專(zhuān)利名稱(chēng)：小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)單相接地故障選線方法，特別是小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線裝置，主要應(yīng)用于66kV及以下電網(wǎng)中性點(diǎn)非直接接地方式運(yùn)行系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，該裝置可自動(dòng)選出接地的線路。
背景技術(shù)：
小電流接地電網(wǎng)單相接地故障自動(dòng)選線(以下簡(jiǎn)稱(chēng)小電流接地選線)是一個(gè)研究多年的老問(wèn)題。早在上世紀(jì)50年代就開(kāi)始有人研究，但是直到上世紀(jì)70年代，研究工作都沒(méi)有取得大的進(jìn)展。上世紀(jì)80年代，微機(jī)的出現(xiàn)給小電流接地選線提供了硬件條件，華北電力大學(xué)電控研究室抓住了這個(gè)機(jī)會(huì)，在楊以涵教授的帶領(lǐng)下首次提出群體比幅比相方法，研制出小電流微機(jī)選線裝置，在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，并在90年代掀起了“小電流接地選線技術(shù)”的應(yīng)用高潮。但是之后的幾年小電流接地選線技術(shù)的應(yīng)用又陷入了低潮，約有80～90％的選線裝置因選線效果不佳退出了運(yùn)行，而選線失敗的原因主要是(1)把局部經(jīng)驗(yàn)當(dāng)成普遍真理，用金屬接地故障測(cè)試的選線結(jié)果，代替實(shí)際運(yùn)行中所有故障條件下的選線結(jié)果，得到裝置100％的選線正確率。而我們的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，金屬接地時(shí)，信號(hào)大，波形諧波和擾動(dòng)小，非常容易判斷，達(dá)到100％正確率并不難；實(shí)際上，純金屬接地的故障并不多，大多數(shù)故障是瞬間接地、電阻接地、電弧接地、不穩(wěn)定電阻接地、不穩(wěn)定電弧接地、間歇電弧接地以及這些故障的組合等等。
(2)裝置選線方法單一。以前的研究者在找到一種方法后就聲稱(chēng)已經(jīng)對(duì)真理的認(rèn)識(shí)達(dá)到終結(jié)。比如比幅比相法、五次諧波法、能量函數(shù)法、小波法，都曾有相關(guān)論文認(rèn)為其達(dá)到了絕對(duì)高度，選線的研究工作可以到此終止。
(3)從想象出發(fā)，過(guò)分依靠數(shù)學(xué)模型，沒(méi)有進(jìn)行樣本檢驗(yàn)。根據(jù)數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)的選線方法，又用相同的數(shù)學(xué)模型檢驗(yàn)有效性，這樣的檢驗(yàn)沒(méi)有意義，屬于典型的紙上談兵，脫離實(shí)際的技術(shù)路線。
(4)認(rèn)識(shí)真理的手段。小電流接地選線的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)很難實(shí)現(xiàn)，即使現(xiàn)場(chǎng)單位同意做，也都限于非常簡(jiǎn)單的金屬接地。但是沒(méi)有實(shí)測(cè)樣本檢驗(yàn)選線方法的有效性，就不能檢驗(yàn)選線原理的癥結(jié)所在?，F(xiàn)在我們的實(shí)驗(yàn)和故障錄波已經(jīng)證實(shí)，五次諧波方法在有過(guò)渡電阻的情況下往往是失效的；信號(hào)注入法和能量函數(shù)法都存在有效域和局限性；比幅比相方法也不是絕對(duì)有效的。可以這么說(shuō)，以前的選線方法在原理上存在很多紕漏，而沒(méi)有足夠的故障樣本檢驗(yàn)，這些紕漏是無(wú)法暴露出來(lái)的。
(5)抗干擾的軟措施，選線裝置的適應(yīng)能力較差。而現(xiàn)場(chǎng)這種干擾的存在是客觀的和普遍的。
(6)用戶在管理維護(hù)方面也存在一些問(wèn)題選線裝置安裝到現(xiàn)場(chǎng)以后，常有極性接反、線路編號(hào)與名稱(chēng)不符的疏漏發(fā)生。有一個(gè)典型的例子，沈陽(yáng)某變電所的選線儀從裝上以后就從來(lái)沒(méi)有正常工作過(guò)。原因是安裝時(shí)線路還沒(méi)有命名，采用了編號(hào)區(qū)分的辦法。線路命名以后，又沒(méi)有更改，導(dǎo)致選線裝置一直不可用
實(shí)用新型內(nèi)容
66kV及以下電網(wǎng)按中性點(diǎn)非直接接地方式運(yùn)行，其主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相瞬間接地故障時(shí)，可以自行熄滅電弧；發(fā)生單相永久接地時(shí)，負(fù)荷可以不必立即停電，因此國(guó)內(nèi)66kV及以下電網(wǎng)大部分都采用這種接地方式。但它的缺點(diǎn)是發(fā)生單相永久接地故障時(shí)，很難確認(rèn)是哪一條線路故障。因故障會(huì)引起非接地相電壓的升高，而且間歇性弧光接地可能引起電弧過(guò)電壓，對(duì)系統(tǒng)絕緣有威脅，較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能會(huì)引起接地絕緣擊穿發(fā)生相間故障。因此需盡快確定故障線路，排除故障。本實(shí)用新型的目的就是解決小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)自動(dòng)選線問(wèn)題。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是首先是建立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)小電流接地選線的10kV物理模擬實(shí)驗(yàn)室。這套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)深入揭示了小電流接地電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律和接地故障的本質(zhì)，再現(xiàn)了弧光接地、間歇性弧光接地、大電阻接地、不穩(wěn)定大電阻接地等故障現(xiàn)象。并在此基礎(chǔ)上研究成功了適合于各種接地方式(中性點(diǎn)接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地)下的智能群體比幅比相方法、小波方法、樣本建模方法、電流突變量法、網(wǎng)絡(luò)化法；首次提出并應(yīng)用了有效域分析和連續(xù)判斷技術(shù)；首次提出并應(yīng)用了證據(jù)理論、故障測(cè)度理論、粗糙集理論以及多種判據(jù)智能融合的思想。小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線方法，采用高性能工控機(jī)，運(yùn)行于Win98平臺(tái)上，采用高精度傳感器和軟硬件抗干擾措施，保證采集信號(hào)的可靠性；在程序設(shè)計(jì)中采用了多線程結(jié)構(gòu)，運(yùn)用了Win32的消息處理機(jī)制，這樣在算法判斷的同時(shí)能夠同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，保證采樣信號(hào)的連續(xù)性和實(shí)時(shí)性；在選線算法上，用多種算法進(jìn)行智能綜合判斷，克服了以前單一選線算法的不足；當(dāng)裝置啟動(dòng)檢測(cè)后，啟動(dòng)采樣線程，當(dāng)零序電壓超過(guò)門(mén)檻值的數(shù)目達(dá)到一定數(shù)目后，判斷系統(tǒng)發(fā)生了單相接地故障，存儲(chǔ)暫態(tài)數(shù)據(jù)和穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障處理，提取故障特征，利用穩(wěn)態(tài)量判據(jù)、暫態(tài)量判據(jù)、奇異量判據(jù)等進(jìn)行多判據(jù)融合，對(duì)各種判據(jù)進(jìn)行智能決策綜合判定接地線路，實(shí)現(xiàn)了選線判據(jù)的充要性目標(biāo)；采用連續(xù)判斷，提出了可信度概念，克服了誤判和漏判現(xiàn)象；進(jìn)行故障錄波，建立管理信息系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)視裝置的運(yùn)行，保證裝置運(yùn)行的長(zhǎng)期可靠；遠(yuǎn)程搜集故障樣本，充實(shí)樣本庫(kù)，為改進(jìn)和完善選線能力積累資料。
小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線裝置，包括主板、濾波器卡、數(shù)據(jù)采集卡、開(kāi)關(guān)量卡、故態(tài)繼電器、PT/CT版、交直流電源、液晶大屏幕、外置調(diào)制解調(diào)器、金屬機(jī)箱，其特征是工控機(jī)采用PC/AT總線結(jié)構(gòu)，各種采用信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器電路和A/D轉(zhuǎn)換電路以后，連接到PC/AT總線上，工控機(jī)主板采用PCA-6153，它負(fù)責(zé)從PC/AT總線上調(diào)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行各種算法的處理，綜合給出故障線路信息，一方面直接通過(guò)液晶屏幕顯示，另一方面通過(guò)PC/AT總線傳送給開(kāi)關(guān)量板，開(kāi)關(guān)量板再通過(guò)光電隔離后傳送給遠(yuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型通過(guò)1∶1高壓物理模擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)、電網(wǎng)實(shí)際接地模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際掛網(wǎng)運(yùn)行證明其選線正確率為100％。該項(xiàng)發(fā)明應(yīng)用于電網(wǎng)后，以丹東供電公司電網(wǎng)規(guī)模為例每年為企業(yè)可節(jié)約數(shù)百萬(wàn)元，推廣應(yīng)用后將形成規(guī)模效益。對(duì)于某些重要用戶，可節(jié)約數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)元的損失。減少誤操作次數(shù)。全國(guó)約有中壓變電所十多萬(wàn)座，如果有一半安裝小電流接地選線裝置，創(chuàng)造利潤(rùn)可超過(guò)上億元，必將給國(guó)家和企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益！

附圖1為小電流接地電網(wǎng)單相故障選線方法與裝置程序流程圖；附圖2為2KA2000小電流接地電網(wǎng)單相故障選線裝置原理圖；附圖3為大屏幕液晶顯示主界面。
系統(tǒng)的母線零序電壓以及各條線路的零序電流經(jīng)過(guò)PT和CT變換后輸入本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)出的裝置，電壓和電流信號(hào)經(jīng)過(guò)高精度PT和CT進(jìn)一步變換，所有信號(hào)變換為電壓信號(hào)；電壓信號(hào)輸入低通濾波器去除干擾，輸出波形平滑的電壓模擬信號(hào)；裝置采用AC1820A數(shù)據(jù)采集卡對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行/D采樣，采樣數(shù)據(jù)通過(guò)PC/在總線存入寄存器；工控機(jī)主板采用PCA-6153，它負(fù)責(zé)從PC/在總線上調(diào)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行算法的處理，給出故障線路信息；故障信息一方面直接通過(guò)液晶屏幕顯示，另一方面通過(guò)PC/在總線傳送給PCL-734開(kāi)關(guān)量卡，開(kāi)關(guān)量卡經(jīng)過(guò)光電隔離后通過(guò)后面板上的開(kāi)關(guān)量輸出端子傳送給遠(yuǎn)動(dòng)。本裝置還裝有防死機(jī)看門(mén)狗電路，有效地克服了工控機(jī)運(yùn)行中的死機(jī)問(wèn)題；裝置采用調(diào)制解調(diào)器與其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通信，實(shí)現(xiàn)了裝置遠(yuǎn)程管理。見(jiàn)附圖2。
在本實(shí)用新型的程序設(shè)計(jì)中采用了多線程結(jié)構(gòu)，當(dāng)裝置啟動(dòng)檢測(cè)后，啟動(dòng)采樣線程，當(dāng)零序電壓超過(guò)門(mén)檻值的數(shù)目達(dá)到一定數(shù)目后，存儲(chǔ)暫態(tài)數(shù)據(jù)，并發(fā)送消息(1)，然后存儲(chǔ)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，并發(fā)送消息(2)，主線程收到消息(1)、(2)后進(jìn)行故障處理，提取故障特征，利用穩(wěn)態(tài)量判據(jù)、暫態(tài)量判據(jù)、奇異量判據(jù)等進(jìn)行多判據(jù)融合，對(duì)各種判據(jù)進(jìn)行智能決策，得到選線結(jié)果，顯示選線結(jié)果，并進(jìn)行故障錄波；如果一段時(shí)間后零序電壓小于門(mén)檻值的數(shù)目達(dá)到一定數(shù)目后，發(fā)送消息(3)，主線程收到消息(3)，則認(rèn)為故障消失，自動(dòng)復(fù)位。見(jiàn)附圖1。
算法中采用了窗口多線程的概念，分為主線程和采樣線程，運(yùn)用了Win32的消息處理機(jī)制。這樣在算法判斷的同時(shí)能夠同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，保證采樣信號(hào)的連續(xù)性和實(shí)時(shí)性。在選線算法上，用多種算法進(jìn)行智能綜合判斷，克服了以前單一選線算法的不足。
本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)出的裝置的前面板為人機(jī)對(duì)話部分，有大屏幕液晶和電源開(kāi)關(guān)、功能按鍵，顯示內(nèi)容豐富，參數(shù)配置方便，其基本操作鍵只需要上、下、左、右和確認(rèn)四個(gè)鍵，主界面提供“啟動(dòng)監(jiān)測(cè)”、“停止檢測(cè)”、“參數(shù)設(shè)置”、“故障記錄”、“高級(jí)功能”、“關(guān)機(jī)退出”等六個(gè)選項(xiàng)，按照提示可以進(jìn)行各種操作，后面板為接線板和開(kāi)關(guān)量輸出端子。見(jiàn)附圖3。
該實(shí)用新型還內(nèi)附管理信息系統(tǒng)，附加有故障錄波程序模塊和通訊程序模塊通過(guò)故障錄波程序模塊記錄的數(shù)據(jù)，可以對(duì)故障情況進(jìn)行事后分析和故障再現(xiàn)，對(duì)于分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及狀態(tài)具有重大意義。本錄波程序模塊可以提供故障后一次判斷的波形，包括故障發(fā)生時(shí)的兩個(gè)周期的暫態(tài)波形和故障發(fā)生后四個(gè)周期的穩(wěn)態(tài)波形；本錄波程序還可以提供以每秒鐘四個(gè)周期穩(wěn)態(tài)波形的錄波頻率進(jìn)行連續(xù)錄波。通訊程序模塊在應(yīng)用軟件PCANYWHERE平臺(tái)上進(jìn)行的開(kāi)發(fā)?？蓱?yīng)用于三種通訊模式并口電纜直接連接，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，通過(guò)網(wǎng)卡進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。通過(guò)通訊程序模塊，可以實(shí)現(xiàn)子站和主站之間的數(shù)據(jù)回收，可以使用兩種模式子站發(fā)送和主站召喚；目前采用的是主站召喚模式；通過(guò)通訊程序模塊，還可以實(shí)現(xiàn)子站和主站之間的通訊，及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，滿足異地用戶的要求。
具體實(shí)施方式
提出并采用了智能比幅比相法，該算法在比幅比相算法的基礎(chǔ)上采用積分算法、Butterworth數(shù)字濾波器、恒以零序電壓作為參考正方向等算法，輔以連續(xù)判斷等抗干擾措施、有效域約束、綜合判據(jù)，從根本上提高了選線準(zhǔn)確度；與新型PT接線方法相結(jié)合，排除了鐵磁諧振帶來(lái)的誤判問(wèn)題。
提出并小波方法小波選線方法利用單相接地故障產(chǎn)生的暫態(tài)電流和諧波電流作為選線判斷的依據(jù)。由于小電流接地電網(wǎng)單相接地故障等值電路是一個(gè)容性通路，故障的突然作用在電路中產(chǎn)生的暫態(tài)電流通常很大；特別是發(fā)生弧光接地故障或間歇性接地故障情況下，暫態(tài)電流含量更豐富，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。暫態(tài)電流滿足在故障線路上的數(shù)值等于在非故障線路上數(shù)值之和且方向相反的關(guān)系，可以用來(lái)選線。由于電網(wǎng)中的暫態(tài)信號(hào)呈隨機(jī)性、局部性和非平穩(wěn)性特點(diǎn)，因此利用暫態(tài)信息選線的主要困難是，如何準(zhǔn)確地提取有用的暫態(tài)信號(hào)、如何合理地表示信號(hào)并構(gòu)造出能適應(yīng)信號(hào)特點(diǎn)的選線判據(jù)。我們提出的小波選線方法很好地解決了這些問(wèn)題，使暫態(tài)信號(hào)得到了充分利用。
提出并采用了網(wǎng)絡(luò)化選線方法；網(wǎng)絡(luò)化選線方法需要輸入與選線相關(guān)的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)遙信量，如一條線路的投入與退出、線路上各分段開(kāi)關(guān)的開(kāi)合狀態(tài)等信息，來(lái)掌握電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各線路的參數(shù)；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，根據(jù)獲得的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)與故障電壓參數(shù)來(lái)估算各線路對(duì)地充電電流，將各線路實(shí)測(cè)電流值與期望值(估算值)進(jìn)行對(duì)比；非故障線路上實(shí)測(cè)電流值與期望值相差比較小，而故障線路上實(shí)測(cè)電流值與期望值相差很大，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)還可以用于自動(dòng)調(diào)節(jié)消弧線圈的補(bǔ)償度。
提出并采用了電流突變量法；對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)單相接地故障的選線問(wèn)題，過(guò)去一直采用5次諧波比幅比相方法。實(shí)踐證明對(duì)于非金屬性接地故障，該方法的選線正確率極低。電流突變量方法是我們針對(duì)消弧線圈接地電網(wǎng)的故障選線問(wèn)題而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。該方法在電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，通過(guò)自動(dòng)裝置自動(dòng)地改變消弧線圈參數(shù)，使各線路故障電流產(chǎn)生一個(gè)突變，利用故障線路和非故障線路電流突變特征的差異選出故障線路。該方法同小波選線方法和其它智能技術(shù)相結(jié)合，徹底地解決了消弧線圈接地電網(wǎng)的單相接地故障選線問(wèn)題。
提出并采用了樣本建模(特征指紋)選線方法樣本建模選線方法又稱(chēng)特征指紋選線方法。在選線裝置運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某些極其特殊類(lèi)型的故障樣本，用正規(guī)的選線方法很難做出可靠的選線判斷時(shí)，則提取這類(lèi)故障樣本的個(gè)性特征(即指紋特征)，并將該次故障的指紋特征及故障信息保存下來(lái)，作為一個(gè)參考樣本。當(dāng)再一次出現(xiàn)類(lèi)似的故障時(shí)，通過(guò)與保存過(guò)的樣本指紋特征進(jìn)行匹配，就可以推斷出新故障樣本的故障線路。不斷地收集和充實(shí)樣本庫(kù)，就可以處理各類(lèi)特殊樣本的選線問(wèn)題。
提出并采用連續(xù)判斷技術(shù)；連續(xù)判斷技術(shù)是針對(duì)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障中故障信號(hào)微弱、容易受干擾的特點(diǎn)而采取的技術(shù)措施；該技術(shù)不完全依賴(lài)于一次判斷的結(jié)果，而是綜合考慮全過(guò)程的情況，連續(xù)判斷技術(shù)可以有效地排除隨機(jī)大干擾(主要指開(kāi)關(guān)操作)的影響，提高了選線的正確性。
提出并采用選線方法的有效域技術(shù)；理論和實(shí)踐表明，沒(méi)有一種選線方法能夠保證對(duì)所有故障類(lèi)型都有效，每種選線方法都有一定的適用條件；當(dāng)適用條件滿足時(shí)，該選線方法選線結(jié)果一定正確，否則，選線結(jié)果可能正確，也可能不正確。我們稱(chēng)選線方法能夠可靠選線的適用條件為該方法的充分性條件。滿足充分性條件的故障在空間構(gòu)成的區(qū)域，稱(chēng)為該選線方法的有效域。通過(guò)對(duì)每一種選線方法界定有效域，當(dāng)一個(gè)故障落在某方法的有效域內(nèi)時(shí)，該方法對(duì)該故障的選線結(jié)果一定是正確的。
提出并采用故障測(cè)度理論故障測(cè)度是定義在非負(fù)實(shí)數(shù)域上的一組變量，用來(lái)度量一個(gè)故障中每條線路具有故障征兆的程度。一條線路的故障測(cè)度越大，表明該線路越可能是故障線路。在這一理論指導(dǎo)下，我們構(gòu)造的每一種選線方法在給出選線結(jié)果的同時(shí)，還能夠計(jì)算出各條線路的故障測(cè)度值。
提出并采用了證據(jù)理論選線方法每一種選線方法對(duì)一個(gè)故障計(jì)算出的選線結(jié)果(以故障測(cè)度形式表示)相當(dāng)于一條證據(jù)，用證據(jù)來(lái)表示哪些線路可能是故障線路、哪些線路不大可能是故障線路、可能與不可能的信任程度有多大等，應(yīng)用證據(jù)理論把這些信息組合起來(lái)，使最終選線結(jié)果反映了各種方法共同的支持點(diǎn)，選線結(jié)果非常可靠。
提出并采用了粗糙集理論選線方法選線裝置在選線實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中收集了大量故障數(shù)據(jù)，這些故障數(shù)據(jù)對(duì)完善選線很有價(jià)值。特征指紋選線方法中特殊樣本的發(fā)現(xiàn)、指紋特征的提取，以及其它選線方法中參數(shù)和有效域的確定等，都需要結(jié)合實(shí)測(cè)故障數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)這些目的而進(jìn)行的故障數(shù)據(jù)處理并不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)整理，而是需要一種系統(tǒng)的處理手段，主動(dòng)地從故障數(shù)據(jù)中挖掘并發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的知識(shí)和規(guī)律，來(lái)指導(dǎo)我們完善選線方法。我們采用粗糙集數(shù)據(jù)處理技術(shù)解決了這一問(wèn)題。
具有故障錄波程序模塊和通訊程序模塊，故障錄波程序模塊可以對(duì)故障情況進(jìn)行事后分析和故障再現(xiàn)；通訊程序模塊通訊程序模塊在應(yīng)用軟件PCANYWHERE平臺(tái)上進(jìn)行的開(kāi)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)子站和主站之間的通訊，可應(yīng)用于三種通訊模式并口電纜直接連接，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，通過(guò)網(wǎng)卡進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。并安裝有穩(wěn)定、可靠的modem實(shí)現(xiàn)信息管理系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的IP到設(shè)備。
采用高性能前置濾波器，濾除各種干擾波形。采用大容量、高可靠性的開(kāi)關(guān)繼電器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)動(dòng)傳輸。
以一次具體的接地故障為例進(jìn)行分析以發(fā)生1號(hào)線路故障為例詳細(xì)說(shuō)明選線過(guò)程，程序的采樣子線程創(chuàng)建5000×32的二維數(shù)組，將數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，存滿之后從數(shù)組始端覆蓋原有數(shù)據(jù)。發(fā)生故障后(大于啟動(dòng)電壓6個(gè)點(diǎn))將故障點(diǎn)前100個(gè)點(diǎn)和后100個(gè)點(diǎn)作為暫態(tài)數(shù)據(jù)，再將后400個(gè)點(diǎn)作為穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，把這600個(gè)點(diǎn)提交主線程進(jìn)行故障選線。一秒鐘之后，如果故障沒(méi)有消失，繼續(xù)提取400個(gè)點(diǎn)作為穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)提交主線程進(jìn)行連續(xù)選線。然后進(jìn)行特征提取，得到選線結(jié)果。以群體比幅比相為例說(shuō)明選線具體方法，提取電流幅值最大的3條線路，并設(shè)初始累加值sum(1)sum(2)sum(3)和sum(母線)。將這3個(gè)電流數(shù)組與此電壓數(shù)組進(jìn)行逐點(diǎn)比較①與電壓符號(hào)相反，則sum直接累加絕對(duì)值；②與電壓符號(hào)相同，則sum累加絕對(duì)值；③3條線路電流與電壓符號(hào)都相同，則sum(母線)設(shè)成一個(gè)較大值。將sum(1)sum(2)sum(3)和sum(母線)進(jìn)行比較，值最大的就是故障線路。裝置在前臺(tái)顯示1號(hào)線路為故障線路，同時(shí)通過(guò)開(kāi)關(guān)量卡閉合繼電器給遠(yuǎn)動(dòng)發(fā)送命令，指示故障線路。在故障排除后，裝置檢測(cè)到零序電壓低于啟動(dòng)閥值，繼電器恢復(fù)正常狀態(tài)(處于打開(kāi)狀態(tài))，程序跳出選線流程，回到監(jiān)測(cè)狀態(tài)。
權(quán)利要求1.小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線裝置，包括主板、濾波器卡、數(shù)據(jù)采集卡、開(kāi)關(guān)量卡、故態(tài)繼電器、PT/CT版、交直流電源、液晶大屏幕、外置調(diào)制解調(diào)器、金屬機(jī)箱，其特征是工控機(jī)采用PC/AT總線結(jié)構(gòu)；對(duì)各種采用信號(hào)傳送到PC/AT總線上的低通濾波器電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；負(fù)責(zé)從PC/AT總線上調(diào)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行各種算法的處理，綜合給出故障線路信息，傳送到液晶屏幕顯示和通過(guò)PC/AT總線傳送給開(kāi)關(guān)量板，開(kāi)關(guān)量板再通過(guò)光電隔離后傳送給遠(yuǎn)動(dòng)的工控機(jī)主板采用PCA-6153。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線裝置，其特征是系統(tǒng)的母線零序電壓以及各條線路的零序電流經(jīng)過(guò)PT和CT變換后輸入到工控機(jī)，電壓和電流信號(hào)經(jīng)過(guò)高精度PT和CT進(jìn)一步變換，所有信號(hào)變換為電壓信號(hào)；對(duì)輸入電壓信號(hào)去除干擾，輸出波形平滑的電壓模擬信號(hào)的低通濾波器；對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行A/D采樣的AC1820A數(shù)據(jù)采集卡；對(duì)采樣數(shù)據(jù)通過(guò)PC/AT總線存入的寄存器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線裝置，其特征是濾除各種干擾波形的前置濾波器；實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)動(dòng)傳輸?shù)拈_(kāi)關(guān)繼電器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線裝置。解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是首先是建立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)小電流接地選線的10kV物理模擬實(shí)驗(yàn)室。這套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)深入揭示了小電流接地電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律和接地故障的本質(zhì)，再現(xiàn)了弧光接地、間歇性弧光接地、大電阻接地、不穩(wěn)定大電阻接地等故障現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上研究成功了適合于各種接地方式(中性點(diǎn)接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地)下的智能群體比幅比相方法、小波方法、樣本建模方法、電流突變量法、網(wǎng)絡(luò)化法；首次提出并應(yīng)用了有效域分析和連續(xù)判斷技術(shù)；首次提出并應(yīng)用了證據(jù)理論、故障測(cè)度理論、粗糙集理論以及多種判據(jù)智能融合的思想。
文檔編號(hào)G01R31/08GK2724011SQ200320126180
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者楊以涵, 初源良 申請(qǐng)人:北京丹華昊博電力科技有限公司