一种双突变量的电流分离漏电保护方法技术

一种双突变量的电流分离漏电保护方法，属于漏电保护技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤a，得到电流突变相量；步骤b，判断是否为首次执行，首次执行则执行步骤e，否则执行步骤c；步骤c，得到故障电流突变相量；步骤d，判断步骤故障电流突变相量是否大于判定阈值，大于执行步骤h，否则执行步骤e；步骤e，未发生故障；步骤f，不平衡电流突变相量是否大于最小有效测量阈值，如果大于执行步骤g，否则步骤a；得到常复系数M的值，并返回步骤a；步骤h，线路发生故障。在本双突变量的电流分离漏电保护方法中，利用剩余电流和零序电流工频量进行故障判断，不依赖生物触电的独有电学特征，具有很高的检测灵敏性和很强的普遍适用性。的检测灵敏性和很强的普遍适用性。的检测灵敏性和很强的普遍适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种双突变量的电流分离漏电保护方法


[0001]一种双突变量的电流分离漏电保护方法，属于漏电保护


技术介绍

[0002]国家统计局有关数据显示，中国每年因触电死亡的人数约8000人，年用电量与触电死亡人数比约8亿kWh/人，相比美国的每年约400人和100亿kWh/人还有较大差距。触电事故中超过85％发生在低压配电网中，因此，提高低压配网漏电保护能力是减少触电死亡事故的重要途径。
[0003]国内外低压配电网漏电保护主要采用剩余电流保护装置(residual current protection device，RCD)，又称剩余电流保护器或漏电保护器。目前，RCD普遍采用基于剩余电流幅值的保护原理，即幅值比较法。从基本原理上，该法适用于正常工作时近似完全封闭的系统，即正常工作电流完全经由相线和零线返回电源中性点。然而实际系统中，线路和用电器不可避免的存在对地电容和电导，会产生一部分固有剩余电流；在我国当前应用较多的TN
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C
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S接地系统中，除电源中性点外，还存在重复接地点，也会产生固有剩余电流。由于需要躲过线路正常运行时的固有剩余电流，幅值比较法适用于固有剩余电流小的TT系统和TN
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S系统以及TN
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C
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S系统中的局部TN
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S系统(即末级保护的范围)，在包含重复接地点、固有剩余电流大的TN
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C
‑
S系统中应用效果不佳。
[0004]近年来，为克服固有剩余电流的影响，提高触电保护的灵敏度，电流脉冲法、鉴相鉴幅法、电流分离法被相继提出。电流脉冲法利用剩余电流幅值的突变量进行判断，同样存在较大的保护死区。鉴相鉴幅法除利用剩余电流幅值和角度的突变量进行判断，在实际应用中，仍存在保护拒动现象。电流分离法主要基于生物体触电时的暂稳态特性，从剩余电流中将触电电流分离出来，根据触电电流进行动作判定从而消除保护死区。电流分离法是目前触电保护的主流研究方法，学者提出了基于小波分析和神经网络、小波包分析和混沌理论、支持向量机、希尔伯特
‑
黄变换、半波真有效值等的触电电流分离方法。由于生物触电的暂稳态特征具有较强的随机性，该类基于触电波形特征的方法难以确保其保护效果的普遍适用性。
[0005]事实上，在低压配网，尤其是农村配网中，还普遍存在RCD安装不规范、接地点设置错误、末级保护人为关闭等现象，同时各种电力电子设备的使用也使得固有剩余电流特征越发复杂，一方面，这使得仅依靠剩余电流幅值、相角或者时频特征完成触电故障的识别在原理上难以可靠实现；另一方面，使中保和总保难以投入，触电保护完全依赖用户侧的末级保护，可靠性难以保证。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用剩余电流和零序电流工频量进行故障判断，不依赖生物触电的独有电学特征，仅基于其基本的工频阻抗特性完成触电检测，算法清晰明确，具有很高的检测灵敏性和很强的普遍适用性的双突变
量的电流分离漏电保护方法。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该双突变量的电流分离漏电保护方法，其特征在于：包括保护装置，保护装置包括连接在线路中的互感器，互感器的输出端接入信号处理模块的输入端，信号处理模块的输出端连接三相继电器，三相继电器接入线路中，还包括如下步骤：
[0008]步骤a，所述互感器将采集到的数据送入信号处理模块，信号处理模块对互感器送入的数据进行提取，提取得到两个电流突变相量：剩余电流突变相量和不平衡电流突变相量
[0009]步骤b，信号处理模块判断是否为首次执行，如果是首次执行，跳过步骤c～步骤d，直接执行步骤e，如果不是首次执行，执行步骤c；
[0010]步骤c，信号处理模块计算得到故障电流突变相量
[0011]步骤d，信号处理模块判断步骤c中计算得到的故障电流突变相量幅值的绝对值是否大于预设的判定阈值I
th
的绝对值，如果故障电流突变相量幅值的绝对值大于预设的判定阈值I
th
的绝对值，执行步骤h；如果故障电流突变相量幅值的绝对值小于等于预设的判定阈值I
th
的绝对值，执行步骤e；
[0012]步骤e，当故障电流突变相量幅值的绝对值小于等于预设的判定阈值I
th
的绝对值，判断线路中未发生故障；或在步骤b中判断为首次运行时，判断线路中未发生故障；
[0013]步骤f，信号处理模块判断步骤a中采集到的不平衡电流突变相量的绝对值是否大于预设的最小有效测量阈值I
min
，如果不平衡电流突变相量的绝对值大于最小有效测量阈值I
min
，执行步骤g，如果不平衡电流突变相量的绝对值小于等于最小有效测量阈值I
min
，返回步骤a；
[0014]步骤g，通过步骤a中提取到的剩余电流突变相量和不平衡电流突变相量计算得到常复系数M的值，并返回步骤a；
[0015]步骤h，当故障电流突变相量幅值的绝对值大于预设的判定阈值I
th
的绝对值时，线路发生故障，信号处理模块驱动三相继电器动作，将线路切断。
[0016]优选的，在所述的步骤g中，常复系数M的计算公式为：
[0017][0018]其中，表示剩余电流突变相量，表示不平衡电流突变相量。
[0019]优选的，在所述的步骤c中，故障电流突变相量的计算公式为：
[0020][0021]其中，表示本次工频周期内采集得到的剩余电流突变相量，表示本次工频周期内采集得到的不平衡电流突变相量，M表示上个工频周期内计算得到的常复系数。
[0022]优选的，所述的互感器包括剩余电流互感器和零序电流互感器，剩余电流互感器和零序电流互感器同时安装在电源进线上，剩余电流互感器和零序电流互感器的输出端分别接入信号处理模块的输入端。
[0023]优选的，所述的信号处理模块包括信号调理电路与数字采样电路，其中信号调理电路至少包含滤波电路、信号放大电路、共模抑制电路、过压保护电路。
[0024]优选的，所述的信号调理电路还包括加法电路。
[0025]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：
[0026]1、在本双突变量的电流分离漏电保护方法中，利用剩余电流和零序电流工频量进行故障判断，不依赖生物触电的独有电学特征，仅基于其基本的工频阻抗特性完成触电检测，算法清晰明确，具有很高的检测灵敏性和很强的普遍适用性。
[0027]2、通过本双突变量的电流分离漏电保护方法，能够克服重复接地点对剩余电流的影响，填补TN
‑
C
‑
S系统的总保护和中级保护的空缺，提高触电故障检测的可靠性。
[0028]3、在本双突变量的电流分离漏电保护方法基于工频量进行检测，不需要测量故障的高频暂态信号，对采样频率和CPU算力等硬件要求低，易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双突变量的电流分离漏电保护方法，其特征在于：包括保护装置，保护装置包括连接在线路中的互感器，互感器的输出端接入信号处理模块(4)的输入端，信号处理模块(4)的输出端连接三相继电器(3)，三相继电器(3)接入线路中，还包括如下步骤：步骤a，所述互感器将采集到的数据送入信号处理模块(4)，信号处理模块(4)对互感器送入的数据进行提取，提取得到两个电流突变相量：剩余电流突变相量和不平衡电流突变相量步骤b，信号处理模块(4)判断是否为首次执行，如果是首次执行，跳过步骤c～步骤d，直接执行步骤e，如果不是首次执行，执行步骤c；步骤c，信号处理模块(4)计算得到故障电流突变相量步骤d，信号处理模块(4)判断步骤c中计算得到的故障电流突变相量幅值的绝对值是否大于预设的判定阈值I
th
的绝对值，如果故障电流突变相量幅值的绝对值大于预设的判定阈值I
th
的绝对值，执行步骤h；如果故障电流突变相量幅值的绝对值小于等于预设的判定阈值I
th
的绝对值，执行步骤e；步骤e，当故障电流突变相量幅值的绝对值小于等于预设的判定阈值I
th
的绝对值，判断线路中未发生故障；或在步骤b中判断为首次运行时，判断线路中未发生故障；步骤f，信号处理模块(4)判断步骤a中采集到的不平衡电流突变相量的绝对值是否大于预设的最小有效测量阈值I
min
，如果不平衡电流突变相量的绝对值大于最小有效测量阈值I
min
，执行步骤g，如果不平衡电流突变相量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，王玮，翟国亮，孙中玉，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：