[發(fā)明專利]配電線路單相接地行波保護(hù)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210253747.9
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102780212A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董新洲;王珺;施慎行
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R31/02
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)保護(hù)和控制技術(shù)，具體的，涉及一種配電線路單相接地行波保護(hù)裝置。

背景技術(shù)

中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)配電線路發(fā)生單相接地故障后，只能通過對地電容構(gòu)成回路，故障電流非常小。基于傳統(tǒng)工頻電氣量的過電流保護(hù)、距離保護(hù)等在此故障情況下無法可靠動作。單相接地行波保護(hù)由于不反應(yīng)故障穩(wěn)態(tài)過程，在發(fā)生單相接地故障后，電壓行波和電流行波的極性關(guān)系在任何中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中都可靠成立，因此可成為解決該問題的有效手段。保護(hù)裝置的實現(xiàn)也成為解決該問題的關(guān)鍵。

行波保護(hù)裝置的研制一直被國內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注。早在上個世紀(jì)70年代，第一臺行波方向保護(hù)裝置（RALDA型行波保護(hù)）就在國外研制成功。我國在80年代初期從瑞典引進(jìn)兩套RALDA型保護(hù)，并分別在錦遼線和平武線安裝。但實際上RALDA型保護(hù)采樣率僅為10KHz，無法有效獲取行波信號，同時缺乏對信號進(jìn)行有效處理的數(shù)學(xué)手段，最終RALDA型保護(hù)以失敗而告終。隨后行波保護(hù)裝置的研制陷入低谷。由于行波保護(hù)需要獲取故障后高頻行波，因此保護(hù)裝置需要具有高速數(shù)據(jù)獲取功能；同時硬件電路應(yīng)該有較強(qiáng)的抗干擾性能。此外，在高采樣率的情況下，數(shù)據(jù)量較大，因此也要求裝置具有較強(qiáng)的數(shù)字信號處理功能。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，綜合利用高速數(shù)字信號處理器（DSP）和復(fù)雜可編程邏輯元件（CPLD）被普遍認(rèn)為是在硬件上實現(xiàn)行波信號獲取和處理的有效手段。

此外，為了解決行波保護(hù)可靠性低的問題，裝置還需要具有工頻信號獲取和處理功能，保證在行波保護(hù)模塊發(fā)生誤啟動時，通過工頻電壓給予閉鎖，同時通過工頻電流區(qū)分單相接地故障和兩相接地故障。

因此，需要一種適用于配電線路的單相接地行波保護(hù)裝置，能夠同時對行波信號和工頻信號進(jìn)行獲取和處理，同時在線路發(fā)生單相接地故障時可靠動作，發(fā)生其他類型故障或同母線其他線路故障時可靠閉鎖。從而克服中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)因單相接地故障現(xiàn)象不明顯而導(dǎo)致傳統(tǒng)保護(hù)裝置不靈敏或者失效的缺陷，提高單相接地故障檢測的靈敏性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是基于上述問題，提出了一種配電線路單相接地保護(hù)裝置，能夠同時對行波信號和工頻信號進(jìn)行獲取和處理，在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，能夠準(zhǔn)確而快速的檢測出故障，并做出響應(yīng)的保護(hù)動作。

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種配電線路單相接地行波保護(hù)裝置，包括插在一電路基板上的至少一個變換器、保護(hù)器、監(jiān)控器和出口繼電器；所述變換器將來自待測回路上的電流信號和電壓信號轉(zhuǎn)換為二次側(cè)電流信號和二次側(cè)電壓信號；其中，所述變換器包括行波信號輸入和工頻信號輸入，可以獲取零模電流行波信號、零模電壓行波信號、工頻電流信號和工頻電壓信號；所述保護(hù)器接受來自所述變換器轉(zhuǎn)換得到的所述二次側(cè)電流和二次側(cè)電壓信號，并對信號進(jìn)行處理，然后執(zhí)行保護(hù)算法，進(jìn)而判定所述待測回路是否發(fā)生單相接地故障，如果發(fā)生故障，則將結(jié)果輸出至所述監(jiān)控器和所述出口繼電器；所述監(jiān)控器連接至所述保護(hù)器，顯示和存儲所述保護(hù)器傳送的故障信息，顯示并向所述保護(hù)器傳送用戶設(shè)定的定值，以及檢測所述保護(hù)器的運(yùn)行狀態(tài)；所述出口繼電器連接至所述保護(hù)器，接收所述行波保護(hù)器的判定結(jié)果，根據(jù)所述判定結(jié)果確定是否發(fā)出跳閘命令或報警命令。

在上述方案中，優(yōu)選地，所述保護(hù)器包括行波模塊和工頻模塊；其中，所述行波模塊用于對行波信號進(jìn)行獲取和處理，所述工頻模塊用于對工頻信號進(jìn)行獲取和處理。