CN111665414A - 一种t接配电网接地检测系统及其接地检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种T接配电网接地检测系统及其接地检测方法，包括电源、电源侧继电保护器、电源侧配电开关、监控端、配电干线、沿线分布的多个开关站，以及通过开关站供电的用电负荷，其中配电干线与开关站通过T接方式连接，在开关站内形成T接点。每个T接点的输入侧配电干线并联电缆分为数量相同的两组，这两组电缆分别反向穿入一零序电流互感器，用以实时检测接地故障信号。开关站内的保护控制装置将该故障信号以及地址信息通过通信网络发送给监控端，从而在接地故障发生后能够快速定位到故障区段。

Description

一种T接配电网接地检测系统及其接地检测方法

技术领域

本发明涉及供配电系统领域，具体为一种T接配电网接地检测系统及其接地检测方法。

背景技术

目前，在高速磁浮轨道交通牵引供电系统中，沿线路分布有大量开关站，将同一供电区间的电机长定子分为若干定子段，在列车通过时依次接通，对各个定子段依次供电。上述开关站通过配电网进行配电，开关站的数量越多，配电网的规模就越大，发生接地的可能性也随之增大，接地检测的难度也越高。

传统的接地检测通常采用在电源馈线处安装电流互感器的方式，通过检测出口电流是否异常来判断线路是否发生接地故障。故障发生后，无法实现故障精确定位，从而无法选择性地对故障所在区段进行检修，大多需要人工巡线来进行故障排查，检修效率低，且故障发生后停电时间较长，影响供电质量。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出了一种T接配电网接地检测系统及其接地检测方法，通过在每个开关站内设置零序电流互感器和保护控制装置，能够实现接地故障的快速定位。

本发明第一方面提出了一种T接配电网接地检测系统，其特征在于，包括电源、电源侧继电保护器、电源侧配电开关、监控端、配电干线、沿线分布的多个开关站，以及通过所述开关站供电的用电负荷，其中所述配电干线采用并联电缆连接所述电源与所述开关站，与所述开关站按照T接方式连接以在所述开关站内形成T接点；所述开关站包括设置在所述T接点输入侧配电干线处的零序电流互感器，用于检测所述T接点输入侧配电干线的接地故障信号；所述开关站还包括与所述零序电流互感器相连的保护控制装置，用于从所述零序电流互感器接收所述接地故障信号，并通过通信网络将所述接地故障信号发送给所述监控端。

优选地，所述T接点输入侧的配电干线并联电缆分为数量相同的两组，所述两组电缆分别反向穿入所述零序电流互感器。

优选地，所述监控端通过所述通信网络与所述保护控制装置以及所述电源侧继电保护器连接。

作为所述监控端的另一方式，优选地，所述监控端位于所述电源侧继电保护器内。

优选地，所述保护控制装置包括CPU、通信模块和AI模块，所述AI模块与同一开关站内的零序电流互感器连接；所述通信模块与通信网络连接。

优选地，所述电源侧继电保护器包括CPU、通信模块和I/O模块，所述I/O模块与所述电源侧配电开关连接；所述通信模块与通信网络连接。

本发明第二方面提出了一种用于上述T接配电网接地检测系统的接地检测方法，所述接地检测方法包括以下步骤：

步骤101：由所述零序电流互感器实时检测其所处开关站输入侧配电干线的接地故障信号；

步骤102：由所述开关站内的保护控制装置采集所述零序电流互感器检测到的故障信号；

步骤103：由所述保护控制装置将所述采集的故障信号以及所述保护控制装置的地址信息通过所述通信网络发送给所述监控端，实现故障所在区段的定位；

步骤104：判断故障是否在规定时间内解除；

步骤105：如果故障在规定时间内解除，则电网系统继续运行；

步骤106：如果故障未在规定时间内解除，则所述电源侧继电保护器断开所述电源侧配电开关；

步骤107：对故障所在区段进行检修。

优选地，所述步骤102具体为：由所述保护控制装置内的AI模块实时采集所述零序电流互感器检测到的故障信号。

优选地，所述步骤103具体为：由所述保护控制装置内的通信模块将所述采集到的故障信号以及所述保护控制装置的地址信息通过通信网络发送给所述监控端，实现故障所在区段的定位。

优选地，所述步骤106中断开所述电源侧配电开关的具体方法为：所述电源侧继电保护器内的I/O模块发送开关断开指令给所述电源侧配电开关。

本发明通过在每个开关站内设置零序电流互感器和保护控制装置，能够对每个开关站区段内配电干线的接地状态进行实时检测，并将故障信息和地址信息反馈给监控端，从而在接地故障发生后能够快速定位到故障区段，提高了故障检修的效率，极大地缩短了故障发生后的停电时间，提高了供电可靠性。

附图说明

本发明的以上内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1为根据本发明第一实施例的T接配电网接地检测系统结构图；

图2为本发明配电干线电缆与零序电流互感器之间的安装示意图；

图3为根据本发明第一实施例的某一开关站区段的接地检测系统结构图；

图4为本发明T接配电网接地检测方法流程图；

图5为根据本发明第二实施例的T接配电网接地检测系统结构图；

图6为根据本发明第二实施例的某一开关站区段的接地检测系统结构图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

图1为根据本发明第一实施例提供的一种T接配电网接地检测系统的结构图，包括电源、电源侧继电保护器6、电源侧配电开关7、监控端9、配电干线1、沿线分布的多个开关站2，以及通过所述开关站2供电的用电负荷。

如图1所示，配电干线1采用并联电缆，其与开关站2通过T接方式连接，在每个开关站2内形成一个T接点。该T接点的输入侧通过配电干线1与上游开关站连接，当上游为电源时，则与电源连接；该T接点的输出侧通过配电干线1与下游开关站连接。该T接点和其所处开关站对应的用电负荷之间连有负荷开关8，列车通过时，线路上的负荷开关8依次接通，对线路上的各用电负荷依次供电。其中，上述用电负荷可以为高速磁浮长定子的各个定子段，也可以为传统工业和民用配电领域中的用电负荷。整个系统中的用电负荷数量大于等于3个。

在上述配电网系统中，配电干线1被多个开关站2分成多段，每一段都有可能发生接地故障。为了对每个开关站区段内配电干线的接地状态进行实时检测，每个T接点输入侧的配电干线并联电缆处设有零序电流互感器3，用以检测接地故障信号。该零序电流互感器3与开关站2内的保护控制装置4连接，该保护控制装置4用以从零序电流互感器3接收接地故障信号，并通过通信网络5将该接地故障信号发送给监控端9。监控端9用于定位故障所在区段，如果故障未在规定时间内解除，则监控端9向电源侧继电保护器6发送开关断开指令，以断开电源侧配电开关7。

图2示出了上述零序电流互感器3和配电干线1之间的安装示意图。配电干线1电缆回数为2的整数倍，具体数量可根据负荷类型和电缆选型进行选择，以满足用电负荷的电流要求。每个T接点输入侧的配电干线并联电缆分为数量相同的两组，这两组电缆分别反向穿入零序电流互感器3，由零序电流互感器3来检测这两组电缆的电流矢量和。接地检测原理如下：如果该区段配电干线并联电缆没有接地故障，则零序电流互感器3检测到的并联电缆的总电流为零，否则总电流偏离零值。

图3示出了根据本发明第一实施例提供的某一开关站区段的接地检测系统结构图。如图所示，监控端9通过通信网络5与开关站内的保护控制装置4以及电源侧继电保护器6连接。开关站内的保护控制装置4包括CPU41、通信模块42和AI模块43，其中CPU41控制通信模块42和AI模块43的操作，AI模块43与同一开关站内的零序电流互感器3连接，通信模块42与通信网络5连接。该保护控制装置4可以为继电保护器或微机保护装置。电源侧继电保护器6包括CPU61、通信模块62和I/O模块63，其中CPU61控制通信模块62和I/O模块63的操作，I/O模块63与电源侧配电开关7连接，通信模块62与通信网络5连接。

图4示出了一种基于上述T接配电网接地检测系统的接地检测方法流程图，包括以下步骤：

步骤101：由零序电流互感器3实时检测其所处开关站输入侧配电干线的接地故障信号；

步骤102：由上述开关站内的保护控制装置4采集上述零序电流互感器3检测到的故障信号；

步骤103：由上述保护控制装置4将采集的故障信号以及该保护控制装置的地址信息通过通信网络5发送给监控端9，实现故障所在的区段的定位；

步骤104：判断故障是否在规定时间内解除；

步骤105：如果故障在规定时间内解除，则电网系统继续运行；

步骤106：如果故障未在规定时间内解除，则电源侧继电保护器6断开电源侧配电开关7；

步骤107：对故障所在区段进行检修。

其中上述规定时间为国标规定的允许故障持续时间，具体为2小时。上述步骤102具体为：由保护控制装置4内的AI模块43实时采集上述零序电流互感器3检测到的故障信号；上述步骤103具体为：由保护控制装置4内的通信模块42将采集到的故障信号以及该保护控制装置4的地址信息通过通信网络5发送给监控端9；上述步骤106中断开电源侧配电开关7的具体方法为：监控端9将开关断开指令通过通信网络5发送给电源侧继电保护器6内的通信模块62；电源侧继电保护器6内的I/O模块63将该开关断开指令发送给电源侧配电开关7，停止供电。

实施例2

图5和图6分别为根据本发明第二实施例提供的一种T接配电网接地检测系统的结构图以及某一开关站区段的接地检测系统结构图，与实施例1基本相同，区别点在于：本发明第二实施例中的监控端位于电源侧继电保护器6内，也即由电源侧继电保护器6实现监控功能。此时，保护控制装置4内的通信模块42将采集到的故障信号以及该保护控制装置4的地址信息通过通信网络5直接发送给电源侧继电保护器6内的通信模块62，如果故障未在规定时间内解除，则电源侧继电保护器6内的I/O模块63发送开关断开指令给电源侧配电开关7，停止供电。

本发明中的T接配电网接地检测系统及其接地检测方法不仅限于在磁浮交通领域的应用，也可应用于传统工业和民用配电领域。

这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种T接配电网接地检测系统，其特征在于，包括电源、电源侧继电保护器、电源侧配电开关、监控端、配电干线、沿线分布的多个开关站，以及通过所述开关站供电的用电负荷，其中所述配电干线采用并联电缆连接所述电源与所述开关站，与所述开关站按照T接方式连接以在所述开关站内形成T接点；所述开关站包括设置在所述T接点输入侧配电干线处的零序电流互感器，用于检测所述T接点输入侧配电干线的接地故障信号；所述开关站还包括与所述零序电流互感器相连的保护控制装置，用于从所述零序电流互感器接收所述接地故障信号，并通过通信网络将所述接地故障信号发送给所述监控端。

2.根据权利要求1所述的T接配电网接地检测系统，其特征在于，所述T接点输入侧的配电干线并联电缆分为数量相同的两组，所述两组电缆分别反向穿入所述零序电流互感器。

3.根据权利要求1所述的T接配电网接地检测系统，其特征在于，所述监控端通过所述通信网络与所述保护控制装置以及所述电源侧继电保护器连接。

4.根据权利要求1所述的T接配电网接地检测系统，其特征在于，所述监控端位于所述电源侧继电保护器内。

5.根据权利要求3或4所述的T接配电网接地检测系统，其特征在于，所述保护控制装置包括CPU、通信模块和AI模块，所述AI模块与同一开关站内的零序电流互感器连接；所述通信模块与所述通信网络连接。

6.根据权利要求3或4所述的T接配电网接地检测系统，其特征在于，所述电源侧继电保护器包括CPU、通信模块和I/O模块，所述I/O模块与所述电源侧配电开关连接；所述通信模块与所述通信网络连接。

7.一种用于权利要求1－6的任一项所述的T接配电网接地检测系统的接地检测方法，其特征在于，所述接地检测方法包括以下步骤：

步骤101：由所述零序电流互感器实时检测其所处开关站输入侧配电干线的接地故障信号；

步骤102：由所述开关站内的保护控制装置采集所述零序电流互感器检测到的故障信号；

步骤103：由所述保护控制装置将所述采集的故障信号以及所述保护控制装置的地址信息通过所述通信网络发送给所述监控端，实现故障所在区段的定位；

步骤104：判断故障是否在规定时间内解除；

步骤105：如果故障在规定时间内解除，则电网系统继续运行；

步骤106：如果故障未在规定时间内解除，则所述电源侧继电保护器断开所述电源侧配电开关；

步骤107：对故障所在区段进行检修。

8.根据权利要求7所述的T接配电网接地检测方法，其特征在于，所述步骤102具体为：由所述保护控制装置内的AI模块实时采集所述零序电流互感器检测到的故障信号。

9.根据权利要求7所述的T接配电网接地检测方法，其特征在于，所述步骤103具体为：由所述保护控制装置内的通信模块将所述采集到的故障信号以及所述保护控制装置的地址信息通过通信网络发送给所述监控端，实现故障所在区段的定位。

10.根据权利要求7所述的T接配电网接地检测方法，其特征在于，所述步骤106中断开所述电源侧配电开关的具体方法为：所述电源侧继电保护器内的I/O模块发送开关断开指令给所述电源侧配电开关。

Images