单相接地故障定位方法及设备技术

一种单相接地故障定位方法及设备。方法是：在变电站的三相母线或出口处安装信号注入装置；三相电力线路上挂设多组监测仪；发生接地故障时，给大地注入特定频率的电流信号；只有自身位于信号注入装置和接地故障点之间的监测仪才能从载波信号中提取到该电流信号；该监测仪本地显示故障判断信息，并通过射频方式输出该信息。设备包括：信号注入装置，接在电力线与地之间，用于检测判断接地并给大地注入调制的电流信号；若干监测仪，设在三相电力线路上多处位置，其检测从接地点返回的注入的信号，判断故障后输出故障信息。本发明专利技术判断故障选取的不是故障电流而是由信号装置注入的电流信号，该信号不受故障点接地电阻及线路长度的影响，判断故障更可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种判断并查找接地故障的方法及设备，特别是一种小电流接地系统的单相接地故障的方法及设备。
技术介绍
目前，配电线路大多采用中性点不接地或通过消弧线圈接地的方式，统称为小电流接地系统。当发生单相接地故障时，故障点只流过系统的电容电流，该电流较小，不影响系统供电运行，但造成不接地相的电压升高，威胁线路绝缘瓷瓶的安全。绝缘瓷瓶一旦击穿，会造成两相对地短路，引起断路器跳闸。为此，一些寻找单相接地故障所在位置的产品或方法相继问世。一种方法是通过电压互感器(PT)在故障相线上注入特殊频率(如220Hz)的信号。该信号从接地故障线、接地点经大地回到信号源，构成回路流动。用手持 的电流磁场信号检测装置检测这一特殊频率的信号，沿故障线路寻找至特殊频率信号下降的地方，即为接地故障点所在的位置。由于PT的容量很小，注入信号的功率及其有限，这种方法只能检测到接地电阻值很小的故障。当接地电阻阻值大时就限制了注入的信号电流强度，使其很难被电流磁场信号检测装置检测到，成功率很低。再如专利技术专利01109726. 4及01118274. I所述的方法，缺乏对小电流接地系统零序电压及零序阻抗的认知，作为信号装置的三相变压器零序阻抗太大，信号电流幅度不可控，通过开关制造扰动的方式注入信号，该信号没有固定的幅频特征，有很强的随意性，原理上存在先天的缺陷及错误，很难有可操作性及实用价值。因此，目前的小电流接地系统的单相接地故障判断及查找方法还存在需要改进的地方。
技术实现思路
为解决查找并判断小电流接地系统的单相接地故障，针对现有技术的缺陷和不足的问题，本专利技术的目的是提供一种判断并查找小电流接地系统的单相接地故障的方法。本专利技术的另一目的是提供一种使用上述方法的监测仪。本专利技术的方法采用以下技术方案I)在变电站的三相母线或变电站出口处安装信号注入装置，该装置的一端接地，另一端连接电力线；2)在三相电力线路上多处挂设监测仪；3)当发生接地故障时，通过信号注入装置给大地注入不同于工频的经调制的电流信号;4)各监测仪从电力线路上的载波信号中提取注入的该电流信号；5)若某个监测仪未能接收到注入的电流信号，则表明该监测仪自身不在故障回路上，即不在信号注入装置和接地故障点之间；6)若某个监测仪接收到注入的电流信号，根据该电流信号的编码规则，识别信号注入装置发送的数据信息，则表明该监测仪自身在故障回路上，本地显示故障判断信息，并通过射频方式输出该信息。本专利技术提供的单相接地故障定位设备包括信号注入装置，用于检测判断接地并给大地注入调制的电流信号，其安装在变电站的三相母线或变电站出口处，该装置的一端接地，另一端连接电力线；若干监测仪，分别挂设在三相电力线路上多处位置，其作为信号检测装置检测从接地点返回的注入的信号，判断故障后能够输出故障信息。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是I.判断故障选取的故障特征不是发生单相接地故障时的故障电流，而是由信号装置注入的特定幅频的电流信号，该信号不受故障点接地电阻及线路长度的影响，判断故障更可靠。 2.采用Z型联结的变压器做信号装置的电源，具有零序阻抗小，正负序阻抗大的优点，注入信号的幅度频率通过消弧线圈的副边电感可调，并且安全可靠。3.采用电子开关器件，具有更高的响应速断，能在特定角度开闭电路，产生特定幅频的电流信号。4.监测仪通过滤波算法从载波中提取注入的信号，根据调制信号的编码格式识别信息，采用数字化通信的方式确认单相接地故障，比目前脉冲计数及幅值比较的方法发生质的飞跃。附图说明图I为本专利技术的电气原理简图；图2为本专利技术的具体实施的电气原理图；图3为本专利技术中注入信号的波形示意图；图4为本专利技术中注入信号载波时的示意图；图5为本专利技术中监测仪检波时的示意图；图6为本专利技术中监测仪检波时的流程图；图7为本专利技术中监测仪的结构框图。具体实施例方式本专利技术提供了一种单相接地故障定位方法及设备。单相接地故障定位方法包括以下步骤I)在变电站的三相母线或变电站出口处安装信号注入装置，该装置的一端接地，另一端连接电力线；2)在三相电力线路上多处挂设监测仪；3)当发生接地故障时，通过信号注入装置给大地注入不同于工频的经调制的电流信号;4)各监测仪从电力线路上的载波信号中提取注入的该电流信号；5)若某个监测仪未能接收到注入的电流信号，则表明该监测仪自身不在故障回路上，即不在信号注入装置和接地故障点之间；6)若某个监测仪接收到注入的电流信号，根据该电流信号的编码规则，识别信号注入装置发送的数据信息(例如连续8个信息“I”)，则表明该监测仪自身在故障回路上，本地显示故障判断信息，并通过射频方式输出该信息。所述步骤3)中调制的电流信号的编码方式采用曼彻斯特编码规则，即相邻两个周波没有相对变化时，表示信息“O” ;相邻两个周波有相对变化时，表示信息“I” ;采用该编码规则能有效避免负荷电流信号对调制电流信号的影响。所述步骤4)中电流信号的提取流程是用电流互感器取得电流信号，经阻抗变换为电压信号，该电压信号经一个周波的延时后与未经延时的电压信号作差，差分结果给微处理器的数模转换器，对数模转换器的结果用数字带通滤波器处理后得到滤波信号，该信号即是相邻两个周波的电流信号是否有变化，通过该滤波信号可以判断数据信息是“ I”还是 “O”。简述单相接地故障定位方法就是在变电站的三相母线或变电站出口处安装一台信号注入装置；三相电力线路上在关键位置(馈线分支或故障多发区域)挂设多组监测仪，利用接地故障相线对地电压变化作判据，启动信号注入过程。通过可控电感给大地注入特定频率的电流信号，安装于接地点和信号注入装置之间的电力线路上的监测仪，从载波信号(馈线电流)中提取注入的该电流信号，根据信号的编码规则，识别信号注入装置发送的数据信息，从而确定自身位于故障回路上，也即位于信号注入装置和接地故障点之间；非故障相和故障相上的监测仪则不能接收到注入的电流信号，从而判断自身不在故障回路上。单相接地故障定位设备包括 信号注入装置，用于检测判断接地并给大地注入调制的电流信号，其安装在变电站的三相母线或变电站出口处，该装置的一端接地，另一端连接电力线；若干监测仪，分别挂设在三相电力线路上多处位置，其作为信号检测装置检测从接地点返回的注入的信号，判断故障后能够输出故障信息。所述信号注入装置包括接地变压器、电压互感器、消弧线圈、可控电感，其中所述接地变压器为一中性点引出的Z型联结的变压器，其原边与电力线路连接，中性点与电压互感器的原边和消弧线圈的原边连接，接地故障发生时中性点会出现零序电压；所述电压互感器的原边接在地变压器的中性点和大地之间，用于监测接地变压器的中性点的零序电压；所述消弧线圈的原边接在地变压器的中性点和大地之间而副边连接可控电感；所述可控电感由调制电感线圈和电子开关组成，当监测到电压互感器的副边出现零序电压时，控制电子开关的导通角，通过调制电感产生特定幅度和频率的电流信号，该信号通过消弧线圈的原边耦合注入大地。所述监测仪包括电压互感器、电流互感器、微处理器，其中所述电压互感器为一电容式电压互感器，用于检测相电压；所述电流互感器为一开启式电流互感器，用于检测相电流；所述微处理器为高速低功耗芯片，用于结合电压电流的幅频特性判断注入信号的有无。所述接地变压器的中性点是人为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相接地故障定位方法，其特征在于包括步骤：1)在变电站的三相母线或变电站出口处安装信号注入装置，该装置的一端接地，另一端连接电力线；2)在三相电力线路上多处挂设监测仪；3)当发生接地故障时，通过信号注入装置给大地注入不同于工频的经调制的电流信号；4)各监测仪从电力线路上的载波信号中提取注入的该电流信号；5)若某个监测仪未能接收到注入的电流信号，则表明该监测仪自身不在故障回路上，即不在信号注入装置和接地故障点之间；6)若某个监测仪接收到注入的电流信号，根据该电流信号的编码规则，识别信号注入装置发送的数据信息，则表明该监测仪自身在故障回路上，本地显示故障判断信息，并通过射频方式输出该信息。

【技术特征摘要】
1.一种单相接地故障定位方法，其特征在于包括步骤 1)在变电站的三相母线或变电站出口处安装信号注入装置，该装置的一端接地，另一端连接电力线； 2)在三相电力线路上多处挂设监测仪； 3)当发生接地故障时，通过信号注入装置给大地注入不同于工频的经调制的电流信号; 4)各监测仪从电力线路上的载波信号中提取注入的该电流信号； 5)若某个监测仪未能接收到注入的电流信号，则表明该监测仪自身不在故障回路上，即不在信号注入装置和接地故障点之间； 6)若某个监测仪接收到注入的电流信号，根据该电流信号的编码规则，识别信号注入装置发送的数据信息，则表明该监测仪自身在故障回路上，本地显示故障判断信息，并通过射频方式输出该信息。2.如权利要求I所述的单相接地故障定位方法，其特征在于 所述步骤3)中调制的电流信号的编码方式采用曼彻斯特编码规则，采用该编码规则能有效避免负荷电流信号对调制电流信号的影响。3.如权利要求I所述的单相接地故障定位方法，其特征在于 所述步骤4)中电流信号的提取流程是用电流互感器取得电流信号，经阻抗变换为电压信号，该电压信号经一个周波的延时后与未经延时的电压信号作差，差分结果给微处理器的数模转换器，对数模转换器的结果用数字带通滤波器处理后得到滤波信号，该信号即是相邻两个周波的电流信号是否有变化，通过该滤波信号可以判断数据信息是“ I ”还是“O”。4.一种单相接地故障定位设备，其特征在于包括 信号注入装置，用于检测判断接地并给大地注入调制的电流信号，其安装在变电站的三相母线或变电站出口处，该装置的一端接地，另一端连接电力线； 若干监测仪，分别挂设在三相电力线路上多处位置，其作为信号检测装置检测从接地点返回的注入的信号，判断故障后...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢素云，董永清，
申请(专利权)人：北京飞举电气有限公司，
类型：发明
国别省市：