CN211856777U - 一种电流选线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气工程技术领域，公开了一种电流选线装置以快速且准确地实现故障选线，本实用新型的选线装置包括电流采集单元、电压互感器、和主控单元，利用电流采集单元采集进线柜中电线的三相电流，利用电压互感器采集进线柜中电线的三相电压，利用主控单元根据三相电流和三相电压定位故障线路。

Description

一种电流选线装置

技术领域

本实用新型涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种电流选线装置。

背景技术

我国3～35KV中压输配电系统中，大部分采用中性点不直接接地方式，中性点不直接接地在单相接地的状态下，系统线电压仍可保持三相对称而不影响用电设备的正常工作。所以采用中性点不直接接地方式输配电系统的供电可靠性要远高于中性点直接接地的输配电系统这类电网的各类电气设备，如变压器、电压/电流互感器、断路器、线路等一次设备的对地绝缘水平，都应满足长期承受线电压而不损坏的要求。但是，中性点不直接接地方式也给中压输配电系统带来了一些问题，例如，中性点不直接接地系统容易发生高压震荡，从而引起各种过电压、谐振。系统电压、电流变化很快，出线柜零序分量变化也突出，容易导致选线错选。此外，中性点不直接接地系统中发生单相接地故障时，通常表现为弧光接地的形式，此时非故障相线路对地电压最高可升至3.5倍额定相电压。这种遍布整个系统的过电压往往会在系统绝缘薄弱处引起对地闪络。同时，接地电弧容易灼伤接地处的线路绝缘，特别是电缆线路，接地电弧容易烧穿电缆的相间绝缘而造成电缆相间短路，引发“电缆放炮”。另外，在弧光接地的过程中，由系统电磁参数的变化而引起系统发生激烈的电磁震荡。在震荡过程中，系统对地电容的充放电电流会在电弧熄灭和故障消除时通过系统中的电压互感器的中性点形成回路。该直流电流往往远大于电压互感器的额定电流，从而造成互感器的铁心饱和，一次侧电流因而急剧增大，熔断电压互感器保险丝，甚至烧毁电压互感器。

由于上述问题的存在，通常难以确定发生单相接地故障的支路。目前市场上基于小电流选线原理的单相接地故障选线装置，在系统发生单相接地故障时，采集流过各支路的零序电容电流的大小和方向并经过不同的分析方法来确定发生单相接地故障的支路。由于系统零序电容电流信号小，并且会受到故障点的状态、位置等等多种因素的影响，检测的准确性不高从而给用户的用电安全带来隐患。而应用于中性点经消弧线圈接地的系统时，原有基于功率方向选线原理的选线装置更是无法使用。

因此，如何快速且准确地实现故障选线成为一个急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种电流选线装置，以快速且准确地实现故障选线。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电流选线装置，包括：

电流采集单元，用于采集进线柜中电线的三相电流，对所述三相电流进行预处理后发送给主控单元；

电压互感器，用于采集进线柜中电线的三相电压，并将所述三相电压发送给主控单元；

所述主控单元，用于接收所述三相电流和所述三相电压，根据所述三相电流和所述三相电压定位故障线路；

所述电流采集单元和所述电压互感器设于进线柜中，所述所述主控单元分别与所述电流采集单元和所述电压互感器电性连接。

优选地，还包括尖峰过电压吸收器，所述尖峰过电压吸收器的一端与所述电压互感器的一端连接，所述尖峰过电压吸收器的另一端接地。

优选地，还包括消谐装置，所述消谐装置的一端与所述电压互感器的一端连接，所述消谐装置的另一端接地。

优选地，所述消谐装置包括第一开开关和与所述第一开关并联的第一电阻。

优选地，还包括串联的高压传感器和高压带电显示器。

优选地，还包括：

分别与所述电压互感器、所述进线柜、和所述主控单元相连的弧光处理组件，所述弧光处理组件包括消弧消谐装置和真空接触器；

所述消弧消谐装置用于当发生弧光接地过电压时，产生合闸指令发送至故障相的真空接触器

所述真空接触器用于在所述合闸指令的作用下执行动作以将单相弧光接地转化为金属接地。

优选地，所述弧光处理组件还包括限流熔断器和过电压保护装置，所述限流熔断器用于在误判断引起的相间短路时断开故障；所述过电压保护装置用于当有弧光接地过电压产生时吸收该过电压以使电路中的电压稳定在设定的范围内。

实用新型本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供一种电流选线装置，该选线装置包括电流采集单元、电压互感器、和主控单元，利用电流采集单元采集进线柜中电线的三相电流，利用电压互感器采集进线柜中电线的三相电压，利用主控单元根据三相电流和三相电压定位故障线路，可以快速且准确地实现故障选线。

下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的电流选线装置结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的电流选线装置的硬件结构第一部分的示意图；

图3是本实用新型优选实施例的电流选线装置的硬件结构第二部分的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种电流选线装置，包括：

电流采集单元，用于采集进线柜中电线的三相电流，对三相电流进行预处理后发送给主控单元；

电压互感器，用于采集进线柜中电线的三相电压，并将三相电压发送给主控单元；

主控单元，用于接收三相电流和三相电压，根据三相电流和三相电压定位故障线路；

电流采集单元和电压互感器设于进线柜中，主控单元分别与电流采集单元和电压互感器电性连接。

上述的电流选线装置，通过电流采集单元采集三相电流，电压互感器采集三相电压，并通过主控单元根据该三相电流和三相电压定位故障线路，可以快速且准确地实现故障选线，能快速、有效地消除系统的谐振过电压、操作过电压，防止长时间谐振过电压对系统绝缘破坏，防止谐振过电压对电网中装设的避雷器及小感性负载的损伤。防止事故进一步扩大，降低线路的事故跳闸率。

具体地，将电流采集单元安装在进出线开关柜内，采集线路的三相电流信号，其采样频率为12.8kHz。

本实施例中，电压互感器采用抗饱和电压互感器，能准确测量高压系统的电压信号，可为计量仪表和保护装置提供三相电压信号和零序电压信号，能够替代常规的PT柜。

如图2和图3所示，优选地，还包括尖峰过电压吸收器(YT-G)，尖峰过电压吸收器的一端与电压互感器的一端连接，尖峰过电压吸收器的另一端接地。采用尖峰过电压吸收装置能有效抑制雷电过电压和其他过电压的尖峰，缓和过电压坡头的陡度，并能吸收能量，保证电路的安全性。需要说明的是，本实施例中的尖峰过电压吸收器吸收的不仅仅是互感器的过电压，还包括整个用电系统的大气过电压、操作过电压、弧光接地过电压等，将系统电压限制在安全的电压下，可以避免对故障选线装置造成影响。

优选地，还包括消谐装置(PTK)，消谐装置的一端与电压互感器的一端连接，消谐装置的另一端接地。具体地，在发生单相接地故障及间隙性弧光接地故障消除恢复三相平衡时系统对地电容电流冲击电压互感器(PT)，造成PT饱和，此时投入专用消谐智能化一体机，有效抑制系统过电压，大大减少对地电容电流对PT的冲击，有效保护和避免PT烧毁、熔丝熔断的问题。

本实施例中，消谐装置包括第一开关和与第一开关并联的第一电阻。其中，第一电阻为非线性电阻。需要说明的是，本实施例中的非线性电阻是区别于线性电阻而言的，指加在电阻的电压和电流为线性关系(即正比例关系)，电压随着电流的增大成线性增大。本实施例中，加在电阻的电压和电流为非线性关系，随着电流的增大，电压成非线性增大，当电流增大到一定值时，电流再增大电压几乎不增大，即起到了稳压的作用，限制了电力系统电压，保护用电设备在安全电压下运作。

优选地，还包括串联的高压传感器和高压带电显示器。本实施例中，高压传感器通过内部的感应电容将高压电压(例如如6KV、10KV、35KV等)降为测量仪器可以承受电压，该可以承受的电压指只有几十伏的电压。本实施例中的高压带电显示器包括三个发光二极管，将高压传感器的低压感应电压接入发光二极管，点亮发光二极管，可以向设备使用者传递信息为设备已高压带电，谨慎操作。

作为可变换的实施方式，该电流选线装置还包括与电压互感器相连的高压熔断器(RD)，高压熔断器的另一端分别与尖峰过电压吸收装置和高压传感器连接后，通过第二开关连接至进线柜。

实施例2

作为进一步地扩展，本实施例提供的电流选线装置在上述实施例1的电流选线装置的基础上还包括：

分别与电压互感器、进线柜、和主控单元相连的弧光处理组件，弧光处理组件包括消弧消谐装置和真空接触器；

消弧消谐装置用于当发生弧光接地过电压时，产生合闸指令发送至故障相的真空接触器真空接触器用于在合闸指令的作用下执行动作以将单相弧光接地转化为金属接地。

需要说明的是，中性点不直接接地系统中发生单相接地故障时，通常表现为弧光接地的形式，该种形式的故障对电路的安全影响较大，因此，设有弧光处理组件能及时抑制系统过电压，进一步保证系统的安全性。

优选地，弧光处理组件还包括限流熔断器和过电压保护装置，限流熔断器用于在误判断引起的相间短路时断开故障；过电压保护装置用于当有弧光接地过电压产生时吸收该过电压以使电路中的电压稳定在设定的范围内。

具体地，一旦发生弧光接地过电压，消弧消谐装置向故障相真空接触器发出合闸命令，故障相真空接触器在40ms左右快速动作，立即将单相弧光接地转化为金属接地。之后，故障点因弧压为零而立即熄弧，非故障相过电压稳定在

倍的额定相电压内，可以长时间安全运行。

消弧消谐装置在几秒之后虚拟复位，此时若为瞬间故障则过电压消失，系统恢复正常运行；若为永久性故障，则故障相真空接触器再次闭合，此后须待故障消失后由值班人员处理或由选线装置自动处理。

本实施例中的限流熔断器，在因接线等造成误判断而引起的相间短路时，可在1ms之内快速开断故障，不会造成电路故障等其他后果。

需要说明的是，当发生系统对地电容电流冲击电压互感器时，造成电压互感器饱和，此时单相智能开关PTK动作，同时投入涌流抑制器，有效抑制系统过电压，大大减少对地电容电流对PT的冲击，有效保护和避免PT烧毁、熔丝熔断的问题。

具体地，主控单元根据测A、B、C三相电压和零序电压的变化判断系统出现的各种故障，如：欠压、过压、PT断线、单相接地、间歇性弧光接地、PT铁磁谐振等，并做出相应处理。需要说明的是，各类故障对应的三相电压和零序电压的变化的原理为现有标准，在此，不多做赘述。值得强调的是，本实施例中，装置通过粗糙集理论对每一种选线方法都界定了有效域，应用证据理论把这些信息组合起来，使最终选线结果反映了各种方法共同的支持点，选线结果非常可靠。且该技术不完全依赖于一次判断的结果，而是综合考虑全过程的情况。装置在故障没有消失的情况下每隔1秒钟重复进行选线计算，直至故障消失，这样可以有效地排除少数几次误判。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电流选线装置，其特征在于，包括：

电流采集单元，用于采集进线柜中电线的三相电流，对所述三相电流进行预处理后发送给主控单元；

电压互感器，用于采集进线柜中电线的三相电压，并将所述三相电压发送给主控单元；

所述主控单元，用于接收所述三相电流和所述三相电压，根据所述三相电流和所述三相电压定位故障线路；

所述电流采集单元和所述电压互感器设于进线柜中，所述主控单元分别与所述电流采集单元和所述电压互感器电性连接。

2.根据权利要求1所述的电流选线装置，其特征在于，还包括尖峰过电压吸收器，所述尖峰过电压吸收器的一端与所述电压互感器的一端连接，所述尖峰过电压吸收器的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的电流选线装置，其特征在于，还包括消谐装置，所述消谐装置的一端与所述电压互感器的一端连接，所述消谐装置的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的电流选线装置，其特征在于，所述消谐装置包括第一开关和与所述第一开关并联的第一电阻。

5.根据权利要求1所述的电流选线装置，其特征在于，还包括串联的高压传感器和高压带电显示器。

6.根据权利要求1所述的电流选线装置，其特征在于，还包括：

分别与所述电压互感器、所述进线柜、和所述主控单元相连的弧光处理组件，所述弧光处理组件包括消弧消谐装置和真空接触器；

所述消弧消谐装置用于当发生弧光接地过电压时，产生合闸指令发送至故障相的真空接触器；

所述真空接触器用于在所述合闸指令的作用下执行动作以将单相弧光接地转化为金属接地。

7.根据权利要求6所述的电流选线装置，其特征在于，所述弧光处理组件还包括限流熔断器和过电压保护装置，所述限流熔断器用于在误判断引起的相间短路时断开故障；所述过电压保护装置用于当有弧光接地过电压产生时吸收该过电压以使电路中的电压稳定在设定的范围内。

Images