小电流接地系统配电线路的故障选线装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种小电流接地系统配电线路的故障选线装置，包括：变换器，与零序电流互感器连接，将来自所述零序电流互感器的大电流变换成预定值的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号输出给数据采集器；数据采集器，将来自所述变换器的所述模拟电压信号转成数字信号，并将所述数字信号存储在数据存储器中，在故障发生后将所述数字信号输出给中央处理器；所述中央处理器，用于对来自所述数据采集器的所述数字信号进行处理，执行故障线路判断，并将判断结果输出给通信接口装置，由所述通信接口装置输出；所述通信接口装置，用于输出所述判断结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统故障选线
，尤其涉及小电流接地系统配电线路的故障选线装置。
技术介绍
小电流系统单相接地故障检测一直是电力系统继电保护理论和技术的一个难题。小电流系统发生单相接地故障时，工频故障电流为电路对地电容泄露电流，电流值小，故障特征不明显。而且小电流系统正常运行时，不平衡电流相对较大。因此，已有的基于工频电流的故障选线方法难以准确区分故障电流和不平衡电流，无法正确选线。但一方面，单相接地暂态过程包含了丰富的故障信息，暂态行波电流能正确反映故障时间、故障线路和故障位置。另一方面，系统正常运行时的不平衡电流为稳态电流，其与故障暂态可以天然区分开。所以，利用暂态行波电流的选线研究为进行小电流系统单相接地故障检测开辟了一条新途径。 现有的行波选线装置接收来自电流互感器的行波信号，监控每一回线路上的电流行波，根据故障线路的电流行波大于非故障线路，极性相反的原理选择故障线路，判断结果通过信号电缆或者点对点的通信协议上传给控制室。另外，为了区分系统中的干扰与故障，现有的行波选线装置还利用信号电缆引入了母线上的电压互感器的开口三角侧电压。现有的装置能够满足传统变电站的应用要求，但是随着变电站技术的发展，数字化变电站的出现和推广，变电站内的通信采用公用串口网络通信取代现有的私有点对点通信，现有的行波选线装置已不能满足数字化变电站的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种基于数字化变电站的行波选线装置，解决小电流接地系统的故障选线问题，并满足数字化变电站的通信要求。本专利技术采用故障后产生的暂态行波电流来选择故障线路，基于故障线路的行波幅值最大，极性与非故障线路相反原理来实现。本专利技术实现了一种符合IEC61850标准的通信，满足数字化变电站自动化系统的要求。 本专利技术提供了一种小电流接地系统配电线路的故障选线装置，包括变换器，与零序电流互感器连接，将来自所述零序电流互感器的大电流变换成预定值的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号输出给数据采集器；数据采集器，将来自所述变换器的所述模拟电压信号转成数字信号，并将所述数字信号存储在数据存储器中，在故障发生后将所述数字信号输出给中央处理器；所述中央处理器，用于对来自所述数据采集器的所述数字信号进行处理，执行故障线路判断，并将判断结果输出给通信接口装置，由所述通信接口装置输出；所述通信接口装置，用于输出所述判断结果。 在上述技术方案中，优选地，所述中央处理器采用小波变换分析行波信号，提取行波信号幅值特征和极性，并将行波幅值最大，极性与其他线路相反的线路选择为故障线路。 在上述技术方案中，优选地，所述通信接口装置将接收到的判断结果转换成符合IEC61850标准的选线结果，并通过网络上传给变电站自动化系统。 在上述技术方案中，优选地，所述变换器与24个零序电流互感器连接。 在上述技术方案中，优选地，所述数据采集器包括接地故障硬件启动单元和数据采集单元。所述接地故障硬件启动单元用于比较输入电流和门槛值，如果所述输入电流中的预定频率的分量达到所述门槛值，则输出低电平，判断系统中发生了接地。所述数据采集单元包括多路转换开关、高速数模转换器和数据存储器。 在上述技术方案中，优选地，所述通信接口装置监听所述中央处理器发出的串口数据，处理所述串口数据后，查找是否发生故障及故障线路，并将经过处理的串口数据通过通用面向变电站事件对象报文和制造报文规范报文形式发送。 在上述技术方案中，优选地，所述通信接口装置监听网络数据包，当监听到发向所述通信接口装置的简单网络时间协议对时报文时，启动系统对时模块，进行所述通信接口装置的系统对时，并通过串口将对时数据发送给所述中央处理器，从而实现所述故障选线装置的对时功能。 在上述技术方案中，优选地，所述通信接口装置采用wi即c即访问网络底层，捕捉原始数据，解析通用面向变电站事件对象报文，实现信息通信，采用socket实现网络数据发送，完成基于TCP/IP的制造报文规范报文发送。 在上述技术方案中，优选地，所述预定值为5伏。 优选地，所述中央处理器结合电压信号判断系统是否发生了故障，如果发生了故障，将结果输出给结果通信接口装置。 优选地，所述中央处理器对来自所述数据采集器的暂态电流进行滤波处理和小波转换处理，判断故障线路，并将结果输出给所述通信接口装置。并将故障记录上传远方控制系统。 优选地，进一步包括电源，用于为所述变换器、所述数据采集器、所述中央处理器、所述通信接口装置供电。 优选地，所述数据采集器循环不断地采集数据，所述接地故障硬件启动单元启动后，从循环存储器中读取每回线路上的零序电流行波数据128个采样点。 本专利技术还提供了一种小电流接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于该装置包括 变换器板，它与零序电流互感器的二次侧相联，将来自于零序电流互感器的大电流变换成5伏的电压信号，并将该电压信号输出给数据采集板； 数据采集板它把来自变换器板的模拟电压信号转换成数字信号，并存储在数据存储器中，故障发生后输出给中央处理器板；所提数据采集板采集电流行波； 中央处理器板它处理来自数据采集板的数据，执行故障线路判断，并将判断结果输出给通信接口板；所提中央处理器板采用小波变换分析行波信号，提取行波信号幅值特征和极性，并将行波幅值最大，极性与其他线路相反的线路选择为故障线路； 通信接口板该板接收来自中央处理器板的选线结果，将其转换为符合IEC61850标准的数据，通过网络接口将选线结果上传给变电站自动化系统； 电源板为整套装置提供工作电源。 采用上述技术方案，可以实现以下技术效果 1、能够准确选择出故障线路，不论是金属性故障还是瞬时性故障。 2、能够实时选择出故障线路，从接地故障发生开始，到故障线路被选择出来，时间不超过50毫秒。 3、能够同时监测多达24回配电线路。 4、能够应用于各种中性点接地系统中性点不接地系统；中性点经消弧线圈接地 系统；中性点经高阻接地系统；中性点经中阻接地系统；中性点经低阻接地系统以及中性 点直接接地系统。 5、能够满足符合IEC61850标准的数字化变电站的变电站自动化系统的要求。附图说明 图1示出了根据本专利技术的一个实施例的小电流接地系统配电线路的故障选线装 置的框图； 图2示出了根据本专利技术的一个实施例的小电流接地系统配电线路的故障选线装 置的结构图； 图3示出了根据本专利技术的一个实施例中所采用的数据采集器的框图；以及 图4示出了根据本专利技术的一个实施例中所采用的中央处理器的框图。具体实施例方式下面将结合附图，具体描述本专利技术。 图1示出了根据本专利技术的一个实施例的配电线路故障选线装置的框图。 用于小电流接地系统配电线路的配电线路故障选线装置100包括变换器102、数 据采集器104、中央处理器106以及通信接口装置108。变换器102与零序电流互感器1022 连接，将来自所述零序电流互感器1022的大电流变换成模拟电压信号，并将所述模拟电压 信号输出给数据采集器104。数据采集器104用于将来自所述变换器的所述模拟电压信号 转换成数字电压信号，并存储在数据存储器中，在故障发生后输出给中央处理器106。中央 处理器106用于处理来自所述数据采集器104的数字信号，执行故障线路判断，并将判断结 果输出给通信接口装置108，由通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小电流接地系统配电线路的故障选线装置，其特征在于，包括：变换器，与零序电流互感器连接，将来自所述零序电流互感器的大电流变换成预定值的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号输出给数据采集器；数据采集器，将来自所述变换器的所述模拟电压信号转成数字信号，并将所述数字信号存储在数据存储器中，在故障发生后将所述数字信号输出给中央处理器；所述中央处理器，用于对来自所述数据采集器的所述数字信号进行处理，执行故障线路判断，并将判断结果输出给通信接口装置，由所述通信接口装置输出；以及所述通信接口装置，用于输出所述判断结果。

【技术特征摘要】
一种小电流接地系统配电线路的故障选线装置，其特征在于，包括变换器，与零序电流互感器连接，将来自所述零序电流互感器的大电流变换成预定值的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号输出给数据采集器；数据采集器，将来自所述变换器的所述模拟电压信号转成数字信号，并将所述数字信号存储在数据存储器中，在故障发生后将所述数字信号输出给中央处理器；所述中央处理器，用于对来自所述数据采集器的所述数字信号进行处理，执行故障线路判断，并将判断结果输出给通信接口装置，由所述通信接口装置输出；以及所述通信接口装置，用于输出所述判断结果。2. 根据权利要求1所述的故障选线装置，其特征在于，所述中央处理器采用小波变换 分析行波信号，提取行波信号幅值特征和极性，并将行波幅值最大，极性与其他线路相反的 线路选择为故障线路。3. 根据权利要求1所述的故障选线装置，其特征在于，所述通信接口装置将接收到的 判断结果转换成符合IEC61850标准的选线结果，并通过网络上传给变电站自动化系统。4. 根据权利要求1所述的故障选线装置，其特征在于，所述变换器与24个零序电流互 感器连接。5. 根据权利要求1所述的故障选线装置，其特征在于，所述数据采集器包括接地故障 硬件启动单元和数据采集单元。6. 根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐天来，刘崇静，
申请(专利权)人：北京衡天北斗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]