CN217717964U - 单相接地故障可控脉冲选线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单相接地故障可控脉冲选线系统，包括：母线，母线具有三相电路；由母线引出的至少一个支路，每一支路上均设置有一个零序电流互感器，零序电流互感器上设置有脉选信号采集单元；母线与地之间依次串接有接地变压器和高压可控硅，接地变压器引出的中性点与高压可控硅的阳极连接；母线与接地变压器之间跨接有电压互感器；主控制器，与高压可控硅的门极、脉选信号采集单元和电压互感器连接。通过本实用新型提供的系统，能够提高中性点非有效接地系统选线准确率。

Description

单相接地故障可控脉冲选线系统

技术领域

本实用新型涉及变电站运行技术领域，具体地，涉及一种单相接地故障可控脉冲选线系统。

背景技术

中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经高阻抗接地统称为中性点非有效接地系统(也称小接地电流系统)。单相接地故障是中性点非有效接地系统中最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气，由树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起。单相接地故障不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故，因此需要快速、准确选出发生故障的线路。

现有技术中，通过小电流选线原理进行选线，只依据单相接地时的自身接地故障特征，尤其对于中性点经消弧线圈接地系统，由于消弧线圈提供的电感电流补偿了电网的对地电容电流，使流过故障线路的零序电流大大减小，单相接地的选线正确率较低，仅能够实现一般精度的选线功能。

实用新型内容

针对现有技术中选线准确率很低，处理时间长的技术问题，本实用新型提供了一种单相接地故障可控脉冲选线系统，采用该系统能够提高中性点非有效接地系统选线准确率，快速处理单相接地故障，提高中性点非有效接地系统的运行可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提供的单相接地故障可控脉冲选线系统包括：母线，所述母线具有三相电路；由所述母线引出的至少一个支路，每一支路均具有三相电路，每一支路上均设置有一个零序电流互感器，所述零序电流互感器上设置有脉选信号采集单元，所述脉选信号采集单元用于检测所述零序电流互感器的电流并生成数字电流信号；所述母线与地之间依次串接有接地变压器和高压可控硅，所述接地变压器引出的中性点与所述高压可控硅的阳极连接；所述母线与所述接地变压器之间跨接有电压互感器，所述电压互感器用于检测所述母线的三相电路的电压并生成电压信号；主控制器，与所述高压可控硅的门极、所述脉选信号采集单元和所述电压互感器连接，用于根据所述电压互感器的电压信号确定母线中出现单相接地故障的一相电路，并相应控制高压可控硅关断设定时长，在所述高压可控硅导通后根据所述脉选信号采集单元的数字电流信号确定出现单相接地故障的支路，以确定该支路中出现单相接地故障的一相电路。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：第一电阻，设置在所述母线与所述接地变压器之间。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：隔离开关，设置在所述母线与所述第一电阻之间。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：第二电阻，设置在所述隔离开关与所述电压互感器之间。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：提示装置，与所述主控制器连接。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：倒计时装置，与所述主控制器连接。

进一步地，所述主控制器为微型计算机、单片机或可编程逻辑控制器。

进一步地，所述提示装置为声光提示装置。

进一步地，所述零序电流互感器为脉冲式零序电流互感器。

进一步地，所述设定时长为20ms。

通过本实用新型提供的技术方案，本实用新型至少具有如下技术效果：

本实用新型的单相接地故障可控脉冲选线系统，包括母线和由母线引出的至少一个支路，母线具有三相电路，母线引出的每一个支路同样具有三相电路。在每一支路上均设置有一个零序电流互感器，零序电流互感器上设置有脉选信号采集单元，脉选信号采集单元能够检测零序电流互感器的电流并生成数字电流信号。在母线和地之间依次串接有接地变压器和高压可控硅，接地变压器引出的中性点与高压可控硅的阳极连接。在母线与接地变压器之间跨接有电压互感器，电压互感器用于检测母线的三相电路的电压并生成电压信号。主控制器与高压可控硅的门极、脉选信号采集单元和所述电压互感器连接，主控制器根据电压互感器的电压信号确定母线中出现单相接地故障的一相电路，即确定所有支路中出现单相接地故障的一相电路，同时主控制器控制高压可控硅关断，根据脉选信号采集单元的数字电流信号确定出现单相接地故障的支路，从而确定该支路中出现单相接地故障的一相电路。通过本实用新型提供的单相接地故障可控脉冲选线系统，能够提高中性点非有效接地系统选线准确率，快速处理单相接地故障，提高中性点非有效接地系统的运行可靠性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的单相接地故障可控脉冲选线系统的示意图。

附图标记说明

1-母线；2-支路；3-零序电流互感器；4-脉选信号采集单元；5-高压可控硅；6-接地变压器；7-电压互感器；8-隔离开关；9-主控制器；10-第一电阻；11-第二电阻。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参考图1，本实用新型实施例提供一种单相接地故障可控脉冲选线系统，所述单相接地故障可控脉冲选线系统包括：母线1，所述母线1具有三相电路；由所述母线1引出的至少一个支路2，每一支路2均具有三相电路，每一支路2上均设置有一个零序电流互感器3，所述零序电流互感器3上设置有脉选信号采集单元4，所述脉选信号采集单元4用于检测所述零序电流互感器3的电流并生成数字电流信号；所述母线1与地之间依次串接有接地变压器6和高压可控硅5，所述接地变压器6引出的中性点与所述高压可控硅5的阳极连接；所述母线1与所述接地变压器6之间跨接有电压互感器7，所述电压互感器7用于检测所述母线1的三相电路的电压并生成电压信号；主控制器9，与所述高压可控硅5的门极、所述脉选信号采集单元4和所述电压互感器7连接，用于根据所述电压互感器7的电压信号确定母线1中出现单相接地故障的一相电路，并相应控制高压可控硅5关断设定时长，在所述高压可控硅5导通后根据所述脉选信号采集单元4的数字电流信号确定出现单相接地故障的支路2，以确定该支路2中出现单相接地故障的一相电路。

具体地，本实用新型实施方式中，单相接地故障可控脉冲选线系统包括母线1，母线1具有三相电路，由母线1引出的至少一个支路2，每一支路2同样具有三相电路，在每一支路2上均设置有一个零序电流互感器3，在零序电流互感器3上设置有脉选信号采集单元4，脉选信号采集单元4能够检测零序电流互感器3的电流并生成数字电流信号。在母线1和地之间依次串接有接地变压器6和高压可控硅5，接地变压器6引出的中性点与高压可控硅5的阳极连接，母线1与接地变压器6之间跨接有电压互感器7，电压互感器7用于检测母线1的三相电路的电压并生成电压信号。主控制器9与高压可控硅5的门极、脉选信号采集单元4和电压互感器7连接。在系统正常运行时，接地变压器6的中性点电压为零或有很小的偏移电压，高压可控硅5不导通，电压互感器7监测母线1的三相电路的电压，当主控制器9检测到电压互感器7的一相电压信号变大，主控制器9判断系统中某一支路2的对应一相电路发生单相接地故障。接着主控制器9控制高压可控硅5关断设定时长，在设定时长后继续导通高压可控硅5，通过快速控制高压可控硅5的导通和关断，形成一个可控的零序脉冲电流信号，该可控的脉冲零序电流信号流过故障支路，故障支路的脉选信号采集单元4采集零序电流互感器的电流并经转化成数字信号再发送给主控制器9，当脉选信号采集单元4的电流变大时，主控制器9判断该脉选信号采集单元4对应的支路出现单相接地故障，由此根据电压信号和电流信号，确定出现单相接地故障的支路中的一相电路。进一步地，设定时长为20ms。

在一种可能的实施方式中，母线1包括A、B、C三相电路，由母线1引出至少一个支路2，每一支路2包括A、B、C三相电路，系统正常运行时，电压互感器7监测母线1的三相电路的电压，当主控制器9检测到电压互感器7的一相电压信号变大，比如A相电路变大，则主控制器某一支路2中的A相电路发生单相接地事故。然后主控制器9控制高压可控硅5关断20ms然后再导通，通过快速控制高压可控硅5的导通和关断，形成一个可控的零序脉冲电流信号，脉冲零序电流信号流过故障支路，故障支路的脉选信号采集单元4采集零序电流互感器的电流并经转化成数字信号再发送给主控制器9，当第三个支路的脉选信号采集单元4检测到零序电流变大时，主控制器9判断第三个支路出现单相接地故障，由此根据电压信号和电流信号，确定出现单相接地故障的是第三个支路的A相电路。

本实用新型中，可以根据系统状况来设计接地变压器6的零序阻抗，同时利用相控技术控制高压可控硅5导通的时间，实现脉冲电流大小可控。既能使脉冲电流在不同接地电阻或受干扰的情况下都能保持足够大的强度以被检测到，同时又使其不至于影响系统的正常运行。通过主控制器9来实时监测系统的运行状态，在发生单相接地故障时，控制高压可控硅5的导通和关断，使发出的脉冲电流具有预见性，容易被采集设备采集。脉选信号采集单元4把零序电流互感器3的模拟信号转换成数字信号后传输，能把高压可控硅5瞬时导通产生的脉冲电流完整的提取出来，使选线的抗干扰性能大大提高，即使对于高阻接地，也不影响选线的准确性。

进一步地，零序电流互感器3为脉冲式零序电流互感器。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：第一电阻10，设置在所述母线1与所述接地变压器6之间。

具体地，本实用新型实施方式中，在母线1与接地变压器6之间设置有第一电阻10，当电压过高或者电流过大的情况下第一电阻10能够熔断，保护高压可控硅5和接地变压器6。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：隔离开关8，设置在所述母线1与所述第一电阻10之间。

具体地，本实用新型实施方式中，在母线1与第一电阻10之间设置有隔离开关8，当系统有问题进行检修的情况下，可以关断隔离开关8，给系统断电，方便对系统进行检修。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：第二电阻11，设置在所述隔离开关8与所述电压互感器7之间。

具体地，本实用新型实施方式中，在隔离开关8与电压互感器7之间设置有第二电阻11，当电压过高或者电流过大的情况下第二电阻11会自动熔断，防止电压互感器被高电压或大电流损坏。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：提示装置，与所述主控制器9连接。

具体地，本实用新型实施方式中，在主控制器9上设置有提示装置，当主控制器9确定出现单相接地故障的某一支路的一相电路的情况下，可以将选线结果发送至提示装置，通过提示装置进行对应提示。进一步地，提示装置为声光提示装置，可以发出语音提示或者直接在显示屏上进行对应显示。

进一步地，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：倒计时装置，与所述主控制器9连接。

具体地，本实用新型实施方式中，在主控制器9上设置有倒计时装置，在主控制器确定出母线1中出现单相接地故障的一相电路时，控制高压可控硅5关断，并开启倒计时装置，在倒计时结束的情况下控制高压可控硅5导通。

进一步地，所述主控制器9为微型计算机、单片机或可编程逻辑控制器。

具体地，本实用新型实施方式中，主控制器9为微型计算机、单片机或可编程逻辑控制器，本实施方式中可以根据实际需求进行选择，本实施例中不作限制。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述单相接地故障可控脉冲选线系统包括：

母线(1)，所述母线(1)具有三相电路；

由所述母线(1)引出的至少一个支路(2)，每一支路(2)均具有三相电路，每一支路(2)上均设置有一个零序电流互感器(3)，所述零序电流互感器(3)上设置有脉选信号采集单元(4)，所述脉选信号采集单元(4)用于检测所述零序电流互感器(3)的电流并生成数字电流信号；

所述母线(1)与地之间依次串接有接地变压器(6)和高压可控硅(5)，所述接地变压器(6)引出的中性点与所述高压可控硅(5)的阳极连接；

所述母线(1)与所述接地变压器(6)之间跨接有电压互感器(7)，所述电压互感器(7)用于检测所述母线(1)的三相电路的电压并生成电压信号；

主控制器(9)，与所述高压可控硅(5)的门极、所述脉选信号采集单元(4)和所述电压互感器(7)连接，用于根据所述电压互感器(7)的电压信号确定母线(1)中出现单相接地故障的一相电路，并相应控制高压可控硅(5)关断设定时长，在所述高压可控硅(5)导通后根据所述脉选信号采集单元(4)的数字电流信号确定出现单相接地故障的支路(2)，以确定该支路(2)中出现单相接地故障的一相电路。

2.根据权利要求1所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：

第一电阻(10)，设置在所述母线(1)与所述接地变压器(6)之间。

3.根据权利要求2所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：

隔离开关(8)，设置在所述母线(1)与所述第一电阻(10)之间。

4.根据权利要求3所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：

第二电阻(11)，设置在所述隔离开关(8)与所述电压互感器(7)之间。

5.根据权利要求1所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：

提示装置，与所述主控制器(9)连接。

6.根据权利要求1所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述单相接地故障可控脉冲选线系统还包括：

倒计时装置，与所述主控制器(9)连接。

7.根据权利要求1所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述主控制器(9)为微型计算机、单片机或可编程逻辑控制器。

8.根据权利要求5所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述提示装置为声光提示装置。

9.根据权利要求1所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述零序电流互感器(3)为脉冲式零序电流互感器。

10.根据权利要求1所述的单相接地故障可控脉冲选线系统，其特征在于，所述设定时长为20ms。

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