[發明專利]小電流接地配電系統的接地故障方向診斷系統

有效

• 申請號: 201210043035.4
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102608483A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 武建文;李平;張路明;廉世軍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;珠海市可利電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R25/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種小電流接地配電系統的接地故障方向診斷系統，采用了高壓帶電顯示器HS替代零序電壓互感器PT；其特征在于：所述高壓帶電顯示器HS包括有第一電容傳感器C7、第二電容傳感器C8、第三電容傳感器C9、第一等效電阻R4、第二等效電阻R5、第三等效電阻R6；第一電容傳感器C1的電容量記為DC₁、第二電容傳感器C2的電容量記為DC₂、第三電容傳感器C3的電容量記為DC₃，且DC₁＝DC₂＝DC₃；第一等效電阻R4的阻值記為DR₄、第二等效電阻R5的阻值記為DR₅、第三等效電阻R6的阻值記為DR₆，DR₄＝DR₅＝DR₆；所述高壓帶電顯示器HS連接在三相電源的電源側，或者連接在三相電源的負荷側。

2.根據權利要求1所述的小電流接地配電系統的接地故障方向診斷系統，其特征在于：第一電容傳感器C7的一端與三相電源的A路連接，第一電容傳感器C7的另一端與第一等效電阻R4的一端連接，第一等效電阻R4的另一端接地；所述第一電容傳感器C7與所述第一等效電阻R4構成第一等效支路；從三相電源的A路流入第一等效支路的電流為第一電流Ia；

第二電容傳感器C8的一端與三相電源的B路連接，第二電容傳感器C8的另一端與第二等效電阻R5的一端連接，第二等效電阻R5的另一端接地；所述第二電容傳感器C8與所述第二等效電阻R5構成第二等效支路；從三相電源的B路流入第二等效支路的電流為第二電流Ib；

第三電容傳感器C9的一端與三相電源的C路連接，第三電容傳感器C9的另一端與第三等效電阻R6的一端連接，第三等效電阻R6的另一端接地；所述第三電容傳感器C9與所述第三等效電阻R6構成第三等效支路；從三相電源的C路流入第三等效支路的電流為第三電流Ic；

三相電源的零序電壓記為U₀，第一電流Ia、第二電流Ib和第三電流Ic的相量和稱為容性電流I，即I＝Ia+Ib+Ic；所述容性電流I與零序電壓U₀的關系為I＝jωDC_nU₀，j表示虛數單位，ω表示角頻率(取值100πrad/s)，DC_n表示高壓帶電顯示器中每一等效支路上的電容傳感器的電容量，n為選取的等效支路的標識。

3.依據權利要求1所述的小電流接地配電系統的接地故障方向診斷系統的診斷方法，其特征在于包括有下列診斷步驟：

診斷步驟一：采集電阻R0上的容性電壓U；

診斷步驟二：采集零序電流互感器ZCT上檢測到的零序電流I₀；

診斷步驟三：容性電壓U經第一低通濾波器11進行濾波處理，濾除高頻分量，得到50Hz的正弦信號DU；

零序電流I₀經第二低通濾波器21進行濾波處理，濾除高頻分量，得到50Hz的正弦信號DI₀；

診斷步驟四：正弦信號DU經第一過零比較器12進行過零比較處理，得到50Hz的方波信號SU；

正弦信號DI₀經第二過零比較器22進行過零比較處理，得到50Hz的方波信號SI₀；

診斷步驟五：方波信號SU與方波信號SI₀經單片機13進行超前/滯后相位檢測處理，得到接地故障方向；

所述超前/滯后相位檢測是指方波信號SU的上升沿觸發單片機13內的中斷服務，在所述中斷服務中檢測方波信號SI₀的電平；若方波信號SI₀的電平為低電平時，則單片機13輸出電源側單相接地故障信號；若方波信號SI₀的電平為高電平時，則單片機13輸出負荷側單相接地故障信號；

電源側發生單相接地故障時，零序電流I₀滯后于容性電壓U的滯后角θ₁＝0°～90°；

負荷側發生單相接地故障時，零序電流I₀超前于容性電壓U的超前角θ₂＝0°～180°。