基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统和方法，包括单相断路器、低励磁阻抗变压器、单相接地保护控制单元、信号发生器、分界断路器和故障指示器，变电站母线经单相断路器与低励磁阻抗变压器一次线圈连，一次线圈另一端与接地网连；信号发生器控制端与单相接地保护控制单元输出端连，单相接地保护控制单元包括用于存储控制指令的存储单元和判断发出产生二种频率的控制指令的处理器单元，信号发生器包括根据单相接地保护控制单元的输出端发出的控制指令产生二种频率的处理命令的处理器单元。在两种频率状态下电流和电压比值能精确反应故障或非故障点，系统准确度提高，能实现分界断路器就地判断，使系统故障定位检测方法简单，通过故障指示器有效进行故障点定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于低励磁阻抗变压器信号注入的配电网单相接地故障定位隔离系统和方法。
技术介绍
目前配网故障隔离技术中馈线自动化有两种实现方式：当地控制方式和远方控制方式。当地控制方式又叫电压型实现方式，通过重合器来实现，馈线失电压时开关跳开，然后依时间延时顺序试合分段开关，最后确定故障区段再隔离故障并恢复非故障区供电。远方控制方式，又叫电流型实现方式，通过负荷开关、FTU加主站系统来实现。由FTU检测电流以判别故障，故障信息传送到主站，由主站确定故障区段，然后由主站系统发遥控命令控制开关动作，完成故障隔离并恢复非故障区供电。对于配电网单相接地故障定位技术，目前配电网故障定位主要方法按原理可以分为：阻抗法、行波法、S注入法、“故障指示器”、故障分析法。在法国，小电阻接地系统的架空网和架空电缆混合网中，变电站中压母线装设分流断路器，发生单相接地故障时，将故障相250ms瞬时接地，进行灭弧(能够消除90％的瞬间故障)，不影响用户用电，之后再启动出线保护，三次重合闸(一快二慢，快速0.3-0.5S,慢速15-30S)。电力系统是国民经济的基础产业，随着经济的发展，电力系统的规模不断扩大，人们对供电服务、电能质量的要求越来越高。为此我国提出了建设智能电网的总体目标，智能电网由智能输电网和智能配电网组成，十二五规划对智能配电网提出了安全可靠、优质高效、灵活互动的三大目标，其核心内容之一是使配电网具有更高的供电可靠性，具有自愈(重构)功能，最大限度减少供电故障对用户的影响。据统计，电力用户遭受的停电事故95％以上是由于配电系统原因造成的，而配电系统故障80％是单相接地故障。单相接地故障易产生 电弧、过电压，引起相间短路跳闸、设备损坏，如何使配电网单相接地故障得到有效处理，做到故障点不产生电弧，不发生间歇性持续过电压，不发生单相接地电弧造成相间短路事故，特别是现阶段配电系统分支线多、线路结构复杂，在发生故障时一般仅出线断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，并且要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间是，及时准确地确定接地线路和故障点，对于配电网的供电可靠性、安全性具有十分重要意义。目前配电网运行环境复杂，在发生设备故障后给线路巡视工作带来了难处。现在采用发生故障人工巡线的方法查找故障，每次查找和排除故障至少需要几个小时时间。故障查找在中国虽研究较多，也有各种成型产品提供，但基本上都需人工现场查找，自动化水平不高。而且目前“三集五大”后，变电运检中心运行人员不足，设备管理无法满足日益增长的配电线路运行的需要。因此在配电线路运行管理上需要利用新技术来切实解决以上矛盾，利用先进的科技手段帮助运行、检修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，提高供电可靠性，同时提高工作效率。配网故障自动定位隔离及在线监测系统的应用将切实解决以上问题。目前的配电网的故障定位以及故障自动复归技术主要的是采用单频信号注入的方法进行，该方法检测方法复杂，准确度低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统和方法，该系统和方法可以使准确度提高，可以实现分界断路器的就地判断，使系统故障定位检测方法更加简单，有效进行故障点定位。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是：基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统，包括低励磁阻抗变压器接地保护装置、 分界断路器和故障指示器，所述低励磁阻抗变压器接地保护装置包括单相断路器、低励磁阻抗变压器、单相接地保护控制单元和信号发生器，单相断路器一端与变电站母线相连，低励磁阻抗变压器包括三个线圈，分别为一次线圈、副二次线圈和主二次线圈，其中一次线圈一端与单相接地断路器连接，另一端与接地网相连；副二次线圈与单相接地保护控制单元连接；主二次线圈与信号发生器相连接，所述信号发生器的控制端与单相接地保护控制单元的输出端相连，所述分界断路器包括第二频率滤波电路和第二检测电路，第二频率滤波电路产生的滤波信号输出至第二检测电路，所述的信号发生器为能产生二种频率的信号发生器，所述单相接地保护控制单元包括用于存储控制指令的存储单元，和在单相断路器合闸后给信号发生器发出产生二种频率的控制指令的处理器单元，所述信号发生器包括根据单相接地保护控制单元的输出端发出的控制指令产生二种频率的处理命令的处理器单元。基于上述目的，本专利技术的进一步改进方案是：所述的信号发生器所产生的二种频率为高频信号。基于上述目的，本专利技术的进一步改进方案是：所述单相接地保护控制单元包括接地选相控制单元，所述接地选相控制单元包括第一频率滤波电路和第一检测电路，第一频率滤波电路产生的滤波信号输出至第一检测电路，所述第一频率滤波电路为两种频率的滤波电路，所述接地选相控制单元还包括根据检测输出结果运算系统接地阻抗的运算单元和根据运算结果控制单相断路器分闸的控制单元。基于上述目的，本专利技术的进一步改进方案是：所述第二频率滤波电路为能滤两种频率的滤波电路，所述分界断路器还包括根据检测输出结果运算双频测量电流比值的运算单元，根据运算结果进行判断并自动切除用户界内单相接地故障的控制单元。基于上述目的，本专利技术的进一步改进方案是：所述故障指示 器还包括依次相连的第三采样电路、第三滤波电路和第三检测电路，所述第三滤波电路为能滤两种频率的滤波电路，所述故障指示器还包括根据检测输出结果运算双频测量电流比值的运算单元，根据运算结果判断故障指示器的下一级是否存在单相接地故障的判断单元，并启动信号指示的指示模块以及将判断结果和运算结果传输至监控系统的的通讯模块。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是：基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统，包括低励磁阻抗变压器接地保护装置、分界断路器和故障指示器，所述低励磁阻抗变压器接地保护装置包括单相断路器、低励磁阻抗变压器、单相接地保护控制单元和信号发生器，单相断路器一端与变电站母线相连，低励磁阻抗变压器包括三个线圈，分别为一次线圈、副二次线圈和主二次线圈，其中一次线圈一端与单相接地断路器连接，另一端与接地网相连；副二次线圈与单相接地保护控制单元连接；主二次线圈与信号发生器相连接，所述信号发生器的控制端与单相接地保护控制单元的输出端相连，所述的信号发生器为能产生二种频率的信号发生器，所述单相接地保护控制单元包括用于存储控制指令的存储单元，和在单相断路器合闸后给信号发生器发出产生二种频率的控制指令的处理器单元，所述信号发生器包括根据单相接地保护控制单元的输出端发出的控制指令产生二种频率的处理命令的处理器单元。基于上述目的，本专利技术的进一步改进方案是：所述的信号发生器所产生的二种频率为高频信号。基于上述目的，本专利技术的进一步改进方案是：所述单相接地保护控制单元包括接地选相控制单元，所述接地选相控制单元包括第一频率滤波电路和第一检测电路，第一频率滤波电路产生的滤波信号输出至第一检测电路，所述第一频率滤波电路为两种频率的滤波电路，所述接地选相控制单元还包括根据检测输出结果运算系统接地阻 抗的运算单元和根据运算结果控制单相断路器分闸的控制单元。基于上述目的，本专利技术的进一步改进方案是：包括第二采样电路、第二滤波电路和第二检测电路，它们分别对线路的工频和二种频率信号进行采集、滤波和本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统，包括低励磁阻抗变压器接地保护装置、分界断路器和故障指示器，所述低励磁阻抗变压器接地保护装置包括单相断路器、低励磁阻抗变压器、单相接地保护控制单元和信号发生器，单相断路器一端与变电站母线相连，低励磁阻抗变压器包括三个线圈，分别为一次线圈、副二次线圈和主二次线圈，其中一次线圈一端与单相接地断路器连接，另一端与接地网相连；副二次线圈与单相接地保护控制单元连接；主二次线圈与信号发生器相连接，所述信号发生器的控制端与单相接地保护控制单元的输出端相连，其特征在于：所述的信号发生器为能产生二种频率的信号发生器，所述单相接地保护控制单元包括用于存储控制指令的存储单元，和在单相断路器合闸后给信号发生器发出产生二种频率的控制指令的处理器单元，所述信号发生器包括根据单相接地保护控制单元的输出端发出的控制指令产生二种频率的处理命令的处理器单元。

【技术特征摘要】
1.基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统，包括低励磁阻抗变压器接地保护装置、分界断路器和故障指示器，所述低励磁阻抗变压器接地保护装置包括单相断路器、低励磁阻抗变压器、单相接地保护控制单元和信号发生器，单相断路器一端与变电站母线相连，低励磁阻抗变压器包括三个线圈，分别为一次线圈、副二次线圈和主二次线圈，其中一次线圈一端与单相接地断路器连接，另一端与接地网相连；副二次线圈与单相接地保护控制单元连接；主二次线圈与信号发生器相连接，所述信号发生器的控制端与单相接地保护控制单元的输出端相连，其特征在于：所述的信号发生器为能产生二种频率的信号发生器，所述单相接地保护控制单元包括用于存储控制指令的存储单元，和在单相断路器合闸后给信号发生器发出产生二种频率的控制指令的处理器单元，所述信号发生器包括根据单相接地保护控制单元的输出端发出的控制指令产生二种频率的处理命令的处理器单元。2.根据权利要求1所述的基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统，其特征在于：所述的信号发生器所产生的二种频率为高频信号。3.根据权利要求1所述的基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统，其特征在于：所述单相接地保护控制单元包括接地选相控制单元，所述接地选相控制单元包括第一频率滤波电路和第一检测电路，第一频率滤波电路产生的滤波信号输出至第一检测电路，所述第一频率滤波电路为两种频率的滤波电路，所述接地选相控制单元还包括根据检测输出结果运算系统接地阻抗的运算单元和根据运算结果
\t控制单相断路器分闸的控制单元。4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统，其特征在于：包括第二采样电路、第二滤波电路和第二检测电路，它们分别对线路的工频和二种频率信号进行采集、滤波和检测，所述分界断路器还包括根据检测输出结果运算双频测量电流比值和零序电流分量的运算单元，所述分界断路器还包括对工频零序电流是否大于零序保护定值、零序电流方向是否变化、根据第一注入频率和第二注入频率信号比差判断是否有故障问题以及是否满足两个或两个以上的条件进行判断的判断单元，以及根据判断结果控制分界断路器跳闸的控制单元。5.根据权利要求4所述的基于低励磁阻抗变压器单相接地故障定位隔离系统，其特征在于：所述故障指示器还包括依次相连的第三采样电路、第三滤波电路和第三检测电路，所述第三滤波电路为能滤两种频率的滤波电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钢，董超，杨雪飞，刘伟明，
申请(专利权)人：辽宁拓新电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21