一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置，工频启动元件、工频采样单元、高速采样单元均与中央处理器相连接。工频启动元件用于提供工频启动信号；工频采样单元用于对工频零序电压故障分量进行采样，收到暂态行波启动信号时，将采样到的工频信息传输至高速采样单元和中央处理单元；否则，仅向中央处理单元传送采样到的工频信息；高速采样单元用于对每条线路上的暂态行波电流信号进行采样，收到工频启动信号时，根据工频零序电压故障分量和暂态行波电流信号对相应线路上的电流行波进行小波变换；中央处理单元，用于接收各个线路上的高速采样单元计算获得的结果，根据该结果查找故障线路；否则，根据工频信息查找故障线路。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及小电流接地系统故障检测，特别涉及一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置。
技术介绍
目前，国内外配电系统的中性点大多采用非有效接地方式，这样的配电系统习惯上被称为小电流接地系统。该系统最大的优点是发生单相接地故障时，并不破坏系统线电压的对称性，系统可继续运行lhlh，运行人员务必在规定时间内判定出故障线路使之与系统隔离，以防止故障的进一步扩大。但小电流接地系统中的接地故障如果长时间存在，故障电弧可能烧坏故障点，引起短路故障，造成事故扩大。对于电缆网络，尤其如此。由于非故障线路对地电压升高了 V 3倍(稳态)，如果伴随有电弧现象则可能使非故障线路的最高暂态电压达到相电压的3倍左右，增加了对线路绝缘性能的要求，容易发生非故障相对地闪络；特别在接地故障时又发生另外一点故障，容易造成两相接地短路，这就严重威胁到系统安全运行。因此应及时找到故障线路予以切除，避免进一步故障造成的更大的危害，增加供电的可靠性，是十分必要并有现实意义的。目前，对于小电流接地系统故障行波检测来说，中性点非有效接地系统接地选线总结起来主要包括:拉路法和注入信号法。拉路法:当发生接地时，运行人员通过逐条线路拉合闸的办法寻找接地电路。该方法是一种古老的人工方法，但目前的实际运行中仍常被采用。拉路法由于无选择性拉闸，必然造成电流、电压冲击，缩短了断路器的使用寿命，增加了对线路绝缘性能的要求，容易使故障加剧，进而损坏电力设备，破坏系统安全运行，此外还造成非故障线的计划外停电，降低了供电可靠性。注入信号法:利用单相接地时原边被短接、暂时处于不工作状态的故障相PT向接地线路注入一个特定的电流信号(不同于故障时线路中已有的信号特征)，由于注入的信号会沿着接地线路经接地点注入大地，用信号寻迹原理即可实现选线。注入信号法的注入信号强弱受PT或消弧线圈容量限制，当注入信号功率不够大时，高压侧所测到的信号较弱，难以准确选线；接地电阻较大时，线路上分布电容会对注入的信号分流，给选线和定点带来干扰；如果接地点存在电弧现象，注入的信号在线路中将不连续且会破坏信号特征，无论是电缆线路、架空线路在定点时线路中的信号都不易被识别。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题，提出一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置，使得快速选出故障线路。为实现上述目的，本技术提供了一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置，包括:工频启动元件、工频采样单元、高速采样单元和中央处理单元。所述工频启动元件，与所述中央处理单元相连接，用于提供工频启动信号；所述工频采样单元,与所述中央处理单元相连接,用于收到工频启动信号时对工频零序电压故障分量进行采样，收到暂态行波启动信号时，将采样到的工频信息传输至高速采样单元和中央处理单元；否则，仅向中央处理单元传送采样到的工频零序电压故障分量;所述高速采样单元，与所述中央处理单元相连接，用于对每条线路上的暂态行波电流信号进行采样，收到工频启动信号时，则故障发生，根据工频零序电压故障分量和暂态行波电流信号对相应线路上的电流行波进行小波变换，并传至中央处理单元；所述中央处理单元，用于接收各个线路上的高速采样单元计算获得的结果，根据该结果查找故障线路；否则，根据稳态故障分量查找故障线路。可选地，在本技术一实施例中，还包括与所述中央处理单元相连接的故障显示单元。可选地，在本技术一实施例中，所述中央处理单元为通用处理器。可选地，在本技术一实施例中，所述高速采样单元为数字信号处理器，或专用集成电路ASIC，或现场可编程门阵列FPGA。可选地，在本技术一实施例中，所述工频采样单元为数字信号处理器，或专用集成电路ASIC，或现场可编程门阵列FPGA。可选地，在本技术一实施例中，所述故障显示单元包括液晶显示屏、指示灯和蜂鸣器。上述技术方案具有如下有益效果:该装置基于小波变换来获取行波信号的幅值和极性特性，利用故障线路和非故障线路行波幅值和极性的差别，形成查找故障线路的判据，该装置在方便找到故障线路的基础上，提高准确性和速度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术基于小电流接地系统故障暂态行波检测原理示意图；图2为本技术提出的一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置结构框图之一;图3为本技术提出的一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置中高速采样单元结构示意图；图4为本技术提出的一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置结构框图之二 ；图5为本技术提出的一种小电流接地系统故障暂态行波检测方法流程图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为提高找出故障线路的准确率和速度，本技术提出一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置。该装置利用小波变换具有频域和时域同时变换的特点，能够检测到信号的奇异性，用小波变换对暂态行波进行处理，可以得到行波信号的幅值和极性特性。利用故障线路和非故障线路行波幅值和极性的差别，形成查找故障线路的判据，可以方便找到故障线路，提高准确性和速度，为配网故障查找提出新的思路和出发点。在配电线路中，当线路某点发生单相短路，则该故障点的电压为零。根据叠加原理，故障状态等效于在故障点增加了两个大小相等方向相反的电压源，其电源电压的数值等于故障前该点的电压值。故障后的线路可视为非故障状态线路和故障附加状态线路的迭力口，其中，非故障状态线路就是故障前正常运行的线路，故障附加线路只在故障发生后才出现。作用于故障附加线路的电源就是故障前该点电压数值相等、方向相反的等效电源，在该电源的作用下，故障附加电路中只包含故障分量的电压和电流。当把故障后的电路分解成正常运行的状态电路和故障附加状态电路后，对故障后电路的分析可视为对故障附加电路的分析；对故障后电压电流的变化的研究转化为对故障分量电压电流的研究。如图1所示，为本技术基于小电流接地系统故障暂态行波检测原理示意图。从图1可知，故障发生时，在故障附加电路的故障点处突然施加一个电压源，在该电压源的作用下，故障点将产生向母线运动的暂态行波，在节点处发生反射和折射，通过对暂态行波特性的分析，可利用这一特性来设计查找故障线路的方案。利用暂态行波的选线判据，来自于故障点的电流行波经过故障线路运动到变电站母线，在母线处将发生折反射。由于配电网母线上一般接有许多进出线路，所以，行波反射非常强烈。其中，故障线路上的行波最强:它是来自于故障点的初始反向行波和反射后改变了方向的前行波的和。而其它线路上的行波是来自于故障点和故障线路上的行波折射分量，而且仅有这一个分量。所以，数值很小，极性和故障线路相反。根据这个特征，记录每回线路的电流行波，其中数值最大、极性和其它线路电流行波极性相反者，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置，其特征在于，包括：工频启动元件、工频采样单元、高速采样单元和中央处理单元；?所述工频启动元件，与所述中央处理单元相连接，用于提供工频启动信号；?所述工频采样单元，与所述中央处理单元相连接，用于收到工频启动信号时对工频零序电压故障分量进行采样，收到暂态行波启动信号时，将采样到的工频信息传输至高速采样单元和中央处理单元；否则，仅向中央处理单元传送采样到的工频零序电压故障分量；?所述高速采样单元，与所述中央处理单元相连接，用于对每条线路上的暂态行波电流信号进行采样，收到工频启动信号时，则故障发生，根据工频零序电压故障分量和暂态行波电流信号对相应线路上的电流行波进行小波变换，并传至中央处理单元；?所述中央处理单元，用于接收各个线路上的高速采样单元计算获得的结果，根据该结果查找故障线路；否则，根据稳态故障分量查找故障线路。

【技术特征摘要】
1.一种小电流接地系统故障暂态行波检测装置，其特征在于，包括:工频启动元件、工频采样单元、高速采样单元和中央处理单元； 所述工频启动元件，与所述中央处理单元相连接，用于提供工频启动信号； 所述工频采样单元，与所述中央处理单元相连接，用于收到工频启动信号时对工频零序电压故障分量进行采样，收到暂态行波启动信号时，将采样到的工频信息传输至高速采样单元和中央处理单元；否则，仅向中央处理单元传送采样到的工频零序电压故障分量； 所述高速采样单元，与所述中央处理单元相连接，用于对每条线路上的暂态行波电流信号进行采样，收到工频启动信号时，则故障发生，根据工频零序电压故障分量和暂态行波电流信号对相应线路上的电流行波进行小波变换，并传至中央处理单元； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：扈观义，
申请(专利权)人：山西省电力公司大同供电分公司，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：