感依次串联而成的电阻投切监测组件，三个电阻投切监测组件之间通过第一监测开关首尾相连，每个电阻投切监测模块的电阻上均并联有第二监测开关，所述第一监测开关和第二监测开关均通过数据信号线和控制器连接，控制器将控制指令发送给第一监测开关和第二监测开关同时采集第一监测开关和第二监测开关的相关数据通过通讯模块上传到主站系统，第一监测开关和控制器的电源端口连接。
本发明还公开了一种变电站动态小电阻就地保护方法，所述保护方法包含以下步骤：
（1）当发生瞬时性故障时，首先工作于消弧线圈工作方式，对故障电流进行消弧处理，根据瞬时性故障的最大持续时间和中性点位移电压等参数对故障的性质进行智能判断，如接地电弧在一定的时间间隔T内熄灭，中性点位移电压UN小于故障恢复电压Uk，证明故障恢复，故障为瞬时性故障；如接地电弧在时间间隔T后，故障点绝缘仍未恢复，中性点位移电压UN大于故障恢复电压Uk，证明故障为永久性故障；
（2）在判断故障为永久性故障后，系统首先闭合电阻回路开关即投切开关K，然后再断开消弧回路开关，动态转换为电阻接地方式，此时由安装在变电所各馈线的零序电流互感器检测各馈线的零序电流，由控制器选出接地故障线路，然后由主站系统的计算机测控系统断开故障线路开关，切除故障线路，再回归到初始消弧线圈接地状态，并对电网电容电流进行测量，调整到最佳的预补偿状态。
所述故障的性质进行智能判断的方法包括采用阻性相位检测方法，通过改变接地馈线的电流参数，放大幅值和改变相位分别实现高可检测性和标识故障路径；当系统单相接地时，瞬时在故障线路上施加阻性电流，阻性相位保护可实现 3kΩ以内的准确无误地就地隔离故障及更高阻值的定位追踪。
本发明的有益效果是：（1）系统通过将消弧线圈与接零动态电阻RL并联综合使用，根据接地故障不同阶段，灵活切换，既具有消弧线圈接地技术能够准确对接地故障快速补偿电流的能力，又具有接零动态电阻RL接地技术所具有的隔离接地故障快、准确性高的优点。（2）系统正常运行时，接地变中性点的电压很低，从几伏到几百伏，此时投切开关K处于断开状态，流过接零动态电阻RL的电流为零，避免了现有接零动态电阻RL接地系统中接零动态电阻RL一直投入，在不平衡电流过大时出现烧毁的问题，同时，随调式可控电抗器处于高阻抗状态，输出的电流很小，接近于零。(3)控制器采用数字信号转化模块将检测数据就地转化成数字信号再通过通讯模块的光纤传递方式实现数据联网监控，同时有效的避免了模拟信号在远距离传输过程中出现干扰现象有效的保证数据信号的传输。（4）控制器采用GPS对时模块保证控制器和主站系统的时间同步同时使得数据比对模块比对进程和数据采集模块采集的数据在同一时间的进行；确保数据采集的准确性，防止由于数据采集误差导致误动情况发送。（5）控制器的电阻投切监测模块监测投切开关K是否正常投入，并采集相关投切开关K的开关数据通过通讯模块上传到主站系统，有效的保证了接零动态电阻RL正常投入防止配网线路故障出现时，由于执行开关如投切开关K的故障导致拒动的情况发生。
附图说明
图1为本发明电气回路设计结构示意图；
图2为本发明接地电阻柜结构示意图；
图3为本发明控制器的结构示意图；
图4为本发明控制器的电阻投切监测模块的结构示意图；
图5为本发明接零保护装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于实施例。
本发明的一种变电站动态小电阻就地保护系统，在变电站外出线架设一台独立安装的接地变压器，一段变电站母线配置一台接地变压器，所述变电站母线经过接零保护装置和接地变压器连接，接地变压器的中性点经过消弧线圈接地，接地变压器的中性点还依次经过闸刀D、投切开关K和接零动态电阻RL接地，所述接零动态电阻RL接地端安装有电流互感器CT，电流互感器CT和控制器的3IO端口电连，所述闸刀D的接地端通过电压互感器PT和控制器的UO端口电连，投切开关K和控制器的投切端口电连，控制器的3UO、Uabc端口和电压互感器VT电连，电压互感器VT和变电站母线连接，控制器的T°C端口和电阻降温装置电连；所述电阻降温装置及接零动态电阻RL安装在接地电阻柜中，所述接地电阻柜分为一次室、二次室、三次室，一次室内安装有开关控制器、可控小电阻自动投退系统、二次室内安装有真空接触器；三次室内安装有接零动态电阻RL；所述控制器包括开关控制器和可控小电阻自动投退系统；所述控制器通过通讯端口和主站系统通过信号连接；
电阻降温装置为包括用于实时监测电阻器温度，越限报警的非接触式测温仪表及用于对接零动态电阻RL进行降温的降温风扇或空调。
所述开关控制器用于控制过接零保护装置的关闭和开启，保护接地变，用于接零动态电阻RL退出失灵后的后备保护，以及接零动态电阻RL长期投入损坏引起的接地变过载；开关控制器通过通讯端口将开关控制动作以事件记录通过通讯端口上报到主站系统；
所述可控小电阻自动投退系统用于监测本段母线零序电压，如有接地发生则延时投入接零动态电阻RL，接零动态电阻RL投入后故障线路零序电流变大，终端保护动作切除故障，接零动态电阻RL延时后退出；
电压互感器CT监测到零序电压变化，判断出有接地发生后，通过投入经接地变压器中心点的接零动态电阻R；使零序电压产生的工频电流在接地点与中性点之间流通，接零动态电阻RL根据零序电压的变化动态投入，投入后零序电流瞬间放大，为本段母线线路上各级保护提供地了可靠的判据，控制器通过判断故障参数，实现接地保护功能，选择性切除故障。
所述接零保护装置包括隔离刀GL、取电电压互感器、真空断路器DL、三相保护电流互感器以及避雷器；所述隔离刀GL一端变电站母线电连，隔离刀GL另一端和真空断路器DL连接，隔离刀GL和真空断路器DL之间依次安装有取电电压互感器、避雷器及三相保护电流互感器。
所述控制器还包括数据采集模块、数字信号转化模块、处理器、数据比对模块、GPS对时模块、通信管理模块、人机交互模块、数据输出模块；
所述数据采集模块用于采集电压互感器PT和电流互感器CT的检测数据信息；
所述数字信号转化模块将数据采集模块采集的检测数据信息转化成数字模拟信号传递给处理器；采用数字信号转化模块将检测数据就地转化成数字信号再通过通讯模块的光纤传递方式实现数据联网监控，同时有效的避免了模拟信号在远距离传输过程中出现干扰现象；
所述处理器用于对数字信号进行计算，并将计算结果转化成逻辑控制指令；所述控制逻辑指令通过开关控制器、可控小电阻自动投退系统及数据输出模块对消弧线圈和接零动态电阻RL进行控制；
处理器由ARM型32位微处理器、32位DSP微处理器、RAM、A/D变换、Flash Memory、以太网端口、485端口等构成。ARM型CPU为32位定点处理器，主频60MHz；DSP型CPU为32位浮点处理器，主频60MHz；A/D数据输入精度达16位；使得装置有很高的稳定性和可靠性。处理器负责检测数据的采集、对采集的数据进行计算分析、再通过逻辑判断和发送保护动作指令。
所述通讯模块用于控制器与主站系统直接进行数据传输，主站系统监测变电站运行状态并进行事件记录；通讯模块选用以太网、485通信接口或以太网＋485通讯方式，可直接与微机监控或保护管理机通信，规约采用电力行业标准DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）。
所述开关控制器用于采集开关辅助触点的信号，用于判断开关状态及母线运行状态；
所述数据比对模块用于采集标准信号并和数据采集模块采集的电压及电流信号进行比对。数据比对模块还包括一组或多组标准电压互感器PT和电流互感器CT采集标准的电压、电流数据用于和同一时间数据采集模采集的数据进行比对。
所述GPS对时模块用于控制数据采集模块和数据比对模块的实时同步；使得数据比对模块比对进程和数据采集模块采集的数据在同一时间的进行；同时保证控制器和主站系统的时间同步；控制器通过通讯模块和主站系统进行通讯，得到年月日时分秒的实时信息，配置一个GPS对时模块输入，连接到站内GPS接收器的秒脉冲输出，实现毫秒的对时，对时精度小于1ms，实现主站系统对控制器的精准控制。避免了通过主站系统分发时间给各个控制器，出现的滞后时差，防止主站系统发送执行命令给控制器会存在指令滞后，执行命令无法及时执行，导致故障扩大的情况发生。
所述人机交互模块用于查询和修改指令，输入相关设定，了解设备运行状态。
所述控制器还包含有电阻投切监测模块用于监测投切开关K是否正常投入，并采集相关投切开关K的开关数据通过通讯模块上传到主站系统；所述电阻投切监测模块包含三个有电阻、电容及电感依次串联而成的电阻投切监测组件，三个电阻投切监测组件之间通过第一监测开关首尾相连，每个电阻投切监测模块的电阻上均并联有第二监测开关，所述第一监测开关和第二监测开关均通过数据信号线和控制器连接，控制器将控制指令发送给第一监测开关和第二监测开关同时采集第一监测开关和第二监测开关的相关数据通过通讯模块上传到主站系统，第一监测开关和控制器的电源端口连接。
电阻投切监测模块对三个电阻投切监测组件进行编码，通过编码可以区分不同组的第一监测开关和第二监测开关，保证采集数据的准确性，使用时控制器选择一组电阻投切监测组件将电容接入接零动态电阻的开关K电路中，在接零动态电阻的开关K启动时，控制器对第一监测开关和第二监测开关的投切时间点T1数据进行采集，接零动态电阻的开关K启动时控制器接收启动信号同时向对应的电源端口发送执行指令，开启对应的第一监测开关投入的对应的电容，投切时间点作为接零动态电阻的开关K的功率补偿始点T1，此时控制器判断接零动态电阻的开关K启动，同时将接零动态电阻的开关K的启动次数和时间记录下来发送给主站系统，当故障消除接零动态电阻的开关K退出后的时间点作为功率补偿时间的终点T2，始点T1和终点T2之间为功率补偿时间段，当接零动态电阻的开关K获得启动指令后，没有获得功率补偿时间段控制器发送异常指令给主站系统，主站系统发送控制指令给控制器强制开启接零保护装置。
本发明还公开了一种变电站动态小电阻就地保护方法，所述保护方法包含以下步骤：
（1）当发生瞬时性故障时，首先工作于消弧线圈工作方式，对故障电流进行消弧处理，根据瞬时性故障的最大持续时间和中性点位移电压等参数对故障的性质进行智能判断，如接地电弧在一定的时间间隔T内熄灭，中性点位移电压UN小于故障恢复电压Uk，证明故障恢复，故障为瞬时性故障；如接地电弧在时间间隔T后，故障点绝缘仍未恢复，中性点位移电压UN大于故障恢复电压Uk，证明故障为永久性故障；
（2）在判断故障为永久性故障后，系统首先闭合电阻回路开关即投切开关K，然后再断开消弧回路开关，动态转换为电阻接地方式，此时由安装在变电所各馈线的零序电流互感器检测各馈线的零序电流，由控制器选出接地故障线路，然后由主站系统的计算机测控系统断开故障线路开关，切除故障线路，再回归到初始消弧线圈接地状态，并对电网电容电流进行测量，调整到最佳的预补偿状态。
控制器的可控小电阻自动投退系统设置有零序电压启动电阻投入、电阻延时退出、电阻超温退出、电阻解锁、接零动态电阻RL投切失灵告警、装置故障告警、遥测遥信遥控功能、录波、网络通信等功能。
零序电压启动电阻投入：电阻的投退根据单相零序电压互感器的零序基波电压进行控制，防止电压互感器断线的假接地功能。用于控制其操作，母线电压仅用于信息分析与上报投入中性点电阻整定公式：
Figure 466549DEST_PATH_IMAGE002
零序电压0~10%正常，10~30%告 警上传，30~100%电阻投入。
T1为防止瞬时故障抖动的延迟投入时间，有了T1的存在，配电线路的各级保护不做防抖动延迟处理。
T2为保护电阻的退出时间，Tmax为电阻的最大过热耐受时间。
电阻延时退出：接零动态电阻RL在投入的状态下，接地消失后，接零动态电阻RL退出的延时时间；
故障点在高阻接地，在投入中性点电阻后，产生的零序电流，使得零序电压下降
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure 977165DEST_PATH_IMAGE004
，导致零序电压返回，投入电阻后启用计时保持。
电阻超温退出：接零动态电阻RL投入后，电阻自身因热积累会大量发热，温控器采集电阻温度，并根据设定超温跳闸退出接零动态电阻RL。
电阻解锁：故障高阻接地电流幅值过小，线路保护不动作，电阻延时退出后，故障零序电压依旧存在，导致装置频繁启动。为了避免这种情况发生，投入电阻解锁功能。
第一步：当接零动态电阻RL投入后，启动重动闭锁。
第二步：当电阻退出时，启动解锁检测。当零序电压恢复到U0<UD以下，故障消失延时后，解除重动闭锁。防死锁试投：在电阻退出后启动解锁检测，超过Tmax=10分钟零序电压还没有恢复到U0<UD以下，则试投电阻，随着重复次数的增加，超时时间Tmax每次增加5分钟。如第二次试投时间为15分钟，第三次试投时间为20分钟。
接零动态电阻RL投切失灵告警：投入失灵将导致接地无法消除；而切除失灵将导致电阻烧毁，甚至导致站用电系统同步被切除，失去站用电。通过投入接零动态电阻RL后，监测零序电流，判断接零动态电阻RL的工作情况是否正常。接零动态电阻RL的可靠投退是系统的核心，电阻投切监测模块是核心的保证。
本发明变电站动态小电阻就地保护系统系统通过将消弧线圈与接零动态电阻RL并联综合使用，根据接地故障不同阶段，灵活切换，既具有消弧线圈接地技术能够准确对接地故障快速补偿电流的能力，又具有接零动态电阻RL接地技术所具有的隔离接地故障快、准确性高，保证配电网供电的安全可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种变电站动态小电阻就地保护系统，其特征在于，在变电站外出线架设一台独立安装的接地变压器，一段变电站母线配置一台接地变压器，所述变电站母线经过接零保护装置和接地变压器连接，接地变压器的中性点经过消弧线圈接地，接地变压器的中性点还依次经过闸刀D、投切开关K和接零动态电阻RL接地，所述接零动态电阻RL接地端安装有电流互感器CT，电流互感器CT和控制器的3IO端口电连，所述闸刀D的接地端通过电压互感器PT和控制器的UO端口电连，投切开关K和控制器的投切端口电连，控制器的3UO、Uabc端口和电压互感器VT电连，电压互感器VT和变电站母线连接，控制器的T°C端口和电阻降温装置电连；所述电阻降温装置及接零动态电阻RL安装在接地电阻柜中，所述接地电阻柜分为一次室、二次室、三次室，一次室内安装有开关控制器、可控小电阻自动投退系统；二次室内安装有真空接触器；三次室内安装有接零动态电阻RL；所述控制器包括开关控制器和可控小电阻自动投退系统；所述控制器通过通讯端口和主站系统通过信号连接；
所述开关控制器用于控制接零保护装置的关闭和开启，保护接地变，用于接零动态电阻RL退出失灵后的后备保护，以及接零动态电阻RL长期投入损坏引起的接地变过载；开关控制器通过通讯端口将开关控制动作以事件记录通过通讯端口上报到主站系统；
所述可控小电阻自动投退系统用于监测本段母线零序电压，如有接地发生则延时投入接零动态电阻RL，接零动态电阻RL投入后故障线路零序电流变大，终端保护动作切除故障，接零动态电阻RL延时后退出；
电压互感器VT监测到零序电压变化，判断出有接地发生后，通过投入经接地变压器中心点的接零动态电阻RL；使零序电压产生的工频电流在接地点与中性点之间流通，接零动态电阻RL根据零序电压的变化动态投入，投入后零序电流瞬间放大，为本段母线线路上各级保护提供了可靠的判据，控制器通过判断故障参数，实现接地保护功能，选择性切除故障；所述控制器还包括数据采集模块、数字信号转化模块、处理器、数据比对模块、GPS对时模块、通信管理模块、人机交互模块、数据输出模块；
所述数据采集模块用于采集电压互感器PT和电流互感器CT的检测数据信息；
所述数字信号转化模块将数据采集模块采集的检测数据信息转化成数字模拟信号传递给处理器；采用数字信号转化模块将检测数据就地转化成数字信号再通过通讯模块的光纤传递方式实现数据联网监控，同时有效的避免了模拟信号在远距离传输过程中出现干扰现象；
所述处理器用于对数字信号进行计算，并将计算结果转化成逻辑控制指令；所述逻辑控制指令通过开关控制器、可控小电阻自动投退系统及数据输出模块对消弧线圈和接零动态电阻RL进行控制；
所述通讯模块用于控制器与主站系统直接进行数据传输，主站系统监测变电站运行状态并进行事件记录；
所述开关控制器用于采集开关辅助触点的信号，用于判断开关状态及母线运行状态；
所述数据比对模块用于采集标准信号并和数据采集模块采集的电压及电流信号进行比对，
所述GPS对时模块用于控制数据采集模块和数据比对模块的实时同步；使得数据比对模块比对进程和数据采集模块采集的数据在同一时间的进行；同时保证控制器和主站系统的时间同步；
所述人机交互模块用于查询和修改指令，输入相关设定，了解设备运行状态。
2.根据权利要求1所述的一种变电站动态小电阻就地保护系统，其特征在于，所述接零保护装置包括隔离刀GL、取电电压互感器、真空断路器DL、三相保护电流互感器以及避雷器；所述隔离刀GL一端变电站母线电连，隔离刀GL另一端和真空断路器DL连接，隔离刀GL和真空断路器DL之间依次安装有取电电压互感器、避雷器及三相保护电流互感器。
3.根据权利要求1所述的一种变电站动态小电阻就地保护系统，其特征在于，所述控制器还包含有电阻投切监测模块用于监测投切开关K是否正常投入，并采集相关投切开关K的开关数据通过通讯模块上传到主站系统；所述电阻投切监测模块包含三个有电阻、电容及电感依次串联而成的电阻投切监测组件，三个电阻投切监测组件之间通过第一监测开关首尾相连，每个电阻投切监测模块的电阻上均并联有第二监测开关，所述第一监测开关和第二监测开关均通过数据信号线和控制器连接，控制器将控制指令发送给第一监测开关和第二监测开关同时采集第一监测开关和第二监测开关的相关数据通过通讯模块上传到主站系统，第一监测开关和控制器的电源端口连接。
4.一种基于权利要求 1-3任一项所述的变电站动态小电阻就地保护系统的变电站动态小电阻就地保护方法，其特征在于，所述保护方法包含以下步骤：
（1）当发生瞬时性故障时，首先工作于消弧线圈工作方式，对故障电流进行消弧处理，控制器根据瞬时性故障的最大持续时间和中性点位移电压等参数对故障的性质进行智能判断，如接地电弧在一定的时间间隔T内熄灭，中性点位移电压UN小于故障恢复电压Uk，证明故障恢复，故障为瞬时性故障；如接地电弧在时间间隔T后，故障点绝缘仍未恢复，中性点位移电压UN大于故障恢复电压Uk，证明故障为永久性故障；
（2）在判断故障为永久性故障后，系统首先闭合电阻回路开关即投切开关K，然后再断开消弧回路开关，动态转换为电阻接地方式，此时由安装在变电所各馈线的零序电流互感器检测各馈线的零序电流，由控制器选出接地故障线路，然后由主站系统的计算机测控系统断开故障线路开关，切除故障线路，再回归到初始消弧线圈接地状态，并对电网电容电流进行测量，调整到最佳的预补偿状态。
5.根据权利要求4所述的变电站动态小电阻就地保护系统的变电站动态小电阻就地保护方法，其特征在于，所述故障的性质进行智能判断的方法还包括采用阻性相位检测方法，通过改变接地馈线的电流参数，放大幅值和改变相位分别实现高可检测性和标识故障路径；当系统单相接地时，瞬时在故障线路上施加阻性电流，阻性相位保护可实现 3kΩ以内的准确无误地就地隔离故障及更高阻值的定位追踪。
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Denomination of invention: A dynamic small resistance on-site protection system and its method for substations

Granted publication date: 20220527

Pledgee: Ma'anshan branch of Bank of China Ltd.

Pledgor: ANHUI GUANGQI INTELLIGENT ELECTRIC APPLIANCE CO.,LTD.

Registration number: Y2024980022474