[發(fā)明專利]一種動(dòng)態(tài)調(diào)整過流定值識(shí)別配電網(wǎng)短路故障的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810132123.5
• 申請(qǐng)日: 2008-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN101435843A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: (請(qǐng)求不公開姓名)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賈賢
• 主分類號(hào): G01R31/02
• 分類號(hào): G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于配電網(wǎng)故障檢測(cè)技術(shù)

背景技術(shù)：

線路中的短路故障檢測(cè)是繼電保護(hù)和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要任務(wù)之一，而目前設(shè)備判斷短路故障存在著以下問題：

1.線路保護(hù)的定值需要根據(jù)線路的長(zhǎng)短、阻抗特性和變壓器的特性來計(jì)算，不同的線路會(huì)有不同的保護(hù)定值，導(dǎo)致線路上的檢測(cè)設(shè)備使用比困難，而且由于環(huán)網(wǎng)供電線路，當(dāng)線路重構(gòu)后，保護(hù)定值還有可能變化，也導(dǎo)致使用很不方便。

2.線路上電力電纜和大型電動(dòng)機(jī)的增多使得短路故障發(fā)生時(shí)電纜的分布電容對(duì)故障點(diǎn)產(chǎn)生電容放電脈沖和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，向故障點(diǎn)倒送電，使檢測(cè)設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作現(xiàn)象。

因此目前檢測(cè)短路故障的方法還存在許多需要完善的地方，本發(fā)明就是針對(duì)這些問題提出的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是研制一種新的技術(shù)，以解決檢測(cè)短路故障時(shí)依靠設(shè)定固定的短路定值而使得檢測(cè)設(shè)備使用很困難的現(xiàn)狀，同時(shí)解決目前檢測(cè)短路故障時(shí)由于線路倒送電而導(dǎo)致的誤動(dòng)問題，并在一種全新的故障檢測(cè)設(shè)備中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的工作原理如下：

(1)通過不斷檢測(cè)線路的負(fù)荷電流，以負(fù)荷電流作為基礎(chǔ)，計(jì)算出過流定值，Ig＝k1·If和速斷定值Is＝k2·If，其中If為24小時(shí)之內(nèi)負(fù)荷電流的最大值，Ig為此時(shí)的過流定值，k1和k2可以是常數(shù)，也可以是負(fù)荷電流的函數(shù)；

(2)當(dāng)故障電流持續(xù)40mS以上，變電站跳閘，線路停電，則認(rèn)為可能發(fā)生了短路故障；

(3)其特征在于當(dāng)線路的負(fù)荷電流發(fā)生變化時(shí)，過流定值和速斷定值也跟著變化，從而使判斷過程中不用計(jì)算保護(hù)定值；

(4)通過對(duì)短路電流的波形幅值進(jìn)行判斷，比較相鄰兩個(gè)波形的峰值的大小，如果后一個(gè)波形的幅值與前一個(gè)波形的幅值之比大于設(shè)定值ω，則認(rèn)為是真正的短路故障，否則不是短路波形，而是倒送電。

由整流、低通濾波、A/D采樣等電路構(gòu)成的負(fù)荷和短路電流檢測(cè)電路，整流和低通濾波消除高頻干擾，A/D采樣電路將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字由CPU計(jì)算出負(fù)荷電流，進(jìn)而計(jì)算出過流和速斷定值作為短路故障的門檻值，如果后面測(cè)到的電流值大于該門檻值，則又可能發(fā)生了短路故障。當(dāng)檢測(cè)到短路故障電流時(shí)，短路波形和頻率識(shí)別電路開始逐個(gè)比較該故障電流的相鄰峰值的大小，如果相鄰峰值的大小比較接近或在增加，同時(shí)利用過零檢測(cè)電路測(cè)量到的波形頻率為工頻頻率(50/60Hz)，則認(rèn)為是真正的故障電流，從而確認(rèn)了短路故障，中央控制邏輯單元給出指示報(bào)警信息，如果相鄰峰值的大小在逐漸減小，或頻率偏離工頻頻率很大，則認(rèn)為是倒送電導(dǎo)致的短路脈沖電流，中央控制邏輯單元不會(huì)給出指示報(bào)警信息。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)

圖2是本發(fā)明的原理框圖

圖3是本發(fā)明的短路故障檢測(cè)電路圖

圖4是本發(fā)明的短路波形和頻率識(shí)別原理圖

具體實(shí)施方式：

本發(fā)明的電流信號(hào)取自卡在導(dǎo)線上的開口CT，如圖1的1，由導(dǎo)磁材料和繞在其上的線圈構(gòu)成，它可以將電力線上的電流信號(hào)線性的轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)供下面的邏輯電路來處理。圖1中的2為信號(hào)處理板，對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行處理判斷，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的邏輯信號(hào)送給核心邏輯控制單元進(jìn)行處理。圖1中的3為步進(jìn)電機(jī)，它由兩組線圈和一個(gè)永磁體的轉(zhuǎn)子構(gòu)成，永磁體的轉(zhuǎn)子上安裝有故障標(biāo)識(shí)牌，兩組線圈分別為顯示線圈和復(fù)歸線圈，當(dāng)指示器檢測(cè)到有故障發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)顯示線圈將永磁體的磁極吸引到自身附近，導(dǎo)致其處于報(bào)警狀態(tài)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，驅(qū)動(dòng)復(fù)歸線圈動(dòng)作，將永磁體的磁極吸引到復(fù)歸線圈附近，使指示器處于復(fù)歸狀態(tài)。

短路故障脈沖檢測(cè)主要由橋式整流、低通濾波、A/D采樣等電路構(gòu)成，如圖2所示。橋式整流由圖3中的B1完成，它將正弦交流電流信號(hào)變成脈動(dòng)的直流信號(hào)，經(jīng)過R1和C1組成的低通濾波回路濾除線路上的一些高頻干擾，將信號(hào)送給12位A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果由CPU進(jìn)行計(jì)算，從而計(jì)算出目前的負(fù)荷電流，再根據(jù)負(fù)荷電流計(jì)算出過流和速斷定值，如果突然采集到某一時(shí)刻的電流值超過了計(jì)算出的過流或速斷值，則判斷線路有可能發(fā)生了短路故障，置上短路可能發(fā)生標(biāo)志，是否是真正的短路故障，還要看此后的電流波形。圖4中的R6～10、C7～9和A7、A8共同構(gòu)成了帶通濾波電路，將線路中的高頻成分濾除，然后將信號(hào)一路送給A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而識(shí)別出每個(gè)波形的峰值進(jìn)行比較，同時(shí)經(jīng)帶通濾波后的信號(hào)另一路被送給由R4、D2、A5和U6組成的過零檢測(cè)和整形電路進(jìn)行處理，處理后的信號(hào)被送給CPU的計(jì)數(shù)器口進(jìn)行頻率測(cè)量。如果相鄰峰值的大小比較接近或在增加，即如果第n個(gè)半波的峰值比第n-1個(gè)半波的峰值大，也即P_n/P_n-1＞ω，P_n，P_n-1分別為第n個(gè)和第n-1個(gè)峰值，且該信號(hào)的頻率與工頻頻率接近，則該信號(hào)為短路電流，否則判斷為倒送電。