CN203191498U - 小电流接地选线装置 - Google Patents

Abstract

小电流接地选线装置，为了解决选线装置不能及时准确地排查出接地故障线路的技术问题，采用的技术方案是采样模块包括与变压器中性点连接的母线电压互感器和一组与母线出线连接的零序电流互感器，母线电压互感器和零序电流互感器采集到的信号输送给控制模块，控制模块处理后输出控制信号给处理模块，处理模块输出反馈信号给控制模块，控制模块处理后输出信号给开关控制模块，关键是：所述的处理模块包括比较电路和至少两组信号处理电路，信号处理电路处理后输出信号给比较电路，比较电路输出反馈信号给控制模块。技术效果是可以及时、快速、准确地选出故障线路，提高了选线正确率和工作效率，减轻了对设备造成的损坏程度。

Description

小电流接地选线装置

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，涉及到一种选线装置，特别是小电流接地选线装置。

背景技术

小电流接地系统是指中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地的三相系统，当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小的多，所以这种系统被称为小电流接地系统。我国的划分标准为：X0/X1＞4～5的系统属于小电流接地系统，其中X0为系统零序电抗，X1为系统正序电抗。小电流接地系统最常见的故障是单相接地，当发生单相接地故障时，凡是对地有电容的线路都将有零序电流通过，由于零序电流较小，按电力系统安全运行规程的规定，可继续运行1～2小时，但是此时系统非故障相对地电压升高为线电压，若不及时处理极易发展成两相短路使故障扩大，弧光接地还会引起全系统过电压，但由于零序电流较小，又有很大的分散性，排查出接地线路有一定困难，若系统中有消弧线圈，困难更大。

目前有很多用于排查接地故障线路的选线装置和选线方法，如智能型比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分量法、能量法，但是每种选线装置只能使用一种选线方法，而且每种方法都有一定的适用条件。当适用条件满足时，该方法的选线结果一定正确，否则选线结果可能出现错误。所以现有的选线装置正确率低，不能及时准确地排查出接地故障线路，影响系统的维修和正常使用。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决选线装置不能及时准确地排查出接地故障线路的技术问题，为了解决这个问题，我们设计了小电流接地选线装置，处理模块中设置五组信号处理电路，发生单相接地故障时五组信号处理电路同时进行选线，以有效性最高的选线结果作为最后的结果，克服了现有的选线装置选线判据不充分、选线手段单一、不能适应各种复杂的接地故障类型的问题，大大提高了选线正确率，使选线结果更可靠。

本实用新型为实现发明目的所采用的具体技术方案是：小电流接地选线装置，包括采样模块、控制模块、处理模块、开关控制模块和交流电源模块，采样模块包括与变压器中性点连接的母线电压互感器和一组与母线出线连接的零序电流互感器，母线电压互感器和零序电流互感器采集到的信号输送给控制模块，控制模块处理后输出控制信号给处理模块，处理模块输出反馈信号给控制模块，控制模块处理后输出信号给开关控制模块，关键是：所述的处理模块包括比较电路和至少两组信号处理电路，信号处理电路处理后输出信号给比较电路，比较电路输出反馈信号给控制模块。

所述的处理模块包括五组信号处理电路，分别为智能型比幅比相信号处理电路、谐波比幅比相信号处理电路、小波信号处理电路、首半波信号处理电路、有功分量和能量信号处理电路。

所述的开关控制模块包括继电器。

本实用新型的有益效果是：适用于中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经高电阻接地系统和母线上装有消弧装置的小电流接地系统。利用五种信号处理电路将五种测量方法融合在一起，同时进行测量，每种信号处理电路都针对信号的不同特点，不同信号处理电路之间具有互补性，提高了选线的正确率。利用选线装置进行选线时，根据实际情况在消弧线圈两端并联中电阻，这种方法综合了中性点谐振接地方式可以迅速熄灭接地电弧、限制弧光接地过电压、保证系统可靠运行的优点和电阻接地方式能够准确选线的优点，彻底解决了谐振接地系统的选线难题。选线装置中设有触发器和计时器，每隔1秒钟触发器就会触发信号处理电路进行选线，直至故障消失，有效地避免了误判情况的发生。该装置可同时对4条母线48条线路进行测量，可及时、快速、准确地排除故障线路，提高了选线正确率和工作效率，减轻了电力设备的损坏程度。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

附图中，1代表母线电压互感器，2代表零序电流互感器，3代表控制模块，4代表交流电源模块，5代表显示模块，6代表处理模块，7代表智能型比幅比相信号处理电路，8代表谐波比幅比相信号处理电路，9代表小波信号处理电路，10代表首半波信号处理电路，11代表有功分量和能量信号处理电路，12代表比较电路，13代表开关控制模块。

具体实施方式

小电流接地选线装置，包括采样模块、控制模块3、处理模块6、开关控制模块13和交流电源模块4，采样模块包括与变压器中性点连接的母线电压互感器1和一组与母线出线连接的零序电流互感器2，母线电压互感器1和零序电流互感器2采集到的信号输送给控制模块3，控制模块3处理后输出控制信号给处理模块6，处理模块6输出反馈信号给控制模块3，控制模块3处理后输出信号给开关控制模块13，关键是：所述的处理模块6包括比较电路12和至少两组信号处理电路，信号处理电路处理后输出信号给比较电路12，比较电路12输出反馈信号给控制模块3。

所述的选线装置还包括与控制模块3连接的显示模块5。

所述的处理模块6包括五组信号处理电路，分别为智能型比幅比相信号处理电路7、谐波比幅比相信号处理电路8、小波信号处理电路9、首半波信号处理电路10、有功分量和能量信号处理电路11。

所述的选线装置最多设置四组采样模块，每组采样模块包括12个零序电流互感器2。

所述的控制模块3内部设有触发器和计时器，触发器与信号处理电路连接。

所述的开关控制模块13包括继电器。

本实用新型在具体使用时：五种信号处理电路分别针对信号的不同特点进行测量，不同信号处理电路之间具有互补性：

a、智能型比幅比相信号处理电路

基本原理是：对于中性点不接地系统，比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。

b、谐波比幅比相信号处理电路

基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，对谐波分量来说消弧线圈处于欠补偿状态，如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流相同，则为母线接地。

c、小波信号处理电路

基本原理是：利用单相接地故障产生的暂态电流和谐波电流作为选线判断的依据。由于小电流接地电网单相接地故障等值电路是一个容性通路，故障的突然作用在电路中产生的暂态电流通常很大。特别是发生弧光接地故障或间歇性接地故障情况下，暂态电流含量更丰富，持续时间更长。暂态电流满足在故障线路上的数值等于在非故障线路上数值之和且方向相反的关系，可以用来选线。该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用，特别适应于故障状况复杂、故障波形杂乱的情况，这与稳定量选线方法形成优势互补。

d、首半波信号处理电路

基本原理是：小电流接地电网单相接地故障产生的暂态电流虽然很复杂，但是发生故障的最初半个周波内，一定满足故障线路零序电流与正常线路零序电流极性相反的特点，因此可以通过比较首半波的零序电流极性进行故障选线，该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。

e、有功分量和能量信号处理电路

基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈只能补偿零序电流的无功分量，不能补偿零序电流的有功分量，因此故障线路的零序电流的有功分量与正常线路极性相反，可以用这个特点进行选线。由于有功分量的含量较小，所以选线装置采用零序电流与零序电压的乘积，即零序能量来度量零序电流的有功分量，实际上是把有功分量进行了累加，零序能量最大的线路就是故障线路。

选线装置在具体使用时，可以实时测量母线电压和零序电流，正常情况下母线电压几乎为零，选线装置对采样数据不做分析。当发生单相接地故障时，触发器触发智能型比幅比相信号处理电路7、谐波比幅比相信号处理电路8、小波信号处理电路9、首半波信号处理电路10和有功分量和能量信号处理电路11，这五组信号处理电路同时进行检测，测得的结果通过比较电路12反馈给控制模块3，控制模块3处理后将有效性最高的测量结果输出给显示模块5显示出来，同时输出控制信号给开关控制模块13进行跳闸。当故障消除后，触发器触发开关控制模块13将断开的线路连通。这种选线装置提高了选线的正确率，减小了单相接地故障对设备造成的损坏。

Claims (6)

1.小电流接地选线装置，包括采样模块、控制模块(3)、处理模块(6)、开关控制模块(13)和交流电源模块(4)，采样模块包括与变压器中性点连接的母线电压互感器(1)和一组与母线出线连接的零序电流互感器(2)，母线电压互感器(1)和零序电流互感器(2)采集到的信号输送给控制模块(3)，控制模块(3)处理后输出控制信号给处理模块(6)，处理模块(6)输出反馈信号给控制模块(3)，控制模块(3)处理后输出信号给开关控制模块(13)，其特征在于：所述的处理模块(6)包括比较电路(12)和至少两组信号处理电路，信号处理电路处理后输出信号给比较电路(12)，比较电路(12)输出反馈信号给控制模块(3)。

2.根据权利要求1所述的小电流接地选线装置，其特征在于：所述的选线装置还包括与控制模块(3)连接的显示模块(5)。

3.根据权利要求1所述的小电流接地选线装置，其特征在于：所述的处理模块(6)包括五组信号处理电路，分别为智能型比幅比相信号处理电路(7)、谐波比幅比相信号处理电路(8)、小波信号处理电路(9)、首半波信号处理电路(10)、有功分量和能量信号处理电路(11)。

4.根据权利要求1所述的小电流接地选线装置，其特征在于：所述的选线装置最多设置四组采样模块，每组采样模块包括12个零序电流互感器(2)。

5.根据权利要求1所述的小电流接地选线装置，其特征在于：所述的控制模块(3)内部设有触发器和计时器，触发器与信号处理电路连接。

6.根据权利要求1所述的小电流接地选线装置，其特征在于：所述的开关控制模块(13)包括继电器。

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