[發(fā)明專利]低壓電網(wǎng)遠(yuǎn)距離短路故障檢測方法及靈敏保護(hù)模塊

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710013314.5
• 申請日: 2007-02-13
• 公開（公告）號: CN101106270A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅桂興;付英
• 申請（專利權(quán)）人: 傅桂興
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/26;G01R31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)故障檢測和繼電保護(hù)，具體涉及低壓線路遠(yuǎn)端三相短路、兩相短路及單相短路的故障鑒別與靈敏保護(hù)。

背景技術(shù)

工礦企業(yè)低壓(380V、660V)供電系統(tǒng)中，遠(yuǎn)離電源的線路末端發(fā)生短路故障，尤其是發(fā)生兩相短路時(shí)，常出現(xiàn)短路電流小于線路上的最大工作電流或短路保護(hù)靈敏度校驗(yàn)不符合要求等情況，給繼電保護(hù)整定及供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行增加不少麻煩，處理不好，會直接影響供電的可靠性和現(xiàn)場的安全性，這是傳統(tǒng)的基于電流模擬量(或幅值)比較原理構(gòu)成的保護(hù)繼電器難以解決的問題。國內(nèi)外專家、學(xué)者為此做了大量的研究工作，取得了多種研究成果，例如采用負(fù)序保護(hù)原理解決兩相短路保護(hù)問題，采用零序保護(hù)原理解決單相短路保護(hù)問題，采用相敏保護(hù)原理來區(qū)分三相對稱短路電流與電動機(jī)起動電流以提高三相短路保護(hù)的靈敏度等，這些不同構(gòu)成原理的保護(hù)設(shè)施都取得了可喜的應(yīng)用效果。

申請人針對中、低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的單相接地漏電故障，曾提出“零序電流(基波)時(shí)序鑒別”保護(hù)原理與法則，運(yùn)用該法則申請了一項(xiàng)發(fā)明專利“小電流接地系統(tǒng)單相接地選線方法及裝置”(公開號CN1453916A)，先后獲得了三項(xiàng)實(shí)用新型專利，即“小電流接地系統(tǒng)單相接地選線裝置”(專利號ZL02237567.8)、“諧振接地系統(tǒng)單相接地選線裝置”(專利號ZL200520080013.0)、“礦井低壓電網(wǎng)時(shí)序鑒別選漏保護(hù)器”(專利號ZL200520081430.7)。這些專利成果都由單相接地選線模塊及外圍電路組成。其中“礦井低壓電網(wǎng)時(shí)序鑒別選漏保護(hù)器”是一種靈敏度高且能快速動作的保護(hù)器。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的，一是在“零序電流(基波)時(shí)序鑒別法則”基礎(chǔ)上，發(fā)明一種“任意兩相量時(shí)序鑒別方法”用以解決兩相短路故障和三相短路故障的靈敏檢測問題；二是根據(jù)“任意兩相量時(shí)序鑒別法”，在“礦井低壓電網(wǎng)時(shí)序鑒別選漏保護(hù)器”基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，發(fā)明一種“低壓電網(wǎng)遠(yuǎn)距離短路故障靈敏保護(hù)模塊”，用于單相接地短路、兩相短路和三相短路三種短路故障的識別與保護(hù)。

本發(fā)明的遠(yuǎn)距離短路故障檢測方法是：它包括“零序電流時(shí)序鑒別法”，其特征還包括“任意兩相量的時(shí)序鑒別方法”，該方法的步驟是：

1、將一個正弦波信號整形得出的高、低電平各占180°的規(guī)則矩形波定義為基準(zhǔn)相量JZ；將另一個與JZ同頻率的正弦波或非正弦波信號整形得到的規(guī)則或非規(guī)則矩形波定義為參鑒相量CJ，并設(shè)定以下鑒別法則：

CJ的上升沿必須滯后于JZ的上升沿而超前于JZ下降沿，CJ的下降沿必須滯后JZ下降沿0°～180°，若符合此法則，則確定相量CJ必滯后于相量JZ；否則，本法則無效。

根據(jù)該鑒別法則設(shè)計(jì)“任意兩相量時(shí)序鑒別器”，該時(shí)序鑒別器可以是一個設(shè)置有兩相量時(shí)序鑒別法則程序的單片機(jī)，或者是一個設(shè)置有“兩相量時(shí)序鑒別電路”的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD。一個時(shí)序鑒別器中可以包含多個不同功用的時(shí)序鑒別電路。

2、從電網(wǎng)線路上的三相電流互感器TA二次繞組取出三相電流信號I_a、I_b、I_c，經(jīng)I/V變換后分別經(jīng)過濾波再分成三組，一組再分別經(jīng)整形得到矩形波I_a、I_b、I_c；第二組分別再經(jīng)移相、整形得到矩形波I_ay、I_by、I_cy；第三組分別再經(jīng)鑒幅、整形得到矩形波I_aF、I_bF、I_cF。

從電壓互感器TV二次繞組取出三相電壓U_ab、U_bc、U_ca信號，分別經(jīng)移相、整形得到矩形波U_aby、U_bcy、U_cay。

3、根據(jù)線路故障特征，確定“兩相量時(shí)序鑒別電路”輸入端JZ、CJ的連接方法。當(dāng)要檢測三相短路故障時(shí)，則設(shè)定I_a為JZ，U_aby為CJ。當(dāng)要檢測其兩相(如A與B兩相)短路故障時(shí)，則設(shè)定I_by為JZ，I_a為CJ。

為實(shí)現(xiàn)上述方法，本發(fā)明還發(fā)明了一種靈敏保護(hù)模塊，該模塊包括：零序電壓信號處理電路和零序電流信號處理電路，其特征是還包括遠(yuǎn)距離短路故障時(shí)序鑒別器，三相電壓信號處理電路和三相電流信號處理電路，其中：