CN114594345A - 低压电网漏电故障相别鉴别的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压电网漏电故障相别鉴别的方法及装置，方法包括以下步骤：实时采集低压电网中母线零序电压信号、母线三相电压信号和反映低压电网绝缘电阻值；当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，则判定为单相或两相接地漏电故障；根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号计算出其相位差是否符合判据1；根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号鉴别三相电压与零序电压信号是否符合判据2；漏电故障发生后当某一相或某两相同时满足以上两个判据时，判断所述的某一相或某两相为漏电接地故障相别。本发明避免了繁琐的数学分析与运算，实用性好，有效的保证了低压电网安全、可靠的运行。

Description

低压电网漏电故障相别鉴别的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种低压电网漏电故障相别鉴别的方法及装置，属于电气安全技术领域。

背景技术

我国工矿380V～1140V低压供电系统的电力变压器中性点大都采用非有效接地方式，中性点非有效接地系统的工矿低压电网中发生最多的纵、横向电气故障是单相或两相接地漏电故障，而且是引发人身触电伤亡、相间短路、电火灾和引燃瓦斯、煤尘、粉尘爆炸的主要因素。我国工矿低压供电系统从供电安全考虑，无论采用哪种接地方式，低压供电系统都装设了能自动切断漏电馈电线的检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置。到目前为止，我国工矿低压电网使用的各种类型的检漏保护装置只能判断发生单相或两相接地漏电故障的馈电线路，而无法准确判别出故障相别，这增加了现场技术人员排除故障的时间，降低矿山经济效益。

现有技术中，通常采用的是利用单相漏电时三相对地电压的大小变化或相敏比较法来判断故障相别。随着低压电网负荷大小和漏电电阻值的变化，上述判别方法的可靠性、灵敏度、抗干扰性较差，故障相别误判率比较高，并且只能判别单相接地漏电故障的相别，无法判别两相接地漏电故障的相别，存在工作死区。

因此，研发一种判别准确、响应时间快速、抗干扰能力强的新型漏电故障相别鉴别方法，对保证矿山供电的连续性、可靠性、安全性，提高矿山生产效益具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种低压电网漏电故障相别鉴别的方法及装置，能够快速、准确地判别出单相或两相接地漏电故障相别。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供的一种低压电网漏电故障相别鉴别的方法，包括以下步骤：

实时采集低压电网中母线零序电压信号、母线三相电压信号和反映低压电网绝缘电阻值；

当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，则判定为单相或两相接地漏电故障；

根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号计算出三相电压与零序电压信号的相位差是否符合判据1，所述判据1为：三相电压与零序电压信号相位差为φ，其动作区域是20°≤φ≤140°；

根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号鉴别三相电压与零序电压信号是否符合判据2，所述判据2为：三相电压与零序电压信号相位关系符合零序基波倍频相位判别方法；

漏电故障发生后当某一相或某两相同时满足以上两个判据时，判断所述的某一相或某两相为漏电接地故障相别。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述零序基波倍频相位判别方法为：

设定单相接地漏电故障线路的零序基波倍频相位判别规则：1)同时将基波零序电压和零序电流信号倍频为50HZ至250HZ之间的任意频率U_0B信号和I_0B信号；2)零序电压信号U_0B的下降沿必须位于零序电流信号I_0B的上升沿和下降沿之间，且零序电压信号U_0B的脉宽必须大于零序电流信号I_0B的脉宽；各个支路的零序电流和零序电压信号按上述两条零序基波倍频相位判别规则进行判别。

作为本实施例一种可能的实现方式，当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，即当条件1、条件2同时满足：

条件1：U_Q＞k_RU_bmax

条件2：U_JY＜U_lmin

其中,U_Q为零序电压值，U_JY为低压电网绝缘电阻值；k_RU_bmax为零序电压启动值，U_bmax为低压电网正常运行时，最大不平衡零序电压有效值，k_R为可靠系数；U_lmin为最小动作电阻值。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述三相电压与零序电压信号相位差的计算公式为：

其中，φ_A、φ_B、φ_C分别为三相电压与零序电压信号之间的相位差；

所述三相电压与零序电压信号相位关系如下：

U₀＞U_A

U₀＞U_B………(3)

U₀＞U_C

T_U01＜T_A1,T_U02＜T_A2

T_U01＜T_B1,T_U02＜T_B2………(4)

T_U01＜T_C1,T_U02＜T_C2

其中，U₀为漏电故障发生后母线零序电压信号的脉宽，U_A为漏电故障发生后A相电压的脉宽，U_B为漏电故障发生后B相电压的脉宽，U_C为漏电故障发生后C相电压的脉宽；

T_U01为零序电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_U02为零序电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_A1为A相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_A2为A相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_B1为B相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_B2为B相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_C1为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间,T_C2为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述设定的零序电压启动值的可靠系数取值范围为2-4.5。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述设定的最小动作电阻值的取值范围为3.5kΩ-20kΩ。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述相位差φ优选为90⁰。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述的方法还包括：

在漏电故障发生后，对采集的零序电压信号进行低通滤波、移相、反馈、过零检测、光电隔离和整形处理，形成脉宽为180度的零序电压方波信号，对采集的三相电压信号进行低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为0～180度之间变化的三相电压方波信号。

第二方面，本发明实施例提供的一种低压电网漏电故障相别鉴别的装置，包括：

数据采集模块，用于实时采集低压电网中母线零序电压信号、母线三相电压信号和反映低压电网绝缘电阻值；

故障判定模块，用于当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，则判定为单相或两相接地漏电故障；

相位差判断模块，用于根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号计算出三相电压与零序电压信号的相位差是否符合判据1，所述判据1为：三相电压与零序电压信号相位差为φ，其动作区域是20°≤φ≤140°；

相位关系判断模块，用于根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号鉴别三相电压与零序电压信号是否符合判据2，所述判据2为：三相电压与零序电压信号相位关系符合零序基波倍频相位判别方法；

故障相别判断模块，用于漏电故障发生后当某一相或某两相同时满足以上两个判据时，判断所述的某一相或某两相为漏电接地故障相别。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述零序基波倍频相位判别方法为：

设定单相接地漏电故障线路的零序基波倍频相位判别规则：1)同时将基波零序电压和零序电流信号倍频为50HZ至250HZ之间的任意频率U_0B信号和I_0B信号；2)零序电压信号U_0B的下降沿必须位于零序电流信号I_0B的上升沿和下降沿之间，且零序电压信号U_0B的脉宽必须大于零序电流信号I_0B的脉宽；各个支路的零序电流和零序电压信号按上述两条零序基波倍频相位判别规则进行判别。

作为本实施例一种可能的实现方式，当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，即当条件1、条件2同时满足：

条件1：U_Q＞k_RU_bmax

条件2：U_JY＜U_lmin

其中,U_Q为零序电压值，U_JY为低压电网绝缘电阻值；k_RU_bmax为零序电压启动值，U_bmax为低压电网正常运行时，最大不平衡零序电压有效值，k_R为可靠系数；U_lmin为最小动作电阻值。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述三相电压与零序电压信号相位差的计算公式为：

其中，φ_A、φ_B、φ_C分别为三相电压与零序电压信号之间的相位差；

所述三相电压与零序电压信号相位关系如下：

U₀＞U_A

U₀＞U_B………(3)

U₀＞U_C

T_U01＜T_A1,T_U02＜T_A2

T_U01＜T_B1,T_U02＜T_B2………(4)

T_U01＜T_C1,T_U02＜T_C2

其中，U₀为漏电故障发生后母线零序电压信号的脉宽，U_A为漏电故障发生后A相电压的脉宽，U_B为漏电故障发生后B相电压的脉宽，U_C为漏电故障发生后C相电压的脉宽；

T_U01为零序电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_U02为零序电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_A1为A相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_A2为A相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_B1为B相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_B2为B相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_C1为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间,T_C2为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述设定的零序电压启动值的可靠系数取值范围为2-4.5。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述设定的最小动作电阻值的取值范围为3.5kΩ-20kΩ。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述相位差φ优选为90⁰。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述的装置还包括：

数据处理模块，用于在漏电故障发生后，对采集的零序电压信号进行低通滤波、移相、反馈、过零检测、光电隔离和整形处理，形成脉宽为180度的零序电压方波信号，对采集的三相电压信号进行低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为0～180度之间变化的三相电压方波信号。

作为本实施例一种可能的实现方式，

本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本发明通过零序电压与母线三相电压的相位关系以及零序电压与母线三相电压相位差值进行综合鉴别，确定漏电故障相别，不受低压电网中性点接地类型、运行方式、负荷变化和漏电接地电阻大小等影响，且方法简单高效，避免了繁琐的数学分析与运算，实用性好，有效的保证了低压电网安全、可靠的运行。

本发明与现有相同功能的相敏比较方向法和三相电压有效值比较方法相比较，工作可靠、选相准确率高、判别速度快，不但能实现单相漏电故障相别的准确判选，而且也能实现两相接地漏电故障相别的准确判选，选相保护范围没有“死区”。

本发明不仅可以用复杂可编程逻辑器件CPLD或FPGA来实现，而且还可用单片机系统、DSP系统来实现，从而实现了对多路信号并行处理的能力，大大提高了一种低压电网漏电故障相别鉴别保护装置故障相别识别的快速性、准确性。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种低压电网漏电故障相别鉴别的方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种低压电网漏电故障相别鉴别的装置结构图；

图3是采用本发明所述装置进行低压电网漏电故障相别鉴别的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种低压电网漏电故障相别鉴别的方法，包括以下步骤：

实时采集低压电网中母线零序电压信号、母线三相电压信号和反映低压电网绝缘电阻值；

当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，则判定为单相或两相接地漏电故障；

根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号计算出三相电压与零序电压信号的相位差是否符合判据1，所述判据1为：三相电压与零序电压信号相位差为φ，其动作区域是20°≤φ≤140°；

根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号鉴别三相电压与零序电压信号是否符合判据2，所述判据2为：三相电压与零序电压信号相位关系符合零序基波倍频相位判别方法；

漏电故障发生后当某一相或某两相同时满足以上两个判据时，判断所述的某一相或某两相为漏电接地故障相别。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述零序基波倍频相位判别方法为：

设定单相接地漏电故障线路的零序基波倍频相位判别规则：1)同时将基波零序电压和零序电流信号倍频为50HZ至250HZ之间的任意频率U_0B信号和I_0B信号；2)零序电压信号U_0B的下降沿必须位于零序电流信号I_0B的上升沿和下降沿之间，且零序电压信号U_0B的脉宽必须大于零序电流信号I_0B的脉宽；各个支路的零序电流和零序电压信号按上述两条零序基波倍频相位判别规则进行判别。

作为本实施例一种可能的实现方式，当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，即当条件1、条件2同时满足：

条件1：U_Q＞k_RU_bmax

条件2：U_JY＜U_lmin

其中,U_Q为零序电压值，U_JY为低压电网绝缘电阻值；k_RU_bmax为零序电压启动值，U_bmax为低压电网正常运行时，最大不平衡零序电压有效值，k_R为可靠系数；U_lmin为最小动作电阻值。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述三相电压与零序电压信号相位差的计算公式为：

其中，φ_A、φ_B、φ_C分别为三相电压与零序电压信号之间的相位差；

所述三相电压与零序电压信号相位关系如下：

U₀＞U_A

U₀＞U_B………(3)

U₀＞U_C

T_U01＜T_A1,T_U02＜T_A2

T_U01＜T_B1,T_U02＜T_B2………(4)

T_U01＜T_C1,T_U02＜T_C2

其中，U₀为漏电故障发生后母线零序电压信号的脉宽，U_A为漏电故障发生后A相电压的脉宽，U_B为漏电故障发生后B相电压的脉宽，U_C为漏电故障发生后C相电压的脉宽；

T_U01为零序电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_U02为零序电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_A1为A相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_A2为A相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_B1为B相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_B2为B相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_C1为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间,T_C2为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述设定的零序电压启动值的可靠系数取值范围为2-4.5。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述设定的最小动作电阻值的取值范围为3.5kΩ-20kΩ。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述相位差φ优选为90°。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述的方法还包括：

在漏电故障发生后，对采集的零序电压信号进行低通滤波、移相、反馈、过零检测、光电隔离和整形处理，形成脉宽为180度的零序电压方波信号，对采集的三相电压信号进行低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为0～180度之间变化的三相电压方波信号。

本发明直接将三相电压和零序电压信号进行“倍频”处理后，应用“倍频”后的信号作为漏电故障相别的鉴别判断，使单相或两相接地漏电故障相别的选出时间缩短为≤20ms，满足MT189-88标准中规定的漏电故障保护动作时间(≤30ms)的要求，成功的解决了工矿低压电网漏电故障相别一直无法快速、准确鉴别的技术难题。

如图2所示，本发明实施例提供的一种低压电网漏电故障相别鉴别的装置，包括：

数据采集模块，用于实时采集低压电网中母线零序电压信号、母线三相电压信号和反映低压电网绝缘电阻值；

故障判定模块，用于当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，则判定为单相或两相接地漏电故障；

相位差判断模块，用于根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号计算出三相电压与零序电压信号的相位差是否符合判据1，所述判据1为：三相电压与零序电压信号相位差为φ，其动作区域是20°≤φ≤140°；

相位关系判断模块，用于根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号鉴别三相电压与零序电压信号是否符合判据2，所述判据2为：三相电压与零序电压信号相位关系符合零序基波倍频相位判别方法；

故障相别判断模块，用于漏电故障发生后当某一相或某两相同时满足以上两个判据时，判断所述的某一相或某两相为漏电接地故障相别。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述数据采集模块包括：

零序电压获取模块，用于获取低压电网中母线零序电压信号；

三相电压获取模块，用于获取低压电网三相电压信号；

低压电网绝缘电阻值获取模块，用于获取低压电网三相对地绝缘电阻值。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述的装置还包括：

数据处理模块，用于在漏电故障发生后，对采集的零序电压信号进行低通滤波、移相、反馈、过零检测、光电隔离和整形处理，形成脉宽为180度的零序电压方波信号，对采集的三相电压信号进行低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为0～180度之间变化的三相电压方波信号。

本发明直接将三相电压和零序电压信号进行“倍频”处理后，应用“倍频”后的信号作为漏电故障相别的鉴别判断，使单相或两相接地漏电故障相别的选出时间缩短为≤20ms，满足MT189-88标准中规定的漏电故障保护动作时间(≤30ms)的要求，成功的解决了工矿低压电网漏电故障相别一直无法快速、准确鉴别的技术难题。

如图3所示，采用本发明的一种低压电网漏电故障相别鉴别的装置进行低压电网漏电故障相别鉴别的过程如下：

(1)实时采集低压电网中母线零序电压信号、母线三相电压信号和反映低压电网绝缘电阻值；

当低压电网发生单相或两相接地漏电故障后，低压系统会产生零序电压，通过获取零序电压及三相绝缘电阻值的大小来判断是否发生了漏电接地故障。

(2)检测低压电网中母线零序电压值和最小动作电压值，当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，即当条件1、条件2同时满足时，则认为低压电网发生了单相或两相接地漏电故障，进入步骤(3)和步骤(4)；其中，U_Q为零序电压值，U_JY为低压电网绝缘电阻值；

条件1：U_Q＞k_RU_bmax

条件2：U_JY＜U_lmin

其中,k_RU_bmax为零序电压启动值，U_bmax为低压电网正常运行时，最大不平衡零序电压有效值，k_R为可靠系数，其取值范围为2-4.5，优选3.5；

其中，U_lmin为最小动作电阻值，其取值范围为3.5kΩ-20kΩ优选11kΩ；

(3)漏电故障发生后采集低压电网中母线零序电压和三相电压信号，将三相电压和零序电压信号按下述两条判据进行单相或两相接地漏电故障相别的鉴别。

判据1：三相电压与零序电压信号相位差为φ，其取值范围是20°≤φ≤140°；

判据2：三相电压与零序电压信号相位关系符合零序基波倍频相位判别方法；

漏电故障发生后先采集母线零序电压和三相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，然后采集母线零序电压和三相电压信号由高电平变为低电平状态的时间；

按照以下公式计算漏电故障发生后三相电压与母线零序电压信号的相位差：

其中，φ_A、φ_B、φ_C分别为三相电压与零序电压信号之间的相位差；

φ_A、φ_B、φ_C相位的取值范围是20°≤φ≤140°，在本申请的优选实施中，选取相位差φ值为90°；

按照以下公式计算漏电故障发生后三相电压与母线零序电压信号之间的相位关系：

U₀＞U_A

U₀＞U_B………(3)

U₀＞U_C

T_U01＜T_A1,T_U02＜T_A2

T_U01＜T_B1,T_U02＜T_B2………(4)

T_U01＜T_C1,T_U02＜T_C2

其中，U₀为漏电故障发生后母线零序电压信号的脉宽，U_A为漏电故障发生后A相电压的脉宽，U_B为漏电故障发生后B相电压的脉宽，U_C为漏电故障发生后C相电压的脉宽；

T_U01为零序电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_U02为零序电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_A1为A相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_A2为A相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_B1为B相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_B2为B相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_C1为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间,T_C2为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间；

漏电故障发生后三相电压与零序电压信号按照上述公式(1)计算出三相电压与零序电压信号之间的相位差是否符合判据1；

漏电故障发生后三相电压与零序电压信号按照上述公式(2)、(3)、(4)鉴别三相电压与零序电压信号是否符合判据2；

漏电故障发生后当某一相或某两相同时满足以上两个判据时，判断所述的某一相或某两相为漏电接地故障相别。

本发明与现有相同功能的相敏比较方向法和三相电压有效值比较方法相比较，工作可靠、选相准确率高、判别速度快，不但能实现单相漏电故障相别的准确判选，而且也能实现两相接地漏电故障相别的准确判选，选相保护范围没有“死区”。

本发明不仅可以用复杂可编程逻辑器件CPLD或FPGA来实现，而且还可用单片机系统、DSP系统来实现，从而实现了对多路信号并行处理的能力，大大提高了一种低压电网漏电故障相别鉴别保护装置故障相别识别的快速性、准确性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低压电网漏电故障相别鉴别的方法，其特征是，包括以下步骤：

实时采集低压电网中母线零序电压信号、母线三相电压信号和反映低压电网绝缘电阻值；

当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，则判定为单相或两相接地漏电故障；

根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号计算出三相电压与零序电压信号的相位差是否符合判据1，所述判据1为：三相电压与零序电压信号相位差为φ，其动作区域是20°≤φ≤140°；

根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号鉴别三相电压与零序电压信号是否符合判据2，所述判据2为：三相电压与零序电压信号相位关系符合零序基波倍频相位判别方法；

漏电故障发生后当某一相或某两相同时满足以上两个判据时，判断所述的某一相或某两相为漏电接地故障相别。

2.如权利要求1所述的低压电网漏电故障相别鉴别的方法，其特征是，当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，即当条件1、条件2同时满足：

条件1：U_Q＞k_RU_bmax

条件2：U_JY＜U_lmin

其中,U_Q为零序电压值，U_JY为低压电网绝缘电阻值；k_RU_bmax为零序电压启动值，U_bmax为低压电网正常运行时，最大不平衡零序电压有效值，k_R为可靠系数；U_lmin为最小动作电阻值。

3.如权利要求1所述的低压电网漏电故障相别鉴别的方法，其特征是，所述三相电压与零序电压信号相位差的计算公式为：

其中，φ_A、φ_B、φ_C分别为三相电压与零序电压信号之间的相位差；

所述三相电压与零序电压信号相位关系如下：

其中，U₀为漏电故障发生后母线零序电压信号的脉宽，U_A为漏电故障发生后A相电压的脉宽，U_B为漏电故障发生后B相电压的脉宽，U_C为漏电故障发生后C相电压的脉宽；

T_U01为零序电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_U02为零序电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_A1为A相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_A2为A相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_B1为B相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_B2为B相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_C1为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间,T_C2为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间。

4.如权利要求2所述的低压电网漏电故障相别鉴别的方法，其特征是，所述设定的零序电压启动值的可靠系数取值范围为2-4.5；所述设定的最小动作电阻值的取值范围为3.5kΩ-20kΩ。

5.如权利要求1-4任意一项所述的低压电网漏电故障相别鉴别的方法，其特征是，还包括：

在漏电故障发生后，对采集的零序电压信号进行低通滤波、移相、反馈、过零检测、光电隔离和整形处理，形成脉宽为180度的零序电压方波信号，对采集的三相电压信号进行低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为0～180度之间变化的三相电压方波信号。

6.一种低压电网漏电故障相别鉴别的装置，其特征是，包括：

数据采集模块，用于实时采集低压电网中母线零序电压信号、母线三相电压信号和反映低压电网绝缘电阻值；

故障判定模块，用于当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，则判定为单相或两相接地漏电故障；

相位差判断模块，用于根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号计算出三相电压与零序电压信号的相位差是否符合判据1，所述判据1为：三相电压与零序电压信号相位差为φ，其动作区域是20°≤φ≤140°；

相位关系判断模块，用于根据漏电故障发生后三相电压与零序电压信号鉴别三相电压与零序电压信号是否符合判据2，所述判据2为：三相电压与零序电压信号相位关系符合零序基波倍频相位判别方法；

故障相别判断模块，用于漏电故障发生后当某一相或某两相同时满足以上两个判据时，判断所述的某一相或某两相为漏电接地故障相别。

7.如权利要求6所述的低压电网漏电故障相别鉴别的装置，其特征是，当零序电压值超过设定的零序电压启动值以及低压电网绝缘电阻值小于设定的最小动作电阻值时，即当条件1、条件2同时满足：

条件1：U_Q＞k_RU_bmax

条件2：U_JY＜U_lmin

其中,U_Q为零序电压值，U_JY为低压电网绝缘电阻值；k_RU_bmax为零序电压启动值，U_bmax为低压电网正常运行时，最大不平衡零序电压有效值，k_R为可靠系数；U_lmin为最小动作电阻值。

8.如权利要求6所述的低压电网漏电故障相别鉴别的装置，其特征是，所述三相电压与零序电压信号相位差的计算公式为：

其中，φ_A、φ_B、φ_C分别为三相电压与零序电压信号之间的相位差；

所述三相电压与零序电压信号相位关系如下：

其中，U₀为漏电故障发生后母线零序电压信号的脉宽，U_A为漏电故障发生后A相电压的脉宽，U_B为漏电故障发生后B相电压的脉宽，U_C为漏电故障发生后C相电压的脉宽；

T_U01为零序电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_U02为零序电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_A1为A相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_A2为A相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_B1为B相电压信号由低电平变为高电平状态的时间，T_B2为B相电压信号由高电平变为低电平状态的时间，T_C1为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间,T_C2为C相电压信号由低电平变为高电平状态的时间。

9.如权利要求7所述的低压电网漏电故障相别鉴别的装置，其特征是，所述设定的零序电压启动值的可靠系数取值范围为2-4.5；所述设定的最小动作电阻值的取值范围为3.5kΩ-20kΩ。

10.如权利要求6-9任意一项所述的低压电网漏电故障相别鉴别的装置，其特征是，还包括：

数据处理模块，用于在漏电故障发生后，对采集的零序电压信号进行低通滤波、移相、反馈、过零检测、光电隔离和整形处理，形成脉宽为180度的零序电压方波信号，对采集的三相电压信号进行低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为0～180度之间变化的三相电压方波信号。

Images