[發明專利]一種半波直流電流的探測方法

有效

• 申請號: 200910019617.7
• 申請日: 2009-03-03
• 公開（公告）號: CN101504436A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 張慧芬;高志鵬;田質廣;張恩平;朱秀香;桑在中
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R19/00
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張 勇

技術領域：

本發明涉及一種配電網單相接地故障選線定位技術中的直流電流的探測方法，尤其涉及一種半波直流電流的探測方法，它探測的直流電流是進行單相接地故障選線定位的診斷信號。

背景技術：

我國配電網的中性點運行方式采用中性點不接地方式或經消弧線圈接地方式，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，使得配電網單相接地故障線路和定位是一直以來沒有得到徹底解決的技術難題。直流注入法是一種非常有效的單相接地故障選線定位原理，當發生單相接地故障時從接地變壓器一次側中性點向故障系統注入半波直流電流，通過探測注入的半波直流電流的流通情況實現配電網單相接地故障的選線和定位。因此，需要對注入的半波直流電流進行探測。

公開號為CN101303387的中國專利給出了一種直流注入式選線定位系統及其方法，如圖1所示，它的工作原理如下：當配電網正常運行時，系統對稱，三相對地電壓均為相電壓，接地變壓器一次側中性點對地電壓為零，開關K是斷開的，直流發生器與系統是斷開的，直流電流發生器不工作。當發生單相接地故障時，接地變壓器一次側中性點對地電壓升高，隨著故障點過渡電阻大小不同而不同，最高升高到相電壓，合上開關K，該電壓為直電流發生器提供電源，將直流電流注入到故障系統中。注入的直流電流在接地變壓器一次側中性點、接地變壓器一次繞組、故障線路故障相和故障點之間形成回路，如圖1中虛線所示，只有故障饋線的故障相為直流電流形成了通路。在各饋出線出口處和沿故障饋線探測直流電流蹤跡，即可實現選線和定位。

配電網線路上繼電保護和計量用的電流均通過電流互感器(簡稱CT)測量，而多數配電網線路上裝有兩相CT，不能測量零序電流，只有少數裝有零序CT的才能測量零序電流。顯然，利用配電網現有的CT來測量注入的直流電流沒有通用性。

在直流電流的測量儀表中，直流電流的測量通常采用鉗形電流互感器、霍爾元件以及相應的處理電路來實現，如常見的鉗形電流表。利用鉗形直流電流表能夠測量注入的直流電流，但是利用其實現故障選線和定位功能顯然不方便，對操作人員也不安全。

已用于工業現場的直流電流測量裝置有：分流器、直流互感器、霍爾傳感器和直流比較儀，它們都在各自的測控系統中起到了重要的作用。但是，分流器需串在被測量回路中，在單相接地故障檢測中顯然不能用；直流互感器體積大、價格高，不利于整個檢測系統的低成本和微機化，配電網現場也不宜安裝直流互感器；霍爾傳感器雖然體積小巧，但會受到霍爾元件非線性特性和溫度特性的影響；直流比較儀的精度很高，但結構較復雜，易受現場惡劣工作環境的影響。

可見，利用已有的直流電流測量方法對注入配電網的直流電流進行測量有種種不足和不便之處，因此，有必要尋找一種可靠、簡便、實用的直流電流測量方法對向配電網單相接地故障時注入的直流電流進行探測。

發明內容

本發明的目的就是為了解決傳統的直流電流檢測方法的缺陷，提供一種簡便、實用的方法探測注入的直流電流，實現基于直流注入法的配電網單相接地故障選線定位等優點的半波直流電流的探測方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種半波直流電流的探測方法，它的步驟為：

1)當配電系統發生單相接地故障時，接地變壓器中性點電壓即為工頻50Hz的正弦信號；

2)直流發生器通過一硅堆半波整流而得到直流電流，該直流電流為半波直流也叫脈動直流，注入到配電網故障系統，該直流信號即為要探測的選線定位判斷信號；

3)根據電磁場理論，該半波直流電流產生磁場，因此通過對其產生的磁場進行探測，就可以探測到該半波直流電流信號。

所述步驟2)中的直流信號為：設中性點對地電壓為正弦信號，即

u0=2U0sinωt---(1)]]>

式(1)中，u₀為接地變中性點對地電壓，是工頻50Hz的正弦信號；U₀為其有效值；ω為工頻角頻率。