一种配出中性导体IT系统单相接地故障选相方法技术方案

船舶岸电系统单相故障选相方法，通过实验得到船舶岸电系统各故障电阻区间特征量的整定值，以绝缘检测装置IMD检测船舶岸电系统的绝缘值；当绝缘检测装置IMD检测到船舶岸电系统的绝缘值下降后，系统进入选相流程，通过采集船舶岸电系统的故障后相线与中性线对地电压值，计算得到三个特征量，分别是A、B、C三相对地电压Ui（i=1、2、3）与相电压Ei差值的绝对值之和Σ(Ui-Ei)、故障前后任意相线与其滞后相对地电压变化量比值的最大值，A、B、C三相对地电压变化量的四次方差D4，与所述实验得到各故障电阻区间特征量的整定值相比较，得到故障相线。本发明专利技术克服了传统IMD中性线故障信号不明显的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种IT系统单相接地故障选相的方法，主要用于采用IT系统供电的船舶岸电系统，可以在系统发生单相接地故障时迅速定位故障相线，及时采取措施，保证系统供电的连续性和可靠性。
技术介绍
目前我国港口岸电一直采用陆地建筑供电标准，采用TN系统为港口码头负载供电，电源中性点接地，能够很方便的引出标准的单相交流220V电源，供电安全性高，容易实现用电设备的保护，但由于经常发生单相接地故障而导致供电连续性较差；船舶交流供电系统通常采用三相三线制IT系统，IT系统作为低压配电的一种形式，供电连续性好、可靠性高，在发生第一次单相接地故障时，能够带故障运行一段时间，但需装设专用变压器来获取标准的单相交流220V电压，供电成本较高。为融合TN与IT系统的优点，同时解决船舶IT系统与港口 TN系统电制不兼容的问题，目前，已研制出配出中性导体的IT系统，这样的系统不用装设专用降压变压器就为负载提供标准的单相交流220V电源，降低了成本，又融合了传统IT系统供电连续性好、可靠性高的优点，实现了利用一套电力系统同时为船舶和码头供电。然而，配出中性线导体的IT系统不能准确地定位故障相线，现有的MD(绝缘检测装置)通过检测系统本身的故障电信号作为故障判断的依据，已经能够定位三相三线制IT系统单相接地故障相线(但是误报率较高)；但是，这样的MD在配出中性导体的IT系统中却不适用，因为当中性线发生单相接地故障时，系统自动转变成中性点直接接地系统或是经小电阻接地系统，中性线上的电气变化量很小，故障信号极小，与正常状况无异(但此时系统已存在绝缘隐患)；这就便造成了中性线故障无法识别，也就失去了应用配出中性导体IT系统的意义。如果能够在系统发生第一次单相接地故障之后和第二次单相接地故障之前定位故障相线，对系统进行维护，排除系统绝缘故障，就能保证系统的供电连续性。对于发生在埋地三芯电缆或四芯电缆上的第一次接地故障来说，指示出哪一相意义不大，因为三相是固化在一条电缆中的，挖开电缆沟排查故障或撤换电缆时即使知道了故障相也不会减少工作量实际现场中绝缘下降很有可能发生在出线柜内的母排等三相分设的环节，例如母排过流发热导致复合绝缘的外层热缩套管劣化等，这时MD能够指示到具体哪一相，就能很方便查找和排除故障。因此，及时发现故障、判断故障部位并做到及时处理，对于保障电网安全供电和连续供电具有十分重大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种考虑线路分布电容和绝缘电阻的船舶岸电系统发生单相故障后，故障相的定位方法，通过测量各相对地电压的有效值，经处理得到特征量，利用故障时特征量的特征来确定故障相；减少了绝缘检测的测量参数的个数，缩小系统的故障查找范围，保证了系统供电的连续性同时为系统的维护工作提供了方便。本专利技术的技术方案是:船舶岸电系统单相故障选相方法，通过实验得到船舶岸电系统各故障电阻区间特征量的整定值，以绝缘检测装置IMD检测船舶岸电系统的绝缘值；当绝缘检测装置IMD检测到船舶岸电系统的绝缘值下降后，系统进入选相流程，通过采集船舶岸电系统的故障后相线与中性线对地电压值，计算得到三个特征量，分别是A、B、C三相对地电压Ui (i=l、2、3)与相电SEi (i=l、2、3)差值的绝对值之和Σ (U1-Ei)、故障前后任意相线与其滞后相对地电压变化量比值的最大值Max {dUe/dUa、dUa/dUb、dUb/dUj、A、B、C三相对地电压变化量的四次方差D4,与所述实验得到各故障电阻区间特征量的整定值相比较，得到故障相线。进一步的，对船舶岸电系统进行单相短路故障实验，人为在中性线上造成单相短路故障，逐步增大接地电阻值，得到各故障电阻区间的整定值。进一步的，在船舶岸电系统绝缘下降后采集各相线与中性线对地电压有效值，通过微处理器计算，得到相应的特征量，按照选相流程区分出相线或是中性线故障，再比较电压变化量最大相及其变化情况，精确定位故障相线。此种故障定位方法是采集故障处各相对地电压有效值，经处理得到所需的特征量，检测到系统绝缘状况下降后，进入选相流程，通过将测量得到的特征量与整定实验中得到的整定值相比较，最后得到选相结果。本专利技术的有益效果是:使用本专利技术所诉的扩大故障信号的思路来选相，可以极大提高选相的可操作性，减少误报率，主要有如下特点。本专利技术根据工程现场的实际情况，仅采集各相对地电压有效值进行分析，来判定故障相线，避免了测量相位、幅值等其他参数，简化了选相过程。本专利技术针对现有选相技术误报率较高的不足，进过分析，采用将故障信号放大的思路，选定三个特征量，由仿真可以知道，在不同的绝缘电阻区间，A、B、C相故障与N相故障时，对应的特征量区别很大，利用其分辨率极高的特征量来选相，客服了传统IMD(绝缘检测装置)中性线故障信号不明显的缺点，使配出中性线的IT系统在船舶岸电中的应用成为现实。附图说明图1配出中性导体IT系统单相接地故障时的电路模型图；图2特征量Σ (U1-Ei)随接地电阻变化示意图；图3特征量Max {dUe/dUa、dUa/dUb、dUb/dUj随接地电阻变化示意图；图4特征量D4随接地电阻变化示意图；图5为本专利技术的选相流程图。具体实施方案图1为配出 中性导体IT系统单相接地故障时的电路模型，系统正常运行时，各相对地绝缘电阻和分布电容都比较一致，绝缘状况良好，因此由节点电压法，其故障前中性点对地电压￡τη1可以表示为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
船舶岸电系统单相故障选相方法，其特征是通过实验得到船舶岸电系统各故障电阻区间特征量的整定值，以绝缘检测装置IMD检测船舶岸电系统的绝缘值；当绝缘检测装置IMD检测到船舶岸电系统的绝缘值下降后，系统进入选相流程，通过采集船舶岸电系统的故障后相线与中性线对地电压值，计算得到三个特征量，分别是A、B、C三相对地电压Ui（i=1、2、3）与相电压Ei（i=1、2、3）差值的绝对值之和Σ(Ui?Ei)、故障前后任意相线与其滞后相对地电压变化量比值的最大值Max{dUc/dUa、dUa/dUb、dUb/dUc}、A、B、C三相对地电压变化量的四次方差D4，与所述实验得到各故障电阻区间特征量的整定值相比较，得到故障相线。

【技术特征摘要】
1.船舶岸电系统单相故障选相方法，其特征是通过实验得到船舶岸电系统各故障电阻区间特征量的整定值，以绝缘检测装置IMD检测船舶岸电系统的绝缘值；当绝缘检测装置IMD检测到船舶岸电系统的绝缘值下降后，系统进入选相流程，通过采集船舶岸电系统的故障后相线与中性线对地电压值，计算得到三个特征量，分别是A、B、C三相对地电压UiG=U2、3)与相电SEi (i=l、2、3)差值的绝对值之和Σ (U1-Ei)、故障前后任意相线与其滞后相对地电压变化量比值的最大值Max {dUe/dUa、dUa/dUb、dUb/dUj、A、B、C三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金全，叶小松，徐晔，吴振飞，杨涛，邢鸣，李乾，丁建兴，冯伟，
申请(专利权)人：江苏镇安电力设备有限公司，王金全，
类型：发明
国别省市：