一种电压扰动闭锁选线的小电流接地选线装置及其控制方法制造方法及图纸

一种电压扰动闭锁选线的小电流接地选线装置，硬件由交流采样模块、信号输出模块、人机交互模块、中央处理模块以及电源模块组成；软件功能模块为电压扰动检测和选线处理两部分，电压扰动检测用于在系统发生扰动时判断出扰动类别，选线处理用于在系统发生单相接地故障后进行故障选线相关处理。本发明专利技术能有效区分单相接地与电压扰动，在发生电压扰动时不误动，发生单相接地时不拒动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电カ系统配电网的电气设备制造
，尤其是ー种电压扰动闭锁选线的小电流接地选线装置。
技术介绍
我国低压配电网大都采用中性点非有效接地方式，这类电网在发生単相接地故障时，接地故障处仅流过线路的电容电流，其数值只是几安到ニ、三十安，因此这类电网属于小接地电流电网。由于不产生短路电流，且线电压仍是対称的，不影响对用户的正常供电， 按规程要求允许继续运行I 2小吋。小电流系统发生単相故障后，故障特征不明显，特别是中性点经消弧线圈接地的系统，由于消弧线圈补偿了部分电容电流，在稳态下的故障线路的电流信号与非故障线路的电流信号很难区分，因此要快速选出故障线路有了一定的难度。自80年代小电流接地选线装置问世以来，已经历了几次更新换代，检测水平和算法不断提高，但均存在着误判率较高的问题。误判率较高既有选线原理方面的原因，也有其它因素的影响。目前常用的选线原理主要有三种信号注入法、増量法、暂态信号法。注入法的提出，为解决选线问题提出了一个很好思路和方向，人为地向系统中注入ー个特定的信号，通过检测此信号的流向来查找故障线路。基于此原理的选线产品有较高选线正确率，但此类产品一直得不到大面积应用，主要是存在工程安装不方便、受PT容量影响以及不能正确反应弧光和高阻接地故障等。相信随着上述问题的解决，注入法将会是解决选线问题的最佳方法。増量法，需要与特殊消弧线圈配合，通过调整消弧线圈补偿度或改变中值电阻阻值来改变故障零序电流大小，然后通过检测各线路信号变化量的大小来查找故障线路，变化量最大的为故障线路。此方法在弧光和高阻接地故障下选线不可靠，并且在选线过程中对线圈或电阻的调整，会对一次系统造成一定冲击，另外投资成本高，安装麻烦，只适用在新建电站中。暂态法，与传统稳态选线法一祥，都是利用系统固有的零序电压和零序电流，但它是对传统稳态选线方法的改进，不仅突破了稳态选线法受消弧线圈补偿影响的屏颈，而且暂态信号强，非常利于选线。近年来暂态法选线理论随着电子技术的发展得到快速发展和应用，成为解决小电流接地选线问题主要研究方向。其它因素主要是小电流采样部分的因素，比如零序互感器的精度达不到要求，一次侧零序电流很小的时候，变比误差达20%以上，角度误差达20度以上，这样的误差根本就无法保证选线的准确性，另外对零序互感器在带电条件下很难完成极性较验，难以确保接入选线装置信号的极性是正确的。基于以上因素，使小电流选线装置的准确率很难达到令人满意的水平。另外，电力系统中存在着许多电感和电容元件，如变压器、互感器、消弧线圈、发电机、输电线路等的电感，线路对地和相间电容，补偿用的并联和串联电容器，高压设备的电容等。它们的组合可以构成一系列不同自振频率的振荡回路，当操作或发生故障时，在加电源的作用下，产生谐振现象，引起谐振过电压。电力系统中发生铁磁谐振的机会相当多，如断路器非全相动作或不同期操作，电压互感器的饱和等都会引起铁磁谐振过电压。运行经验表明，系统在发生谐振过电压、PT断相、三相电压不平衡等干扰因素都会引起小电流接地选线装置的误启动，给值班运行人员造成误解和不便，影响了装置的选线准确率。目前，应用于输配电现场的小电流接地选线装置都没能很好地解决这一问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种电压扰动闭锁选线的小电流接地选线装置，它能够有效地区分电力系统中发生的电压扰动和接地故障，在系统扰动时不误动、在接地故障发生时不拒动，提高选线装置的动作可靠性和选线准确率。本专利技术的实现技术方案如下一种电压扰动闭锁选线的小电流接地选线装置，由交流采样模块、信号输出模块、人机交互模块、中央处理模块以及电源模块组成，所述系统零序电压和零序电流通过交流采样模块转成数字信号后，经中央处理模块运算处理，选出故障线路或判断扰动类别，再由中央处理模块输出控制信号，并由人机模块和信号输出模块完成控制信号的输出。而所述电源模块则用于对上述模块的正常供电。所述交流采样模块用于采集零序电流和零序电压信号，零序电压电流通过转换电路将信号通过信号总线传输至中央处理模块，所述信号输出模块主要完成装置控制信号的输出，通过现场可编程门阵列FPGA 和密码锁电路控制继电器的动作，所述人机交互模块由键盘和液晶组成，完成装置定值的输入和信息显示，所述中央处理模块完成零序电压、电流的分析处理，对各个模块发出控制信号，所述电源模块由开关电源组成，主要完成对上述模块的供电。一种电压扰动闭锁选线的小电流接地选线装置的控制方法，包括如下步骤通过采集小电流接地系统的零序电压、电流，以零序电压和零序电流作为扰动和选线判据，在电压满足启动条件后，它引入系统中的零序电流的数值作为另一个参数，若测得的零序电流比整定值大，则判断为接地故障，若测得的零序电流比整定值小，则判断为电压扰动；若测得零序电压的波形为正弦波，频率等于工频，电流比整定值小，则判断为基波谐振；若测得零序电压的波形在参考线以上，频率比工频高，电流比整定值小，则判为高频谐振。若测得零序电压的波形与方波类似，频率比工频低，电流比整定值小，则判为分频谐振。软件实现方式本专利技术的软件部分主要分成两个任务流程，一个是接地故障处理流程，另一个是电压扰动判别流程。所述接地故障处理流程是本专利技术的基本功能，主要完成単相接地选线，采用単相接地故障发生时，故障线路的零序电流幅值最大，并且相位与正常线路相反的原理进行选线。所述电压扰动判别主要检测电压扰动，判断扰动的类型。电カ系统中常见的电压扰动主要为谐振过电压，本专利技术主要通过识别几种谐振过电压的特征，以本专利技术特有的录波分析模块作分析和记录，选出相应的电压扰动类型。每种谐振的表现形式不同，具体叙述如下(I)、基波谐振系统两相对地电压升高，一相对地降低，中性点对地电压略高于相电压，与単相接地类似；或者是两相对地电压降低，一相对地电压升高，中性点对地有电压。 此时共振频率为基波，在零序电压的表现上与接地非常接近，零序电压波形仍为正弦波，通过检测零序电流可区别出来。(2)、高频谐振三相对地电高同时升高，中性点对地有较高电压，中性点电压频率主要是三次エ频。在零序电压上表现为共振频率为高频，电压信号基本上在中性点电压之上，与接地故障时的电压的较明显区別。(3)、分频谐振三相对地电压同时升高，中性点对地有电压，中性点电压频率大多低于1/2エ频。在零序电压表现为波形的频率比エ频低，零序电压交替变化。本专利技术在小电流系统中应用效果显著，具有很高的动作可靠性和灵敏性，能准确区分系统谐振扰动和接地故障，有效地提高了小电流选线装置的动作准确度。附图说明图I是本专利技术所述电压扰动闭锁选线的小电流接地选线装置的结构示意图。图2是本专利技术的软件流程图；图3是本专利技术的应用案例-基波谐振；图4是本专利技术的应用案例-高频谐振；图5是本专利技术的应用案例-分频谐振。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进ー步说明。如图I所示，本专利技术的述电压扰动闭锁选线的小电流接地选线装置，该装置由交流米样模块I、信号输出模块2、人机交互模块3、中央处理模块4以及电源模块5组成,所述系统零序电压和零序电流通过交流采样模块I转成数字信号后，经中央处理模块4运算处理，选出故障线路或判断扰动类别，再由中央处理模块输出控制信号，并由人机模块3和信号输出模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊西林，张凌，苏沛轩，黄滇生，杨士俊，殷咸生，胡泽，胡祖伟，杨文波，胡燕玲，屈俊宏，何永东，杨瑾，张静，芮平，李兴美，何光树，
申请(专利权)人：云南电网公司大理供电局，
类型：发明
国别省市：