故障指示器和故障检测方法技术

本发明专利技术涉及故障指示器和方法，包括采样电路、滤波电路和检测电路，它们分别对线路的二种频率信号进行采集、滤波和检测，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，以及将判断结果和运算结果传输至监控系统的通讯模块。通过采样二种频率，计算其信号比值，从而判断是否存在单相接地故障，可以实现就地判断，并提高准确度，另外可以直接上报故障点，上传数据少，准确率高，对故障直接报点系统故障定位检测方法更加简单，有效进行故障点定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种故障指示器和故障检测方法。
技术介绍
目前故障指示器是通过上报到监控系统的合成零序电流数据进行综合判断是否存在单相接地故障，采用该方法，系统结构复杂。且由于要三个合成零序电流，而这三个合成零序电流有可能不同步，而产生误差，另外所采集的信号数据量比较大，而GPRS传输方式的掉线概率比较大，这样会造成数据丢失，从而报的信息不准。另外报警器不能就地报警，需要通过监控系统进行判断后，由监控系统发出报警信号。
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，提供故障指示器和方法，该指示器和方法可以使准确度提高，可以实现就地判断，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：故障指示器，包括采样电路、滤波电路和检测电路，它们分别对线路的二种频率信号进行采集、滤波和检测，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还提出一种技术方案是：故障指示方法，运用采样电路、滤波电路和检测电路分别对线路的二种频率信号进行采集、滤波和检测，计算两种频率信号的电流值，根据两种频率电流比值，自动判别单相接地故障，并给出信号指示并通过通信模块发送至远方监控系统。本专利技术的有益效果是：通过采样二种频率，计算其信号比值，从而判断是否存在单相接地故障，可以实现就地判断，并提高准确度，另外可以直接上报故障点，上传数据少，准确率高，对故障直接报点。系统故障定位检测方法更加简单，有效进行故障点定位。附图说明图1是本专利技术故障指示器电路原理框图；图2是本专利技术故障指示器系统初始化软件流程图；图3本专利技术故障指示器各分支处理程序流程图；图4本专利技术故障指示器IO中断程序处理程序流程图；图5本专利技术故障指示器AD比较中断处理程序流程图；图6本专利技术故障指示器看门狗中断处理程序流程图；图7本专利技术故障指示器采样滤波电路原理框图；图8是本专利技术单相接地故障检测方法电路原理图；图9是本专利技术低励磁阻抗变压器接地保护装置电路原理图。具体实施方式实施例1如图8所示，为本专利技术单相接地故障检测方法电路原理图，经低励磁阻抗变压器注入双频特征信号的单相接地故障检测原理如下：当发生单相接地故障时，低励磁阻抗变压器接地装置动作，在故障相实施并联分流保护。通过低励磁阻抗变压器注入双频检测信号，此时低励磁阻抗变压器为信号电压源，并且检测信号只存在于故障相。在一种频率作用下有：I1=U/Xc1+U/Xc2+U/RI2=U/Xc2其中U为注入信号电压，Xc为线路容抗，R为接地电阻；改变注入信号频率，保持注入信号电压不变，由于容抗与频率成反比，k为两种频率比值，此时：I11=k.U/Xc1+k.U/Xc2+U/RI21=k.U/Xc2两种频率测量值进行比值运算：I11/I1=（ k.U/Xc1+k.U/Xc2+U/R）/ （U/Xc1+U/Xc2+U/R）！=kI21/I2= （k.U/Xc2）/ （U/Xc2）=k非故障回路检测结果同I2。对于非故障检测回路，回路阻抗呈容性，电流比值驱近于K,对于故障检测回路，回路阻抗呈阻性加容性，电流比值小于K,注入信号频率已知的情况下，很容易区分故障回路和故障区段。经低励磁阻抗变压器注入双频信号的单相接地故障检测方法一方面采用信号电压源避免传统电流源信号注入方法，受分布容抗分流影响，故障回路信号特征不明显；另一方面采用双频信号注入方式，单相接地判定依据为两种频率信号检测值的比值，不受线路性质、地理条件、故障指示器测量精度、安装区间距离等因素影响。基于上述技术原理，低励磁阻抗变压器接地保护装置如下：如图9所示，低励磁阻抗变压器接地保护装置包括一次接地保护柜和二次控制屏。一次设备包括：单相断路器、低励磁阻抗变压器、零序电流互感器、开关柜体及相关附属配件；二次设备包括控制屏1即单相接地保护控制单元和信号发生器和信号发生器，单相接地保护控制单元包括单相接地选相控制单元、接地选线单元和驱动闭锁单元。是配电网单相接地综合保护装置的核心部分，实现接地选相、选线、故障相阻抗测量等功能。单相断路器2的开关K1、K2、K3一端分别与变电站母线相连，另一端经低励磁阻抗变压器与接地网6连接。系统正常运行时处于分闸状态，是一将故障相与大地强迫等电位的执行元件，且相互之间设有电气与程序闭锁，任何情况下只允许一相断路器合闸。低励磁阻抗变压器3包括三个线圈，分别为一次线圈W1、副二次线圈W2和主二次线圈W3，其中一次线圈W1一端与单相断路器2连接，另一端与接地网6相连；副二次线圈W2与单相接地保护控制单元1连接；用于信号测量；主二次线圈W3与信号发生器4相连接，用于耦合频率信号。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可产生第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。所述信号发生器根据单相接地保护控制单元指令，向系统注入二种频率信号，用于故障定位以及故障自动复归。所述二种频率可以根据需要进行设定，也可以选择二种频率都为高频信号。在本实施例中具体的方式是采用第一种频率为75Hz，第二种频率为225Hz,第二种频率信号为高频信号。零序电流互感器5安装在低励磁阻抗变压器与接地网间连线上，用于测量流过低励磁阻抗变压器的接地电流。配电网单相接地保护装置的接地情况，决定了接地保护的效果，装置要求与接地网良好连接，尽量降低接地阻抗。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能滤两种频率的滤波电路，在本实施例中，该滤波电路可采用两个带通滤波器相并联的电路来实现，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。工作过程：低励磁阻抗变压器信号注入的单相接地故障定位隔离系统实时采集变电所母线相、线电压、零序电压，根据零序电压与线电压的模角变化判断系统有无单相接地故障以及接地相别，当发生单相接地故障时，控制相应相别单相接地断路器（K1、K2、K3）快速合闸，在相应相别单相断路器合闸后，强迫故障相对地等电位，实现熄灭接地电弧，同时对人身感电提供有效保护，避免人身伤害事故发生。当接地性质为间歇性接地时，本装置可将不稳态接地转变为稳态金属接地，避免间歇性过电压的产生。接地保护选线单元在单相接地断路器动作前后进行录波，根据各线路零序电流在分相断路器合闸前后的变化，采用零序电流特征方程，确定接地故障线路。单相断路器合闸后，经过设定时间延时，启动信号发生器，通过与信号发生器相连的低励磁阻抗变压器主二次线圈W3向系统注入特殊频率电压，产生接地电流，接地选相控制单元采集低励磁阻抗变压器副二次线圈W2反馈的电压与电流信号，分离出其中注入的特殊频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
故障指示器，其特征在于：包括采样电路、滤波电路和检测电路，它们分别对线路的二种频率信号进行采集、滤波和检测；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，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。

【技术特征摘要】
1.故障指示器，其特征在于：包括采样电路、滤波电路和检测电路，它们分别对线路的二种频率信号进行采集、滤波和检测；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，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。2.根据权利要求1所述的故障指示器，其特征在于：还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵传宗，穆景龙，裴玉杰，张炬，张文广，李春东，刘剑，徐建国，关春梅，张丽，黄钢，肖天然，王清昊，赵宏，牛开顺，王莹，赵孟臣，卢岩，倪国立，姜洪，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司，辽宁电能发展股份有限公司，辽宁拓新电力电子有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21