[發明專利]穩態零序電流助增裝置及方法

有效

• 申請號: 200710015725.8
• 申請日: 2007-05-10
• 公開（公告）號: CN101055986A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 張慧芬;高志鵬;張恩平;熊敏;曹方起;曾慶輝;王興華
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種電力系統中接地故障檢測技術，尤其涉及一種中性點不接地或經消弧線圈接地系統用的穩態零序電流助增裝置及方法。

背景技術

目前，對于運行的配電系統，由于系統中性點不接地或經消弧線圈接地，發生單相接地故障后不形成短路回路，只有系統分布電容引起的很小的零序電流。國內外各種查找單相接地故障的裝置就是根據這些比較小的量作為判斷依據，誤判率比較大。對此，目前尚無準確可靠的微機選線裝置能動作于跳閘。

國內外高校和廠家推出三種類型的接地選線定位裝置，分別是：反應單相接地故障暫態量的選線定位裝置、反應單相接地故障穩態量的選線定位裝置、利用“注入法”原理構成的選線定位裝置。前兩種現有技術的缺陷為：對于反映故障暫態量的選線定位方法，有故障電氣量存在時間短不易采集故障數據的缺陷；對于反映故障穩態量的選線定位方法，存在電氣量幅值偏小的缺陷，由于故障分量幅值太小，造成判據失靈，降低了裝置的可靠性。

發明內容

本發明的目的就是為了解決目前對于利用故障信號穩態分量選線和定位的方法存在系統自身故障電氣量幅值偏小不易檢測的缺陷，提供一種具有在電網發生單相接地故障后，瞬間放大故障信號穩態分量，使基于單相接地故障穩態量的選線定位裝置準確動作，達到定位和選線目的等優點的穩態零序電流助增裝置及方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種穩態零序電流助增裝置，它包括被保護配電系統的母線，所述母線上安裝穩態零序電流助增裝置，該裝置還與電壓互感器連接，電壓互感器則與母線連接；助增裝置由電力電容器組、投切開關和控制裝置組成，控制裝置監測配電系統是否發生單相接地故障，電力電容器組則對接地電流進行助增，并由控制裝置通過投切開關控制電力電容器組的投切。

所述電力電容器組包括在母線的每一相上設置的至少一個電容器，它們構成電容器組，每個電容器的一端分別與各自的投切開關串聯，另一端接地。

所述控制裝置由三相電壓、零序電壓采集裝置、單相接地故障判斷裝置和開關投切驅動裝置組成，監測配電系統三相電壓和零序電壓并判斷系統是否發生單相接地故障，從而控制電力電容器的投切；其中，三相電壓、零序電壓采集裝置由電壓變送器、RC低通濾波、由運算放大器構成的預處理電路和A/D轉換電路構成；單相接地故障判斷裝置由AT89C52單片機構成；開關投切驅動裝置由繼電器驅動電路和控制繼電器構成。

所述各投切開關組成一組控制開關，它們接在母線與各自相應的電容器之間，根據控制裝置的命令投切電力電容器組。

一種采用穩態零序電流助增裝置的助增方法，它的方法為，

(1)配電系統運行時，投切開關斷開，電力電容器組不投入，控制裝置實時監測母線電壓和系統零序電壓，并判斷系統是否發生單相接地故障；

(2)若沒有單相接地故障發生，重復步驟(1)；若有，立即將投切開關閉合，把電力電容器組投入故障系統，以增大故障零序電流；

(3)繼續監測母線電壓和系統零序電壓，并判斷單相接地故障是否存在；

(4)若故障依然存在，繼續進行步驟(3)的操作；

(5)若故障已解除，將投切開關斷開，把電力電容器組從系統中切除；

(6)然后返回到步驟(1)重新進行上述操作。

本發明的工作過程為：對于運行的配電系統，由本裝置的控制部分實時監測母線的三相電壓和系統零序電壓，并實時判斷配電系統是否發生單相接地故障。配電系統正常運行時，投切開關K是斷開的，該裝置不投入。當發生單相接地故障時，由控制部分將投切開關K閉合，穩態零序電流助增裝置迅速投入到故障系統中，使故障零序電流瞬間得到放大，故障被找到后由控制部分立即將投切開關K斷開，該裝置從系統中退出，不會對配電系統的運行造成不利影響。

本發明的有益效果是：(1)可以與基于穩態故障量的單相接地故障選線和定位保護聯用，當小電流接地系統發生單相接地故障時，通過穩態零序電流助增裝置人為地增加故障穩態零序電流，瞬間放大的故障零序電流使故障線路與非故障線路的零序故障電流差距增大，從而使基于故障穩態量的單相接地故障選線與定位保護的動作準確率得到提高。(2)提高了基于穩態故障量的單相接地故障選線和定位保護的抗過渡電阻能力，由于人為增加了故障零序電流，加強了故障點的故障程度，相應的提高了抗過渡電阻的能力。(3)對裝有高壓熔斷器的出線，增大了的故障零序電流使高壓熔斷器迅速熔斷，可將接地故障迅速隔離。