CN202281817U - 微机小电流接地选线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微机小电流接地选线系统，包括主控CPU、零序电流采集单元、零序电压采集单元、报警执行单元和零序电流数据处理单元，所述选线系统还包括零序电流突变数据处理单元、零序无功功率突变数据处理单元和接地选线处理中心，零序电流突变数据处理单元分别与零序电流采集单元和主控CPU相连，零序无功功率突变数据处理单元分别与零序电流采集单元、零序电压采集单元和主控CPU相连，接地选线处理中心与主控CPU相连。本实用新型首次将零序电流、零序电流突变量和零序无功功率突变量三者的结合作为判断故障选线依据，避开了零序电流、零序电压的极性难以确定的问题，提高了选线判断的准确性。

Description

微机小电流接地选线系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统紧急电路保护技术领域，尤其涉及一种微机小电流接地选线系统。

背景技术

在6～66kV电力系统中普遍采用电网中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地方式，当系统发生单相接地时，需要在短时间内尽快判明并排除接地故障。故障发生时，虽然故障线路流过的零序电流会反相，但由于零序电流太小、小电流系统干扰大、信噪比小、电容电流波形的不稳定和随机因素影响的不确定等因素增加了线路接地故障判断排除的困难。

现有的小电流单相接地故障选线设计判断一般有以检测零序电压大小的方式、检测工频电容电流大小的方式和计算零序电流有功分量的方式。检测零序电压大小的方式是在系统发生单相接地或产生谐振后，电压互感器二次会出现零序电压，因而可以据此确定系统是否发生接地故障或谐振，但其选线的准确性还是有待提高，需要人工干预选线排除。检测工频电容电流大小的方式是利用每一条线路上零序电流的绝对值与一整定值进行比较完成选线，或采用故障接地线路中的零序电流幅值最大进行判线。但它易受系统运行方式、线路长短等许多情况的影响而导致误选、多选、漏选，且在中性点接消弧线圈的情况下无法实现准确选线，在线路长短相差悬殊及出线数较少的情况下容易造成误判。计算零序电流有功分量的方式是将一阻尼电阻与消弧线圈串联，接地故障线路中将包含有阻尼电阻所产生的有功电流分量；而非故障接地线路中将不会含有有功电流分量。利用该有功电流分量，即可实现对接地故障线路的判别。该有功电流分量与接地点过渡电阻的大小有关，过渡电阻越大，则有功电流分量越小，故该方法对于判别高阻接地比较困难。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有小电流单相接地故障选线存在的上述问题，提供了一种故障选线准确、抗干扰性强、具有自动跳闸报警、各选线系统网络信息分享的微机小电流接地选线系统。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案是：

一种微机小电流接地选线系统，包括主控CPU、零序电流采集单元、零序电压采集单元、报警执行单元和零序电流数据处理单元，主控CPU分别与零序电压采集单元、报警执行单元和零序电流数据处理单元相连，零序电流采集单元与零序电流数据处理单元连接，所述选线系统还包括零序电流突变数据处理单元、零序无功功率突变数据处理单元和接地选线处理中心，所述零序电流突变数据处理单元分别与零序电流采集单元和主控CPU相连，零序无功功率突变数据处理单元分别与零序电流采集单元、零序电压采集单元和主控CPU相连，接地选线处理中心与主控CPU相连。

所述零序电流突变数据处理单元存储零序电流采集单元的采集电流，计算和存储系统工作时和故障时的零序电流变化量。零序无功功率突变数据处理单元存储来至零序电流采集单元和零序电压采集单元的无功电流分量和电压分量，计算和存储系统工作时和故障时的无功功率，为系统后续的选线工作做准备。主控CPU根据零序电流数据处理单元、零序电流突变数据处理单元和零序无功功率突变数据处理单元储存的数据信息对每条线路的故障情况进行判断，将判断结果传送与接地选线处理中心，由接地选线处理中心执行选线功能。

优选地，所述选线系统还包括线路闸执行单元，线路闸执行单元与接地选线处理中心相连。

优选地，所述选线系统还包括用于网络通信的网络接口，网络接口与主控CPU相连。

本实用新型的微机小电流接地选线系统，首次将零序电流、零序电流突变量和零序无功功率突变量三者的结合作为判断故障选线依据，避开了零序电流、零序电压的极性难以确定的问题，利用无功功率突变量的判断方法可彻底摆脱零序电流、零序电压的极性影响，提高了选线判断的准确性。由于判断的准确性大大提高，系统结合线路闸执行单元实现故障自动跳闸的功能，提高了选线成功率及故障处理的自动化程度。整个故障排除过程时间短，基本上实现了极少需人工干预的故障恢复；并且系统通过网络接口可以互通信息，共享整个系统的工作运行状态。该综合选线系统抗干扰能力强，结果准确可靠，不受系统接线方式、运行方式、中性点接地方式等的影响。

附图说明

图1是本实用新型微机小电流接地选线系统的模块连接框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步详细说明本实用新型，但本实用新型的保护范围并不限于此。

参照图1，本实用新型的微机小电流接地选线系统，包括主控CPU、零序电流采集单元、零序电压采集单元、零序电流数据处理单元、零序电流突变数据处理单元、零序无功功率突变数据处理单元、报警执行单元、接地选线处理中心、线路闸执行单元和用于网络通信的网络接口。主控CPU分别与零序电流数据处理单元、零序电流突变数据处理单元、零序无功功率突变数据处理单元、报警执行单元、接地选线处理中心和网络接口相连。零序电流采集单元分别与零序电流数据处理单元、零序电流突变数据处理单元和零序无功功率突变数据处理单元相连，并将检测到的电流数值输出。零序电压采集单元与零序无功功率突变数据处理单元相连，线路闸执行单元与接地选线处理中心相连。

所述零序电流突变数据处理单元存储零序电流采集单元的采集电流，计算和存储系统工作时和故障时的零序电流变化量。零序无功功率突变数据处理单元存储来至零序电流采集单元和零序电压采集单元的无功电流分量和电压分量，计算和存储系统工作时和故障时的无功功率，为系统后续的选线工作做准备。主控CPU包括数模转换模块、DSP数据处理模块和微控制器，主控CPU根据零序电流数据处理单元、零序电流突变数据处理单元和零序无功功率突变数据处理单元储存的数据信息对每条线路的故障情况进行判断，采用零序电流突变量最大值原理、零序无功功率突变量最大值原理及零序电流最大值原理三种选线方法计算相应判据并利用相关分析对各条线路进行可能性排序，取前三个最可能的候选线路，将判断结果传送与接地选线处理中心，由接地选线处理中心执行选线功能。若是永久接地故障则进入复选阶段，即投入旁接电阻，并采用有功功率分量分析这3条线路的相应判踞并依据相关分析排序，取其中明显最大者作为故障线路，同时在规定时间内切除旁接电阻。本实用新型设置计算机网络接口，使每个单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个单元和重合闸动作在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。

本系统的选线过程：当小电流系统发生单相接地时，零序电压采集单元采集到的零序电压将发生明显增大，此增大电压将作为系统的启动信号；此时，零序电流数据处理单元、零序电流突变数据处理单元和零序无功功率突变数据处理单元根据零序电压采集单元和零序电流采集单元的数据信息进行处理，由主控CPU做出相应处理后，接地选线处理中心进入预选程序，即采用零序电流突变量最大值原理、零序无功功率突变量最大值原理和零序电流最大值原理三种选线方法计算相应判据并利用相关分析对各条线路进行可能性排序，取前三个最可能的候选线路。若是永久接地故障则进入复选阶段，即投入旁接电阻，并采用有功功率分量分析这3条线路的相应判踞并依据相关分析排序，取其中明显最大者作为故障线路，同时在规定时间内切除旁接电阻。在本系统选出接地线路后，由接地选线处理中心自动对该线路发出跳闸命令。若接地故障消失，则认为该次选线正确，可自动发出针对线路保护的重合闸闭锁接点信号。若接地故障依然存在，则认为该次选线错误，由该线路保护自动重合闸。若对可能的三条接地线路依次进行上述操作后，依然无法确定接地线路，则认为该次选线失败，发出告警信号需要人为干预判断。

Claims (3)

1.一种微机小电流接地选线系统，包括主控CPU、零序电流采集单元、零序电压采集单元、报警执行单元和零序电流数据处理单元，主控CPU分别与零序电压采集单元、报警执行单元和零序电流数据处理单元相连，零序电流采集单元与零序电流数据处理单元连接，其特征在于，所述选线系统还包括零序电流突变数据处理单元、零序无功功率突变数据处理单元和接地选线处理中心，所述零序电流突变数据处理单元分别与零序电流采集单元和主控CPU相连，零序无功功率突变数据处理单元分别与零序电流采集单元、零序电压采集单元和主控CPU相连，接地选线处理中心与主控CPU相连。

2.根据权利要求1所述的微机小电流接地选线系统，其特征在于，所述选线系统还包括线路闸执行单元，线路闸执行单元与接地选线处理中心相连。

3.根据权利要求1或2所述的微机小电流接地选线系统，其特征在于，所述选线系统还包括用于网络通信的网络接口，网络接口与主控CPU相连。

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