CN114062970A - 一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及二次变电系统技术领域，尤其涉及一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，包括以下过程：当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中，按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值。本发明解决了经消弧线圈接地系统工频量影响选线准确率的技术问题，达到了规避选线误判率，提高选线灵敏度以及正确性的目的，具有简单、直观、实用、耐高接地阻抗、选线效果较好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及二次变电系统技术领域，尤其涉及一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法及其装置。
背景技术
在二次变电系统中发生单相接地故障时，随着配电网电缆线路的使用和配电网馈线的增多，如果配电网长时间带故障运行，接地故障将会扩大至2点或多点短路接地，引起的弧光过电压将会导致全系统的过电压，进而损害电力设备，致使电力设备不正常运行，破坏电力系统的运行稳定性，所以必须快速、准确找出故障予以切除。
而目前基于零模暂态能量的小电流接地故障选线原理，采用了零模电压导数(或者是零模电压移相)和零模电流的乘积在时域内的积分，零模电压求导或者零模电压移相会带来故障发生时刻的零模电压和零模电流的变化不在同一时刻，相差1/4周波，对暂态能量的累积带来不利，尤其在高阻接地故障时，暂态能量小且时间短只有几毫秒时间窗，选线灵敏度差，影响选线的正确性；另外在积分前未考虑在特征频带内的能量进行累积，对于经消弧线圈接地系统在故障初期工频分量占比高的情况下，选线误判率高。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法及其装置，解决了经消弧线圈接地系统工频量影响选线准确率的技术问题，达到了规避选线误判率，提高选线灵敏度以及正确性的目的，具有简单、直观、实用、耐高接地阻抗、选线效果较好的优点。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，包括以下过程：
当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中，按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值；
获取在二次变电系统中所采集的每个零序电流幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较；
绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
进一步地，母线上预先接入中性点控制系统，中性点控制系统包括接地电阻、串联线路和对地电容形成一个回路，能够对应放出电容电荷，故障线路的零序电压超前零序电流90°，无功功率由线路流向母线，而非故障线路与此相反，据此确定故障线路。
进一步地，向中性点控制系统中注入信号脉冲，以注入信号脉冲时刻为采样时刻，采集此时刻以后一个或两个周期的数据存储起来，启动零序电流能量法计算各线路外加信号后的零序电流能量加以比较。
进一步地，还可以根据各线路的零序电流在信号脉冲注入的变化状况进行判断是否接地故障，非故障线路零序电流呈现基波叠加高频振荡，而故障线路呈现半圆形或高频振荡伴随严重变形半圆的形状，半圆畸变度随着接地电阻增大而增加。
进一步地，通过电压互感器向中性点控制系统中注入信号脉冲。
进一步地，以循环寄存器存入的时刻为标志确定原始采样数据序列，把此时以前N-1个周期及此时刻以后N+1个周期的数据作为算法分析的对象，N为原始采样数据序列存入的时刻，每五组采集数据为一个周期。
一种基于二次变电系统小电流接地故障选线装置，包括：
故障节点获取模块，用于当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
零序电压通入模块，用于在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
采集模块，用于不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中；
计算比较模块，用于按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
相位比较模块，用于对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较；
故障线路确定模块，用于绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定故障线路。
进一步地，采集模块不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，以至少三组零序电流值为一个循环，每五个循环取平均值作为一组数据存放在循环寄存器中。
进一步地，计算比较模块通过比较各线路零序电流的幅值找出故障线路，故障线路的零序电流在数值上等于非故障线路零序电流之和，即故障线路的零序电流最大。
进一步地，故障线路确定模块判断接地故障线路的依据为：零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法及其装置，具备以下有益效果：
1、本发明所提供的二次变电系统小电流接地故障选线方法，具有简单、直观、实用、耐高接地阻抗、选线效果较好的优点，通过零序电流幅值和相位分别与设定阈值进行计算比较确定故障线路，解决了经消弧线圈接地系统工频量影响选线准确率的问题，能够提高二次变电系统接地故障的选线正确率，同时能够简单准确的选出故障线以及对应的故障相，从而规避选线误判率，提高选线灵敏度以及正确性。
2、本发明在二次变电系统出现单相接地故障时，电网中残留的零序电荷则可以从中性点控制系统释放出去，接地点和曲折变中性点之间形成电流通路，继电保护设备采用零序电流可以高效、精准地定位故障，从而在第一时间来切掉故障，使得单相故障维持稳定。
3、本发明以不间断地循环采集方式能够对各个时段的零序电流值进行采集，同时每个时段构成一组数据，而每组数据由多个采集值计算获取平均值，从而能够提高对于零序电流值采集的准确性，保证所获取零序电流幅值的实时性以及精准性。
4、本发明在进行幅值比较外又加上了相位比较，因为故障线路和非故障线路相位是相反的，这样就弥补了出线不平衡的影响，提高了选线的正确率。
5、本发明解决了小电流和小电阻接地系统跳闸率高、谐振接地系统选线困难等问题，通过分类处理瞬时性接地和永久性接地两种故障，很好的保证了供电可靠性和安全性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明二次变电系统小电流接地故障选线方法的原理流程框图；
图2为本发明二次变电系统小电流接地故障选线装置的原理框图；
图3为本发明实施例二的原理框图。
图中：101、故障节点获取模块；102、零序电压通入模块；103、采集模块；104、计算比较模块；105、相位比较模块；106、故障线路确定模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
实施例一
请参照图1-2，示出了根据本发明实施例一的二次变电系统小电流接地故障选线方法及其装置的原理框图。
一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，包括以下过程：
当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中，按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值；
获取在二次变电系统中所采集的每个零序电流幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较，不经消弧线圈接地的系统，能量大的或呈现负相位的为故障线路，反之为正常线路；对于经消弧线圈接地的系统，加脉冲前后相位增量最大的为故障线路，反之为非故障线路。
绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
母线上预先接入中性点控制系统，中性点控制系统包括接地电阻、串联线路和对地电容形成一个回路，能够对应放出电容电荷，故障线路的零序电压超前零序电流90°，无功功率由线路流向母线，而非故障线路与此相反，据此确定故障线路，在二次变电系统出现单相接地故障时，电网中残留的零序电荷则可以从中性点控制系统释放出去，接地点和曲折变中性点之间形成电流通路，继电保护设备采用零序电流可以高效、精准地定位故障，从而在第一时间来切掉故障，使得单相故障维持稳定，不会继续上升为相间故障，控制了由于拉路查找而出现的操作过电压，即便操作人员不小心高压触电，因为小电阻接地系统具备高效切除电源的能力，也不会发生人身安全问题，系统性地解决了小电流和小电阻接地系统跳闸率高、谐振接地系统选线困难等问题，通过分类处理瞬时性接地和永久性接地两种故障，很好的保证了供电可靠性和安全性。
通过电压互感器向中性点控制系统中注入信号脉冲，零序电流通过零序电流互感器采集，设零序电流互感器的变比为K，向量Ia为A相电流，向量Ib为B相电流，向量Ic为C相电流；
则采集到的零序电流为：
能够直接检测二次变电系统中电流的向量和零序电流，零序电流互感器的变比K较小，常用的为30，当允许的一次零序电流一定时，进入继电器的二次电流i＝l/K较大，可设到1A以上，其抗干扰的能力就强，而对于零序电流采集数据的误差率得以大幅度降低。
一种基于二次变电系统小电流接地故障选线装置，包括：
故障节点获取模块101，用于当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
零序电压通入模块102，用于在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
采集模块103，用于不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中；
计算比较模块104，用于按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
相位比较模块105，用于对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较；
故障线路确定模块106，用于绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定故障线路。
采集模块103不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，以至少三组零序电流值为一个循环，每五个循环取平均值作为一组数据存放在循环寄存器中，以不间断地循环采集方式能够对各个时段的零序电流值进行采集，同时每个时段构成一组数据，而每组数据由多个采集值计算获取平均值，从而能够提高对于零序电流值采集的准确性，保证所获取零序电流幅值的实时性以及精准性。
计算比较模块104通过比较各线路零序电流的幅值找出故障线路，故障线路的零序电流在数值上等于非故障线路零序电流之和，即故障线路的零序电流最大，在进行幅值比较外又加上了相位比较，因为故障线路和非故障线路相位是相反的，这样就弥补了出线不平衡的影响，提高了选线的正确率。
故障线路确定模块106判断接地故障线路的依据为：零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
本发明所提供的二次变电系统小电流接地故障选线方法，具有简单、直观、实用、耐高接地阻抗、选线效果较好的优点，通过零序电流幅值和相位分别与设定阈值进行计算比较确定故障线路，解决了经消弧线圈接地系统工频量影响选线准确率的问题，能够提高二次变电系统接地故障的选线正确率，同时能够简单准确的选出故障线以及对应的故障相，从而规避选线误判率，提高选线灵敏度以及正确性。
实施例二
请参照图3，示出了根据本发明实施例通过注入信号脉冲判断故障线路的原理框图。
一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，包括以下过程：
当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中，按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值；
获取在二次变电系统中所采集的每个零序电流幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较，不经消弧线圈接地的系统，能量大的或呈现负相位的为故障线路，反之为正常线路；对于经消弧线圈接地的系统，加脉冲前后相位增量最大的为故障线路，反之为非故障线路。
绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
母线上预先接入中性点控制系统，中性点控制系统包括接地电阻、串联线路和对地电容形成一个回路，能够对应放出电容电荷，故障线路的零序电压超前零序电流90°，无功功率由线路流向母线，而非故障线路与此相反，据此确定故障线路，在二次变电系统出现单相接地故障时，电网中残留的零序电荷则可以从中性点控制系统释放出去，接地点和曲折变中性点之间形成电流通路，继电保护设备采用零序电流可以高效、精准地定位故障，从而在第一时间来切掉故障，使得单相故障维持稳定，不会继续上升为相间故障，控制了由于拉路查找而出现的操作过电压，即便操作人员不小心高压触电，因为小电阻接地系统具备高效切除电源的能力，也不会发生人身安全问题，系统性地解决了小电流和小电阻接地系统跳闸率高、谐振接地系统选线困难等问题，通过分类处理瞬时性接地和永久性接地两种故障，很好的保证了供电可靠性和安全性。
向中性点控制系统中注入信号脉冲，以注入信号脉冲时刻为采样时刻，采集此时刻以后一个或两个周期的数据存储起来，启动零序电流能量法计算各线路外加信号后的零序电流能量加以比较，从注入脉冲信号影响零序电流的角度来选择故障线路，被注入的脉冲信号为幅值50V到100V之间的工频信号，它是通过高频开关截取的持续宽度为3-15ms之间的一个脉冲。
根据各线路的零序电流在信号脉冲注入的变化状况进行判断是否接地故障，非故障线路零序电流呈现基波叠加高频振荡，而故障线路呈现半圆形或高频振荡伴随严重变形半圆的形状，半圆畸变度随着接地电阻增大而增加。
通过电压互感器向中性点控制系统中注入信号脉冲，零序电流通过零序电流互感器采集，设零序电流互感器的变比为K，向量Ia为A相电流，向量Ib为B相电流，向量Ic为C相电流；
则采集到的零序电流为：
能够直接检测二次变电系统中电流的向量和零序电流，零序电流互感器的变比K较小，常用的为30，当允许的一次零序电流一定时，进入继电器的二次电流i＝l/K较大，可设到1A以上，其抗干扰的能力就强，而对于零序电流采集数据的误差率得以大幅度降低。
一种基于二次变电系统小电流接地故障选线装置，包括：
故障节点获取模块101，用于当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
零序电压通入模块102，用于在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
采集模块103，用于不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中；
计算比较模块104，用于按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
相位比较模块105，用于对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较；
故障线路确定模块106，用于绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定故障线路。
采集模块103不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，以至少三组零序电流值为一个循环，每五个循环取平均值作为一组数据存放在循环寄存器中，以不间断地循环采集方式能够对各个时段的零序电流值进行采集，同时每个时段构成一组数据，而每组数据由多个采集值计算获取平均值，从而能够提高对于零序电流值采集的准确性，保证所获取零序电流幅值的实时性以及精准性。
计算比较模块104通过比较各线路零序电流的幅值找出故障线路，故障线路的零序电流在数值上等于非故障线路零序电流之和，即故障线路的零序电流最大，在进行幅值比较外又加上了相位比较，因为故障线路和非故障线路相位是相反的，这样就弥补了出线不平衡的影响，提高了选线的正确率。
故障线路确定模块106判断接地故障线路的依据为：零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
通过本实施例，根据各线路的零序电流在信号脉冲注入的变化状况进行判断是否接地故障，非故障线路零序电流呈现基波叠加高频振荡，而故障线路呈现半圆形或高频振荡伴随严重变形半圆的形状，半圆畸变度随着接地电阻增大而增加。
实施例三
一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，包括以下过程：
当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中，按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值；
获取在二次变电系统中所采集的每个零序电流幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较，不经消弧线圈接地的系统，能量大的或呈现负相位的为故障线路，反之为正常线路；对于经消弧线圈接地的系统，加脉冲前后相位增量最大的为故障线路，反之为非故障线路。
绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
母线上预先接入中性点控制系统，中性点控制系统包括接地电阻、串联线路和对地电容形成一个回路，能够对应放出电容电荷，故障线路的零序电压超前零序电流90°，无功功率由线路流向母线，而非故障线路与此相反，据此确定故障线路，在二次变电系统出现单相接地故障时，电网中残留的零序电荷则可以从中性点控制系统释放出去，接地点和曲折变中性点之间形成电流通路，继电保护设备采用零序电流可以高效、精准地定位故障，从而在第一时间来切掉故障，使得单相故障维持稳定，不会继续上升为相间故障，控制了由于拉路查找而出现的操作过电压，即便操作人员不小心高压触电，因为小电阻接地系统具备高效切除电源的能力，也不会发生人身安全问题，系统性地解决了小电流和小电阻接地系统跳闸率高、谐振接地系统选线困难等问题，通过分类处理瞬时性接地和永久性接地两种故障，很好的保证了供电可靠性和安全性。
通过电压互感器向中性点控制系统中注入信号脉冲，零序电流通过零序电流互感器采集，设零序电流互感器的变比为K，向量Ia为A相电流，向量Ib为B相电流，向量Ic为C相电流；
则采集到的零序电流为：
能够直接检测二次变电系统中电流的向量和零序电流，零序电流互感器的变比K较小，常用的为30，当允许的一次零序电流一定时，进入继电器的二次电流i＝l/K较大，可设到1A以上，其抗干扰的能力就强，而对于零序电流采集数据的误差率得以大幅度降低。
以循环寄存器存入的时刻为标志确定原始采样数据序列，把此时以前N-1个周期及此时刻以后N+1个周期的数据作为算法分析的对象，N为原始采样数据序列存入的时刻，每五组采集数据为一个周期，通过小波变换模极大值算法，求各线路零序电流同一周期下的小波变换的模极大值极性加以比较，如果故障发生时刻小波变换的模极大值极性全部相同，则判定为母线为故障线路，如果某条线路的模极大值极性与余下全部线路的相反，则支路为故障线路，由此能够对母线以及支路是否存在接地故障做出判断。
一种基于二次变电系统小电流接地故障选线装置，包括：
故障节点获取模块101，用于当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
零序电压通入模块102，用于在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
采集模块103，用于不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中；
计算比较模块104，用于按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
相位比较模块105，用于对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较；
故障线路确定模块106，用于绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定故障线路。
采集模块103不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，以至少三组零序电流值为一个循环，每五个循环取平均值作为一组数据存放在循环寄存器中，以不间断地循环采集方式能够对各个时段的零序电流值进行采集，同时每个时段构成一组数据，而每组数据由多个采集值计算获取平均值，从而能够提高对于零序电流值采集的准确性，保证所获取零序电流幅值的实时性以及精准性。
计算比较模块104通过比较各线路零序电流的幅值找出故障线路，故障线路的零序电流在数值上等于非故障线路零序电流之和，即故障线路的零序电流最大，在进行幅值比较外又加上了相位比较，因为故障线路和非故障线路相位是相反的，这样就弥补了出线不平衡的影响，提高了选线的正确率。
故障线路确定模块106判断接地故障线路的依据为：零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
通过本实施例，通过小波变换模极大值算法，求各线路零序电流同一周期下的小波变换的模极大值极性加以比较，如果故障发生时刻小波变换的模极大值极性全部相同，则判定为母线为故障线路，如果某条线路的模极大值极性与余下全部线路的相反，则支路为故障线路，由此能够对母线以及支路是否存在接地故障做出判断。
本发明，本发明所提供的二次变电系统小电流接地故障选线方法，具有简单、直观、实用、耐高接地阻抗、选线效果较好的优点，通过零序电流幅值和相位分别与设定阈值进行计算比较确定故障线路，解决了经消弧线圈接地系统工频量影响选线准确率的问题，能够提高二次变电系统接地故障的选线正确率，同时能够简单准确的选出故障线以及对应的故障相，从而规避选线误判率，提高选线灵敏度以及正确性。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于以上各实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上实施方式对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，其特征在于，包括以下过程：
当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中，按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值；
获取在二次变电系统中所采集的每个零序电流幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较；
绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
2.根据权利要求1所述的基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，其特征在于：母线上预先接入中性点控制系统，中性点控制系统包括接地电阻、串联线路和对地电容形成一个回路。
3.根据权利要求2所述的基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，其特征在于：向中性点控制系统中注入信号脉冲，以注入信号脉冲时刻为采样时刻，采集此时刻以后一个或两个周期的数据存储起来，启动零序电流能量法计算各线路外加信号后的零序电流能量加以比较。
4.根据权利要求3所述的基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，其特征在于：还可以根据各线路的零序电流在信号脉冲注入的变化状况进行判断是否接地故障，非故障线路零序电流呈现基波叠加高频振荡，而故障线路呈现半圆形或高频振荡伴随严重变形半圆的形状，半圆畸变度随着接地电阻增大而增加。
5.根据权利要求3或4所述的基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，其特征在于：通过电压互感器向中性点控制系统中注入信号脉冲。
6.根据权利要求1所述的基于二次变电系统小电流接地故障选线方法，其特征在于：以循环寄存器存入的时刻为标志确定原始采样数据序列，把此时以前N-1个周期及此时刻以后N+1个周期的数据作为算法分析的对象，N为原始采样数据序列存入的时刻，每五组采集数据为一个周期。
7.一种基于二次变电系统小电流接地故障选线装置，其特征在于，包括：
故障节点获取模块(101)，用于当二次变电系统中发生地接故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；
零序电压通入模块(102)，用于在获取的每个故障节点通入零序电压，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；
采集模块(103)，用于不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中；
计算比较模块(104)，用于按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；
相位比较模块(105)，用于对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较；
故障线路确定模块(106)，用于绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定故障线路。
8.根据权利要求7所述的基于二次变电系统小电流接地故障选线装置，其特征在于：采集模块(103)不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，以至少三组零序电流值为一个循环，每五个循环取平均值作为一组数据存放在循环寄存器中。
9.根据权利要求7所述的基于二次变电系统小电流接地故障选线装置，其特征在于：计算比较模块(104)通过比较各线路零序电流的幅值找出故障线路，故障线路的零序电流在数值上等于非故障线路零序电流之和，即故障线路的零序电流最大。
10.根据权利要求7所述的基于二次变电系统小电流接地故障选线装置，其特征在于：故障线路确定模块(106)判断接地故障线路的依据为：零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路。
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