CN2729740Y - 一种新型配电网接地故障检测装置 - Google Patents

一种新型配电网接地故障检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN2729740Y
CN2729740Y CN 200420093823 CN200420093823U CN2729740Y CN 2729740 Y CN2729740 Y CN 2729740Y CN 200420093823 CN200420093823 CN 200420093823 CN 200420093823 U CN200420093823 U CN 200420093823U CN 2729740 Y CN2729740 Y CN 2729740Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
arc
input
loop
current
Prior art date
Application number
CN 200420093823
Other languages
English (en)
Inventor
梅中健
姜新宇
王卫宏
谭伯军
赵鸿
Original Assignee
广州智光电气有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 广州智光电气有限公司 filed Critical 广州智光电气有限公司
Priority to CN 200420093823 priority Critical patent/CN2729740Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN2729740Y publication Critical patent/CN2729740Y/zh

Links

Abstract

本实用新型涉及一种新型配电网接地故障检测装置,其结构特点是:主要包括交流电量采集电路(1)、开关量采集电路(2)、主逻辑控制电路(3)、电源电路(4)、跳闸回路(5)、信号回路(6)、显示及键盘控制回路(7)、通信回路(8)、消弧控制器(9)和控制柜(10);交流电量采集电路(1)采集系统母线零序电压互感器PTo电压和线路零序电流互感器CTo电流;主逻辑控制电路(3)将接地故障检测装置的动作情况送给跳闸回路(5)、信号回路(6),实现人机交往。本实用新型适用于6~35kV小电流接地系统,属于线路发生单相金属性、高阻或弧光接地判别故障线路的方法,特别是对于中性点经消弧线圈接地的配电网,选线准确率高。

Description

一种新型配电网接地故障检测装置
技术领域
本实用新型涉及一种新型配电网接地故障检测装置,适用于与快速可调消弧线圈配合的接地故障检测,适用于6~35kV小电流接地系统,属于线路发生单相金属性、高阻或弧光接地判别故障线路的方法,特别是对于中性点经消弧线圈接地的配电网,具有更高的选线准确率。属于电力系统故障检测设备技术领域。
背景技术
目前国内对于小电流系统的接地选线原理,一般都采用零序电流的幅值、零序电流功率方向、有功分量法等,但由于这些方法在中性点经消弧线圈接地的系统中,消弧线圈在系统发生单相接地故障时对接地电容电流进行补偿,它改变了系统故障线路的电量特征,降低了故障线路与非故障线路特征电量的差异,致使选线准确率大为降低。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题,即本实用新型的目的,是为了克服现有接地选线方法存在选线准确率低的缺点,提供一种新型配电网接地故障检测装置。
本实用新型的技术问题可以通过如下措施解决:一种新型配电网接地故障检测装置,其结构特点是:主要包括交流电量采集电路、开关量采集电路、主逻辑控制电路、电源电路、跳闸回路、信号回路、显示及键盘控制回路、通信回路、消弧控制器和控制柜;交流电量采集电路采集系统母线零序电压互感器PTo电压和线路零序电流互感器CTo电流;开关量采集电路有若干个输入端和若干个输出端,所述输入端连接消弧控制器的输出端及反应系统运行方式的硬接点、输出端连接主逻辑控制电路的输入端;消弧线圈接入点的电压互感器、电流互感器的二次电压、电流量输入到消弧控制器,消弧控制器输出端连接消弧线圈的控制柜输入端;主逻辑控制电路的输出端分别连接跳闸回路、信号回路,将接地故障检测装置的动作情况送给跳闸回路、信号回路,显示及键盘控制回路和通信回路与主逻辑控制电路互连,实现人机交往。
使用时,可以选择通过跳闸回路指导用户对故障线路的处理,通过信号回路对外发送信号,显示回路和键盘是一个人机界面,方便用户操作和了解系统运行情况,通信回路可实现用通信方式对接地故障检测装置进行整定、对时及记录历次选线结果和接地数据。电源电路的输入线接市电,它的输出线接主逻辑控制电路的输入线,供给整个控制系统直流电源。
交流电量采集电路采集包括四十路模拟量输入,由四段母线三十六条线路或两段母线三十八条线路组成,可根据应用需要进行配置。
开关量采集电路包括十六路开关量的采集,它的输出端经光电隔离后连接主逻辑控制电路的输入端。
本实用新型具有如下突出效果:1、本实用新型是根据“小扰动”原理和零序电流幅值及相位原理相结合的方法,而专门设计的一种接地故障检测装置,充分利用了两种原理的优势对故障线路进行识别,装置不受配电网电容电流大小、接地电阻大小的影响,能快速准确选出故障线路。
2、本实用新型的突出优点是基于这种能快速全范围调节消弧线圈,在极短的时间(几个周波)内给一个小扰动(不影响系统运行状况),通过与消弧的配合准确选出故障线路,解决了消弧线圈接地系统中故障线路的特征电量不明显的问题。
3、本实用新型在“小扰动原理”中加入电压调制方法,解决了高阻接地选线困难的问题。
4、通过“小扰动原理”与零序电流幅值及相位原理相结合的方法,避免单纯一种原理的局限性,使选线原理更全面更合理。
附图说明
图1是本实用新型的实施例电路结构框图。
图2是本实用新型实施例的接地故障检测装置主板原理图。
图3是消弧线圈接地系统单相接地的零序电流分布图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。
图1和图2构成本实用新型的一个实施例。
从图1可知,整个实施例的硬件电路由交流电量采集电路1、开关量采集电路2、CPU主逻辑控制电路3、电源模块4、跳闸回路5、信号回路6、显示与键盘回路7、通信回路8,消弧控制器9,消弧线圈控制柜10组成。逻辑控制器CPLD的开关量输入端与开关量采集电路2输出端之间串联光电隔离器,逻辑控制器CPLD的开关量输出端与开关量采集电路2控制输入端之间串联光电隔离器。
交流电量采集电路1采集系统的母线PT开口三角的电压和线路零序CT的电流,可根据应用的具体情况对交流通道的进行配置(4段母线36条线路或2段母线38条线路),开入量采集电路2采集反映系统、装置运行方式的8路开关量及8路消弧选线配合的开关量信号,为避免开关量受到现场干扰影响,开关量经光电隔离后采入,交流电量采集回路1和开入量采集电路2的输出接CPU主逻辑控制电路3的输入线。CPU主逻辑控制电路3将选线结果送给跳闸回路5指导用户对故障线路的处理,同时控制信号回路6对外发送信号,显示回路和键盘7是一个人机界面,方便用户操作和了解系统运行情况,通信回路8可实现用通信方式对接地故障检测装置进行整定、对时及记录历次选线结果和接地数据。电源模块4的输入线接市电,它的输出线接CPU主逻辑控制电路3的输入线,供给整个控制系统直流电源。
系统接地变压器的中性点电压和中性点电流送入消弧控制器9,消弧控制器9在检测到系统发生接地故障时,根据中性点电流电压的大小控制消弧线圈二次绕组的可控硅导通角来调节消弧线圈的补偿深度,对接地电容电流进行补偿,为使选线能正确选出故障线路,消弧控制器9通过调节可控硅的导通角,来调节消弧线圈的补偿深度,给接地线路一个“小扰动”,同时通知选线控制器进行选线处理工作,其消弧选线配合信号是通过选线控制器的开关量采集回路2采集进来,送给选线的CPU主逻辑控制电路3。
接地故障检测装置主板的原理框图如图2所示,本实施例中,主逻辑控制电路3是由CPU芯片和外围常用的逻辑电路构成,其中CPU芯片可以采用由于TI公司的TMS320C2xx系列DSP芯片(例如TMS320F206等型号)。其任务是完成主要的逻辑分析、数值计算和结果处理等工作。由于TI公司的TMS320C2xx系列DSP采用了静态CMOS集成电路工艺制造并采用了先进的改进型哈佛结构、多级流水线、片内外设、片内存储器和专用的指令集,致使其运算速度快,其指令周期仅50ns,特别适用于选线这种需对大量数据进行实时计算监控的系统。模数转换是采用5片MAXIM公司的MAX125芯片构成,它是一种4路2通道14位的AD芯片,5片AD可同时对40路交流量进行采样和转换,保证了40路通道的采样数据实时有效。通过CPLD芯片完成整块主板的译码、时序逻辑、数据缓冲、数据锁存等功能。
本实用新型采用的方案是“小扰动”原理和零序电流幅值及相位原理相结合的方法,可谓扬长避短,充分利用了各自的优势对故障线路进行识别,该方法不受配电网电容电流大小、接地电阻大小的影响。
具体说明其原理如下:1.主要判据——“小扰动”原理在系统发生单相接地故障时,消弧控制器9检测到有接地故障发生时,自动投入消弧线圈XH,补偿接地点的电容电流,为能准确选出故障线路,调节消弧线圈XH的补偿深度,给故障线路造成一个“小扰动量”,将扰动的幅度和扰动的时间控制在一个合理的范围,使得它对系统的影响最小,又可与选线进行配合准确选出故障线路,这种“小扰动”是基于这种消弧线圈的随调速度快并可任意调节补偿度的前提下。本实施例中,所用的快速可调消弧线圈已取得专利,其专利号为00227551.1。
2.辅助判据——零序电流幅值及相位原理由于在系统发生母线故障或故障线路未接入接地故障检测装置时,通过主要判据可能会造成误判,加入零序电流幅值、功率方向作为辅助判据以解决这类区外故障,即利用故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流,且其方向与非故障线路的零序电流方向相反。对于中性点不接地系统中,也可单独用此判据进行准确选线。
下面针对“小扰动”原理作详细介绍:线路接地时零序电流分布如图3所示,对于中性点经消弧线圈接地的系统,故障点的接地电流 为接地电容电流 与消弧线圈补偿的感性电流 的矢量和,即为:I·jd=I·C-I·L,]]>故障线路的零序电流 为接地点的接地电流 与故障线路对地电容的电容电流 的矢量和,即为:I·0gz=I·jd-I·0m=I·C-I·L-I·0m=(Σi=1nI·0i-I·0m)-I·L=Σi≠1,ni≠mI·0i-I·L,]]>通过调节消弧线圈的补偿深度即补偿的感性电流由 (扰动前)调节到 (扰动后),这样人为在故障线路给出一个扰动量ΔI·L=I·L′-I·L,]]>在此基础上通过电压调制后的扰动量计算,使对于选线难度最大的高阻接地时,非故障线路的特征电量为0,而故障线路的特征电量突出来,以便能使高阻接地同金属性接地一样易于选出故障线路。
图1中:PTo表示母线零序电压互感器;CTo1~CTon表示线路零序电流互感器;BUS表10kV母线;JDB表示接地变压器;XH表示消弧线圈;PT表示中性点电压互感器;CT表示中性点电流互感器。
图3中: 表示流经接地点的感性电流,即消弧线圈的电流; 表示流经接地点的容性电流; 表示线路1~n的零序电流; 表示接地点的电流;C1~Cn表示线路1~n的单相对地电容。
本实用新型实施例2的特点是:主逻辑控制电路(3)由CPU芯片、CPLD芯片、AD采样电路、看门狗电路、通信电路、数据存储芯片通过数据总线、地址总线和控制线连接起来等构成。

Claims (7)

1.一种新型配电网接地故障检测装置,其特征是:主要包括交流电量采集电路(1)、开关量采集电路(2)、主逻辑控制电路(3)、电源电路(4)、跳闸回路(5)、信号回路(6)、显示及键盘控制回路(7)、通信回路(8)、消弧控制器(9)和控制柜(10);交流电量采集电路(1)采集系统母线零序电压互感器PTo电压和线路零序电流互感器CTo电流;开关量采集电路(2)有若干个输入端和若干个输出端,所述输入端连接消弧控制器(9)的输出端及反应系统运行方式的硬接点、输出端连接主逻辑控制电路(3)的输入端;消弧线圈接入点的电压互感器、电流互感器的二次电压、电流量输入到消弧控制器(9),消弧控制器(9)输出端连接消弧线圈的控制柜(10)输入端;主逻辑控制电路(3)的输出端分别连接跳闸回路(5)、信号回路(6),将接地故障检测装置的动作情况送给跳闸回路(5)、信号回路(6),显示及键盘控制回路(7)和通信回路(8)与主逻辑控制电路(3)互连,实现人机交往。
2.根据权利要求1所述的一种新型配电网接地故障检测装置,其特征是:交流电量采集电路(1)的电量采集通路包括四十路模拟量输入,可以由四段母线三十六条线路或两段母线三十八条线路构成。
3.根据权利要求1所述的一种新型配电网接地故障检测装置,其特征是:开关量采集电路(2)包括十六路开关量的采集,其开关量信号输出端经光电隔离后连接主逻辑控制电路(3)的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种新型配电网接地故障检测装置,其特征是:开关量采集电路(2)、跳闸回路(5)和信号回路(6)组成采集控制电路包括十六路开关量输入端和二十八路开关量输出端。
5.根据权利要求1所述的一种新型配电网接地故障检测装置,其特征是:主逻辑控制电路(3)由一片集成逻辑控制器CPLD芯片及其外围的逻辑电路构成,该芯片具有CPU控制器、译码器、数据缓冲器和数据锁存器功能。
6.根据权利要求1所述的一种新型配电网接地故障检测装置,其特征是:主逻辑控制电路(3)由CPU芯片、逻辑控制器CPLD芯片、AD采样电路、看门狗电路、通信电路、数据存储芯片通过数据总线、地址总线和控制线连接而成。
7.根据权利要求5或6所述的一种新型配电网接地故障检测装置,其特征是:逻辑控制器CPLD的开关量输入端与开关量采集电路(2)输出端之间串联光电隔离器,逻辑控制器CPLD的开关量输出端与开关量采集电路(2)控制输入端之间串联光电隔离器。
CN 200420093823 2004-10-10 2004-10-10 一种新型配电网接地故障检测装置 CN2729740Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200420093823 CN2729740Y (zh) 2004-10-10 2004-10-10 一种新型配电网接地故障检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200420093823 CN2729740Y (zh) 2004-10-10 2004-10-10 一种新型配电网接地故障检测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN2729740Y true CN2729740Y (zh) 2005-09-28

Family

ID=35048515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200420093823 CN2729740Y (zh) 2004-10-10 2004-10-10 一种新型配电网接地故障检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN2729740Y (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011012015A1 (zh) * 2009-07-29 2011-02-03 江苏省电力公司常州供电公司 配电网小电流接地系统故障选线方法
CN101453118B (zh) * 2007-11-29 2011-06-29 上海蓝瑞软件技术有限公司 分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置
CN102694381A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 珠海优特电力科技股份有限公司 多级电网自愈控制装置及控制方法
WO2013007051A1 (zh) * 2011-07-13 2013-01-17 国网电力科学研究院 基于残流变量的小电流接地选线方法
CN103293387A (zh) * 2013-06-05 2013-09-11 中国南方电网有限责任公司 一种基于故障录波数据的输电线路故障接地电阻计算方法
CN103400019A (zh) * 2013-08-26 2013-11-20 上海交通大学 基于Matlab/Simulink的交流故障电弧仿真方法
CN104569743A (zh) * 2015-01-28 2015-04-29 北华大学 通信信息电缆故障测试仪及测试方法
CN105223469A (zh) * 2015-09-30 2016-01-06 国网浙江省电力公司绍兴供电公司 一种适用于智能变电站的接地选线装置
CN106154108A (zh) * 2015-04-27 2016-11-23 鞍钢股份有限公司 一种选线装置的选线电路及方法
CN106646114A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 合肥普望电子有限责任公司 一种配电网故障诊断方法
CN107015183A (zh) * 2016-12-30 2017-08-04 国网山东省电力公司莱芜供电公司 便携式小电流接地选线测试仪及测试方法
CN109613397A (zh) * 2018-12-05 2019-04-12 湖南湘能智能电器股份有限公司 行波录波的启动装置和启动方法
CN110208652A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 国网山东省电力公司济宁市任城区供电公司 一种小电流接地选线装置及选线方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101453118B (zh) * 2007-11-29 2011-06-29 上海蓝瑞软件技术有限公司 分布式一控多自动跟踪消弧线圈控制装置
WO2011012015A1 (zh) * 2009-07-29 2011-02-03 江苏省电力公司常州供电公司 配电网小电流接地系统故障选线方法
CN102694381B (zh) * 2011-03-25 2014-07-23 珠海优特电力科技股份有限公司 多级电网自愈控制方法
CN102694381A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 珠海优特电力科技股份有限公司 多级电网自愈控制装置及控制方法
WO2013007051A1 (zh) * 2011-07-13 2013-01-17 国网电力科学研究院 基于残流变量的小电流接地选线方法
CN103293387A (zh) * 2013-06-05 2013-09-11 中国南方电网有限责任公司 一种基于故障录波数据的输电线路故障接地电阻计算方法
CN103400019A (zh) * 2013-08-26 2013-11-20 上海交通大学 基于Matlab/Simulink的交流故障电弧仿真方法
CN103400019B (zh) * 2013-08-26 2016-05-25 上海交通大学 基于Matlab/Simulink的交流故障电弧仿真方法
CN104569743A (zh) * 2015-01-28 2015-04-29 北华大学 通信信息电缆故障测试仪及测试方法
CN106154108A (zh) * 2015-04-27 2016-11-23 鞍钢股份有限公司 一种选线装置的选线电路及方法
CN105223469A (zh) * 2015-09-30 2016-01-06 国网浙江省电力公司绍兴供电公司 一种适用于智能变电站的接地选线装置
CN106646114A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 合肥普望电子有限责任公司 一种配电网故障诊断方法
CN107015183A (zh) * 2016-12-30 2017-08-04 国网山东省电力公司莱芜供电公司 便携式小电流接地选线测试仪及测试方法
CN107015183B (zh) * 2016-12-30 2019-09-17 国网山东省电力公司莱芜供电公司 便携式小电流接地选线测试仪及测试方法
CN109613397A (zh) * 2018-12-05 2019-04-12 湖南湘能智能电器股份有限公司 行波录波的启动装置和启动方法
CN110208652A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 国网山东省电力公司济宁市任城区供电公司 一种小电流接地选线装置及选线方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104134968B (zh) 一种统一潮流控制器的保护方法及系统
CN104101799B (zh) 一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统
CN101968525B (zh) 一种仿真计算与实时监测相结合的配电网故障定位方法
Centeno et al. An adaptive out-of-step relay [for power system protection]
Sidhu et al. Performance of distance relays on shunt-FACTS compensated transmission lines
CN101551432B (zh) 配电网故障定位方法
Khederzadeh et al. Impact of TCSC on the protection of transmission lines
CN1180272C (zh) 电力系统小电流接地故障选线、分段方法
Zhalefar et al. A high-speed adaptive single-phase reclosing technique based on local voltage phasors
US9659114B2 (en) Real time dynamic physics simulation device of flexible DC transmission system
CN101304170B (zh) 高压直流输电工程的系统调试方法
CN100454031C (zh) 中性点非有效接地系统单相接地选线设备及方法
Dewadasa et al. Fault isolation in distributed generation connected distribution networks
Forsyth et al. Utility applications of a RTDS® Simulator
WO2015176687A1 (zh) 一种一体化高低电压穿越测试系统
CN102856920B (zh) 三相不平衡负荷补偿装置及方法
CN106872852B (zh) 基于零序电压的配电网单相断线接地复故障类型诊断方法
CN101022216B (zh) 小接地电流电网单相故障选线方法及装置
CN1786726B (zh) 定位电力配电系统中的接地故障的系统和方法
CN101719663B (zh) 基于零序电流有功分量的接地选线方法、装置及应用系统
CN105044560B (zh) 一种基于故障自适应技术的配电网故障判决方法
CN105842583B (zh) 基于故障相电压和电流突变量的配网单相接地区段定位方法
Langston et al. Power hardware-in-the-loop testing of a 500 kW photovoltaic array inverter
CN100348990C (zh) 一种消弧线圈接地系统故障选线自适应方法
CN102231517B (zh) 配电网故障判断及隔离的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: GUANGZHOU ZHIGUANG ELECTRICAL CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: GUANGZHOU ZHIGUANG ELECTRIC CO., LTD.

CP03 Change of name, title or address

Address after: Five road 510640 Guangdong city of Guangzhou province No. 248 on the third floor of the South Tower of Jinshan building

Patentee after: Guangzhou Zhiguang Electric Co., Ltd.

Address before: Five road 510640 Guangdong city of Guangzhou province No. 248 on the third floor of the South Tower of Jinshan building

Patentee before: Guangzhou Zhiguang Electric Co., Ltd.

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050928

Termination date: 20121010