[發(fā)明專利]一種電壓擾動(dòng)閉鎖選線的小電流接地選線裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210096301.X
• 申請(qǐng)日: 2012-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN102590698A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊西林;張凌;蘇沛軒;黃滇生;楊士俊;殷咸生;胡澤;胡祖?zhèn)?/a>;楊文波;胡燕玲;屈俊宏;何永東;楊瑾;張靜;芮平;李興美;何光樹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)公司大理供電局
• 主分類號(hào): G01R31/02
• 分類號(hào): G01R31/02;G01R31/08;H02H7/26
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的電氣設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電壓擾動(dòng)閉鎖選線的小電流接地選線裝置。?

背景技術(shù)

我國低壓配電網(wǎng)大都采用中性點(diǎn)非有效接地方式，這類電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地故障處僅流過線路的電容電流，其數(shù)值只是幾安到二、三十安，因此這類電網(wǎng)屬于小接地電流電網(wǎng)。由于不產(chǎn)生短路電流，且線電壓仍是對(duì)稱的，不影響對(duì)用戶的正常供電，按規(guī)程要求允許繼續(xù)運(yùn)行1～2小時(shí)。小電流系統(tǒng)發(fā)生單相故障后，故障特征不明顯，特別是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，由于消弧線圈補(bǔ)償了部分電容電流，在穩(wěn)態(tài)下的故障線路的電流信號(hào)與非故障線路的電流信號(hào)很難區(qū)分，因此要快速選出故障線路有了一定的難度。?

自80年代小電流接地選線裝置問世以來，已經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代，檢測水平和算法不斷提高，但均存在著誤判率較高的問題。誤判率較高既有選線原理方面的原因，也有其它因素的影響。?

目前常用的選線原理主要有三種：信號(hào)注入法、增量法、暫態(tài)信號(hào)法。?

注入法的提出，為解決選線問題提出了一個(gè)很好思路和方向，人為地向系統(tǒng)中注入一個(gè)特定的信號(hào)，通過檢測此信號(hào)的流向來查找故障線路。基于此原理的選線產(chǎn)品有較高選線正確率，但此類產(chǎn)品一直得不到大面積應(yīng)用，主要是存在工程安裝不方便、受PT容量影響以及不能正確反應(yīng)弧光和高阻接地故障等。相信隨著上述問題的解決，注入法將會(huì)是解決選線問題的最佳方法。?

增量法，需要與特殊消弧線圈配合，通過調(diào)整消弧線圈補(bǔ)償度或改變中值電阻阻值來改變故障零序電流大小，然后通過檢測各線路信號(hào)變化量的大小來查找故障線路，變化量最大的為故障線路。此方法在弧光和高阻接地故障下選線不可靠，并且在選線過程中對(duì)線圈或電阻的調(diào)整，會(huì)對(duì)一次系統(tǒng)造成一定沖擊，另外投資成本高，安裝麻煩，只適用在新建電站中。?

暫態(tài)法，與傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)選線法一樣，都是利用系統(tǒng)固有的零序電壓和零序電流，但它是對(duì)傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)選線方法的改進(jìn)，不僅突破了穩(wěn)態(tài)選線法受消弧線圈補(bǔ)償影響的屏頸，而且暫態(tài)信號(hào)強(qiáng)，非常利于選線。近年來暫態(tài)法選線理論隨著電子技術(shù)的發(fā)展得到快速發(fā)展和應(yīng)用，成為解決小電流接地選線問題主要研究方向。?

其它因素主要是小電流采樣部分的因素，比如零序互感器的精度達(dá)不到要求，一次側(cè)零序電流很小的時(shí)候，變比誤差達(dá)20％以上，角度誤差達(dá)20度以上，這樣的誤差根本就無法保證選線的準(zhǔn)確性，另外對(duì)零序互感器在帶電條件下很難完成極性較驗(yàn)，難以確保接入選線裝置信號(hào)的極性是正確的。?

基于以上因素，使小電流選線裝置的準(zhǔn)確率很難達(dá)到令人滿意的水平。?

另外，電力系統(tǒng)中存在著許多電感和電容元件，如變壓器、互感器、消弧線圈、發(fā)電機(jī)、輸電線路等的電感，線路對(duì)地和相間電容，補(bǔ)償用的并聯(lián)和串聯(lián)電容器，高壓設(shè)備的電容等。它們的組合可以構(gòu)成一系列不同自振頻率的振蕩回路，當(dāng)操作或發(fā)生故障時(shí)，在加電源的作用下，產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，引起諧振過電壓。電力系統(tǒng)中發(fā)生鐵磁諧振的機(jī)會(huì)相當(dāng)多，如斷路器非全相動(dòng)作或不同期操作，電壓互感器的飽和等都會(huì)引起鐵磁諧振過電壓。?

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，系統(tǒng)在發(fā)生諧振過電壓、PT斷相、三相電壓不平衡等干擾因素都會(huì)引起小電流接地選線裝置的誤啟動(dòng)，給值班運(yùn)行人員造成誤解和不便，影響了裝置的選線準(zhǔn)確率。目前，應(yīng)用于輸配電現(xiàn)場的小電流接地選線裝置都?沒能很好地解決這一問題。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種電壓擾動(dòng)閉鎖選線的小電流接地選線裝置，它能夠有效地區(qū)分電力系統(tǒng)中發(fā)生的電壓擾動(dòng)和接地故障，在系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)不誤動(dòng)、在接地故障發(fā)生時(shí)不拒動(dòng)，提高選線裝置的動(dòng)作可靠性和選線準(zhǔn)確率。?

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案如下：一種電壓擾動(dòng)閉鎖選線的小電流接地選線裝置，由交流采樣模塊、信號(hào)輸出模塊、人機(jī)交互模塊、中央處理模塊以及電源模塊組成，所述系統(tǒng)零序電壓和零序電流通過交流采樣模塊轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)后，經(jīng)中央處理模塊運(yùn)算處理，選出故障線路或判斷擾動(dòng)類別，再由中央處理模塊輸出控制信號(hào)，并由人機(jī)模塊和信號(hào)輸出模塊完成控制信號(hào)的輸出。而所述電源模塊則用于對(duì)上述模塊的正常供電。?

所述交流采樣模塊用于采集零序電流和零序電壓信號(hào)，零序電壓電流通過轉(zhuǎn)換電路將信號(hào)通過信號(hào)總線傳輸至中央處理模塊，?

所述信號(hào)輸出模塊主要完成裝置控制信號(hào)的輸出，通過現(xiàn)場可編程門陣列FPGA和密碼鎖電路控制繼電器的動(dòng)作，?

所述人機(jī)交互模塊由鍵盤和液晶組成，完成裝置定值的輸入和信息顯示，?

所述中央處理模塊完成零序電壓、電流的分析處理，對(duì)各個(gè)模塊發(fā)出控制信號(hào)，?