[發(fā)明專利]小電流接地配電系統(tǒng)的接地故障方向診斷系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210043035.4
• 申請(qǐng)日: 2012-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN102608483A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武建文;李平;張路明;廉世軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);珠海市可利電氣有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/02
• 分類號(hào): G01R31/02;G01R25/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 李有浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小電流接地配電系統(tǒng)，更特別地說(shuō)，是指一種適用于中性點(diǎn)不接地、經(jīng)電阻接地、經(jīng)消弧線圈接地的配電系統(tǒng)的接地故障方向診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式分為兩大類：大電流接地和小電流接地。

大電流接地方式即中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地的方式。其特點(diǎn)是系統(tǒng)發(fā)生接地故障，特別是單相接地故障時(shí)，非故障相對(duì)地電壓不升高，但接地相故障電流較大，對(duì)電力系統(tǒng)本身及對(duì)鄰近的通信線和信號(hào)線都會(huì)造成較大的危險(xiǎn)和干擾，所以必須迅速切除故障部分。大電流接地方式主要用于110KV及以上的輸配電系統(tǒng)。

我國(guó)3～66KV中壓電網(wǎng)的中性點(diǎn)一般采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過(guò)故障點(diǎn)的電流很小，所以稱為小電流接地電網(wǎng)。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的幾率最高，這時(shí)供電仍能保證線電壓的對(duì)稱性，且故障電流較小，不影響對(duì)負(fù)荷連續(xù)供電，故不必立即跳閘，規(guī)程規(guī)定可以繼續(xù)運(yùn)行1～2h。但隨著饋線的增多，電容電流也在增大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就易使故障擴(kuò)大成兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地短路，弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)過(guò)電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行，所以必須及時(shí)找到故障線路予以切除。

單相接地故障占小電流接地系統(tǒng)故障的80％以上，且此時(shí)穩(wěn)態(tài)接地電流的幅值較小，諧振接地系統(tǒng)更是如此，給故障判斷增加了不小的難度。單相接地故障的檢測(cè)和可靠識(shí)別一直沒(méi)有得到徹底解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種小電流接地配電系統(tǒng)的接地故障方向診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)饋線接地故障穩(wěn)態(tài)分量，提取容性電壓和零序電流，對(duì)容性電壓、零序電流的進(jìn)行分析及比較，提取出容性電壓與零序電流的相位關(guān)系；在小電流接地配電系統(tǒng)中采用高壓帶電顯示器替代零序電壓互感器，只需要提取高壓帶電顯示器的容性電壓和系統(tǒng)零序電流，即可判斷接地故障方向所在。本發(fā)明的接地故障方向診斷系統(tǒng)拾取出的接地故障方向信號(hào)能夠通知配電站的控制器，并由控制器作出相應(yīng)的動(dòng)作，有利于保護(hù)配電系統(tǒng)。

本發(fā)明的一種小電流接地配電系統(tǒng)的接地故障方向診斷系統(tǒng)，采用了高壓帶電顯示器HS替代零序電壓互感器PT，所述高壓帶電顯示器HS連接在三相電源的電源側(cè)，或者連接在三相電源的負(fù)荷側(cè)；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，且DR₄＝DR₅＝DR₆。

所述的小電流接地配電系統(tǒng)的接地故障方向診斷系統(tǒng)的診斷方法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(cè)到的零序電流I₀；

診斷步驟三：容性電壓U經(jīng)第一低通濾波器11進(jìn)行濾波處理，濾除高頻分量，得到50Hz的正弦信號(hào)DU；

零序電流I₀經(jīng)第二低通濾波器21進(jìn)行濾波處理，濾除高頻分量，得到50Hz的正弦信號(hào)DI₀；

診斷步驟四：正弦信號(hào)DU經(jīng)第一過(guò)零比較器12進(jìn)行過(guò)零比較處理，得到50Hz的方波信號(hào)SU；

正弦信號(hào)DI₀經(jīng)第二過(guò)零比較器22進(jìn)行過(guò)零比較處理，得到50Hz的方波信號(hào)SI₀；

診斷步驟五：方波信號(hào)SU與方波信號(hào)SI₀經(jīng)單片機(jī)13進(jìn)行超前/滯后相位檢測(cè)處理，得到接地故障方向。

本發(fā)明小電流接地配電系統(tǒng)的接地故障方向診斷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：

①采用高壓帶電顯示器替代零序電壓互感器，只需要提取高壓帶電顯示器的容性電壓和系統(tǒng)零序電流，即可判斷接地故障方向所在。

②本發(fā)明設(shè)計(jì)的高壓帶電最示器HS具有多個(gè)等效支路，以等效支路上的相電流相量之和即容性電流I，所述容性電流I經(jīng)微電流互感器MCT和電阻R0轉(zhuǎn)換成容性電壓U。這種的轉(zhuǎn)換方式，能夠方便單相接地故障方向診斷。