專利名稱：小接地電流電網(wǎng)單相故障選線方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小接地電流電網(wǎng)單相故障選線方法及裝置，適用于66kV及以下的中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相故障時(shí)，該裝置能自動(dòng)選出故障線路。
背景技術(shù)：
小接地電流電網(wǎng)指中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)。這種接地方式的電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)不形成短路，故障電流很小，規(guī)程規(guī)定發(fā)生單相接地故障后可繼續(xù)運(yùn)行1至2小時(shí)。在我國(guó)，6kV至66kV電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，一般都采用小接地電流方式。中壓配電網(wǎng)最常見的故障是單相接地故障。盡管單相接地故障不破壞系統(tǒng)的對(duì)稱運(yùn)行，但將導(dǎo)致非故障相電壓升為線電壓，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易引起非故障相絕緣損壞，形成相間短路，弧光接地還可能引起電網(wǎng)更高的過電壓。因此，發(fā)生單相接地故障時(shí)應(yīng)盡快選出故障線路并排除故障。傳統(tǒng)的選線方法是手動(dòng)逐條線路拉閘，當(dāng)故障線路被拉閘時(shí)，故障信號(hào)消失。這種方法降低了供電可靠性，對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備和人身的安全性不利。
上世紀(jì)八十年代起，國(guó)內(nèi)開始研究利用裝置自動(dòng)選出故障線路，提出了群體比幅比相法、首半波法、零序無功方向法、有功分量法、零序?qū)Ъ{法、電流增量法、暫態(tài)量小波分析法、注入信號(hào)跟蹤法、能量法等很多種選線方法。但運(yùn)行實(shí)踐表明，現(xiàn)有的選線技術(shù)不能滿足工程需要，選線正確率非常低?，F(xiàn)有選線裝置大都采用單一的選線方法。大量實(shí)際單相接地故障錄波數(shù)據(jù)表明，接地故障類型非常復(fù)雜，可能是金屬性接地，也可能是大電阻接地、弧光接地，還可能是斷續(xù)的放電接地，故障數(shù)據(jù)波形非常雜亂，單一選線方法難以適應(yīng)。例如，群體比幅比相選線方法，對(duì)于嚴(yán)重畸變的不規(guī)則故障信號(hào)，相位誤差非常大。另外，隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，電力部門對(duì)選線裝置的功能也提出了更高的要求。因此研究更加完善的選線方法和裝置具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決小接地電流電網(wǎng)單相故障自動(dòng)選線問題。提出了綜合選線方法，并開發(fā)了相應(yīng)的選線裝置。本發(fā)明的綜合選線方法對(duì)多種故障信號(hào)進(jìn)行綜合處理，極大提高了對(duì)復(fù)雜故障情況下的選線正確率。本發(fā)明的裝置在小接地電流電網(wǎng)發(fā)生單相故障時(shí)，能夠正確區(qū)分單相接地故障、電壓互感器斷線故障和電壓互感器鐵磁諧振故障，通過液晶屏顯示，并將故障信息上傳給遠(yuǎn)端。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是針對(duì)不接地和消弧線圈接地情況分別對(duì)多種故障信號(hào)進(jìn)行綜合處理，本發(fā)明采用一種綜合選線方法對(duì)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，綜合采用基波幅值選線判據(jù)、基波相位選線判據(jù)和基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)；對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)，綜合采用改進(jìn)有功分量選線判據(jù)、改進(jìn)首半波選線判據(jù)、基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)；對(duì)每種選線判據(jù)構(gòu)造各線路可能是故障線路的定量化表達(dá)式，然后通過綜合判斷，得到最終選線結(jié)果，解決了單一選線方法因適應(yīng)能力差而導(dǎo)致的選線不準(zhǔn)問題。選線裝置采集三相電壓信號(hào)作為輸入，根據(jù)三相電壓的變化關(guān)系，正確辨識(shí)真實(shí)接地與虛假接地，保證了裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性。選線裝置故障啟動(dòng)環(huán)節(jié)采用啟動(dòng)和出口兩級(jí)邏輯單元，啟動(dòng)邏輯依靠零序電壓瞬時(shí)越限啟動(dòng)，觸發(fā)出口邏輯和選線算法；出口邏輯對(duì)故障信號(hào)做進(jìn)一步分析，當(dāng)滿足出口條件時(shí)才輸出故障信息，大大提高了故障啟動(dòng)的準(zhǔn)確性和可靠性，解決了因投切線路或其它擾動(dòng)而導(dǎo)致裝置頻繁誤動(dòng)作的問題。選線裝置能夠自動(dòng)識(shí)別兩段母線并列運(yùn)行或分列運(yùn)行，并做出不同處理，保證選線結(jié)果的正確性。選線裝置采用PCI總線工控主板和虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)，便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法和功能。
小接地電流電網(wǎng)單相故障選線裝置采用標(biāo)準(zhǔn)4U工控機(jī)箱，硬件由PCI總線工控主板、信號(hào)變換與調(diào)理電路板、PCI數(shù)據(jù)采集卡、微型打印機(jī)、液晶顯示屏、開關(guān)量輸入輸出板和交直流兩用電源組成。信號(hào)變換與調(diào)理電路板和PCI數(shù)據(jù)采集卡之間通過數(shù)據(jù)線連接，PCI總線工控主板、PCI數(shù)據(jù)采集卡、開關(guān)量輸入輸出板、微型打印機(jī)、液晶顯示屏和鍵盤通過PCI總線連接，交直流兩用電源與PCI總線工控主板連接。將三相電壓信號(hào)和各條線路的零序電流信號(hào)經(jīng)信號(hào)變換與調(diào)理電路板轉(zhuǎn)換成故障選線裝置能夠接收的電壓信號(hào)，通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡上進(jìn)行分組采樣，采集的數(shù)據(jù)通過PCI總線傳輸?shù)絇CI總線工控主板上的CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，選線算法和故障處理采用LabVIEW編程實(shí)現(xiàn)。首先判斷真假接地，若是真實(shí)接地故障，則通過綜合選線方法得出故障線路；若是虛假接地故障，則判斷是電壓互感器斷線故障還是電壓互感器鐵磁諧振故障。這兩種都輸出選線結(jié)果，通過PCI總線顯示在液晶屏上，并通過PCI總線傳輸?shù)介_關(guān)量輸入輸出板上，然后傳送到RTU，還可以通過鍵盤設(shè)置當(dāng)故障時(shí)是否實(shí)時(shí)打印故障信息。
本發(fā)明的離線運(yùn)行的選線裝置輔助處理軟件，可在普通的PC機(jī)+Windows系統(tǒng)上運(yùn)行。該軟件由運(yùn)行參數(shù)設(shè)置和故障數(shù)據(jù)分析兩個(gè)功能模塊組成。運(yùn)行參數(shù)設(shè)置模塊用來設(shè)置選線裝置的運(yùn)行參數(shù)、線路名稱等，生成的參數(shù)設(shè)置文件可通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至選線裝置，也可用U盤復(fù)制給選線裝置。從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程修改運(yùn)行參數(shù)，避免了在線設(shè)置參數(shù)的煩瑣以及線路名稱無法漢字輸入的弊端。故障數(shù)據(jù)分析模塊幫助用戶對(duì)錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可進(jìn)行時(shí)域波形分析、相量分析和頻譜分析等。
本發(fā)明的有益效果是，通過幾種選線判據(jù)的綜合，克服單一選線算法的不足，極大提高了對(duì)復(fù)雜故障情況下的選線正確率。選線裝置采用三相電壓作為輸入信號(hào)，克服了僅使用電壓互感器開口三角電壓正確區(qū)分虛假接地如電壓互感器斷線故障或電壓互感器鐵磁諧振故障的缺點(diǎn)。故障啟動(dòng)環(huán)節(jié)采用啟動(dòng)和出口兩級(jí)邏輯單元，大大提高了故障啟動(dòng)的準(zhǔn)確性和可靠性，解決了因投切線路或其它擾動(dòng)而導(dǎo)致裝置頻繁誤動(dòng)作的問題。裝置能夠自動(dòng)識(shí)別兩段母線并列運(yùn)行或分列運(yùn)行，并做出不同處理，保證選線結(jié)果的正確性。裝置具有故障錄波功能，可以記錄單相接地故障或鐵磁諧振波形數(shù)據(jù)，可以保存500組故障數(shù)據(jù)。采用PCI總線工控主板和虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)選線裝置，便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法和功能，使選線裝置整體的可靠性提高。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的選線裝置結(jié)構(gòu)圖；
圖2是信號(hào)變換與調(diào)理電路圖；圖3是本發(fā)明的選線算法流程圖。
具體實(shí)施例方式
將小接地電流電網(wǎng)中的母線兩段的三相電壓和各條線路的零序電流通過圖1所示的信號(hào)變換與調(diào)理電路板，將電壓和電流信號(hào)都轉(zhuǎn)換成選線裝置能接收的電壓信號(hào)，然后通過數(shù)據(jù)采集卡，輸送到選線裝置中，此時(shí)用選線算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)有故障時(shí)，通過液晶屏顯示，并通過開關(guān)量輸入輸出板輸出，微型打印機(jī)也可以打印故障信息。
本裝置可采集32路通道的數(shù)據(jù)，包括2段母線三相電壓共6路電壓信號(hào)，26路線路零序電流，每路用精密電壓或電流變換器進(jìn)行變換，并濾除1600Hz以上的高次諧波，其中一路的信號(hào)變換與調(diào)理電路如圖2所示。實(shí)際的電壓或電流信號(hào)經(jīng)過精密電壓/電流變換器轉(zhuǎn)換成選線裝置能接收的電壓信號(hào)，經(jīng)過雙向穩(wěn)壓管限制過電壓，經(jīng)過低通濾波器，濾除1600Hz以上的高次諧波，再經(jīng)過電壓跟隨器輸出。
小接地電流電網(wǎng)單相故障選線裝置，其信號(hào)變換與調(diào)理電路板和PCI數(shù)據(jù)采集卡之間通過數(shù)據(jù)線連接，PCI總線工控主板、PCI數(shù)據(jù)采集卡、開關(guān)量輸入輸出板、微型打印機(jī)、液晶顯示屏和鍵盤通過PCI總線連接，交直流兩用電源與PCI總線工控主板連接；選線裝置采集三相電壓信號(hào)作為輸入，裝置能夠自動(dòng)識(shí)別兩段母線并列運(yùn)行或分列運(yùn)行通過比較同一時(shí)刻段兩段母線各相電壓的差值，當(dāng)差值小于一定閾值時(shí)，認(rèn)為是并列運(yùn)行，否則是分列運(yùn)行。
故障啟動(dòng)環(huán)節(jié)采用啟動(dòng)和出口兩級(jí)邏輯單元，啟動(dòng)邏輯依靠零序電壓越限啟動(dòng)，觸發(fā)出口邏輯和選線算法；出口邏輯對(duì)故障信號(hào)做進(jìn)一步分析，當(dāng)滿足出口條件時(shí)輸出故障信息。
當(dāng)裝置運(yùn)行時(shí)(見圖3)，首先將小接地電流電網(wǎng)中的參數(shù)母線段數(shù)、電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、各條線路名稱、母線兩段電壓互感器的變比、各條線路零序電流互感器的變比和消弧線圈容量(中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地情況)輸入到裝置中，然后電壓和電流信號(hào)經(jīng)過信號(hào)變換與調(diào)理后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采用分組采樣、中斷方式采集，每采集一定的周波數(shù)，就進(jìn)行零序電壓閾值判斷，若沒有超過閾值，返回繼續(xù)采集，若超過閾值，將這些周波數(shù)送到出口邏輯中判斷是否有故障，無故障返回，有故障，則根據(jù)線電壓進(jìn)行真實(shí)接地和虛假接地判斷，若是虛假接地，根據(jù)三相電壓的關(guān)系判斷是電壓互感器斷線故障還是電壓互感器鐵磁諧振故障；若是真實(shí)接地，根據(jù)中性點(diǎn)接地方式的不同，選用不同的綜合選線方法，進(jìn)行判斷，綜合選線方法中的每種選線判據(jù)得到每條線路可能是故障線路的定量化表達(dá)式，然后通過行綜合判斷，最終得到故障線路。
通過RS232或U盤鍵盤、將小接地電流電網(wǎng)中的母線段數(shù)、電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、各條線路名稱、母線兩段電壓互感器的變比、各條線路零序電流互感器的變比和消弧線圈容量(中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地情況)輸入到裝置中。
小接地電流電網(wǎng)單相故障選線方法，將小接地電流電網(wǎng)中的母線兩段的三相電壓和各條線路的零序電流通過信號(hào)變換與調(diào)理電路板，將電壓和電流信號(hào)都轉(zhuǎn)換成故障選線裝置能接收的電壓信號(hào)，然后通過數(shù)據(jù)采集卡，輸送到所述裝置中，在所述裝置上執(zhí)行以下步驟(1)數(shù)據(jù)采集信號(hào)變換與調(diào)理電路板上有32路信號(hào)變換和調(diào)理電路，其中有6路是母線兩段三相電壓信號(hào)變換和調(diào)理，26路是線路零序電流信號(hào)變換和調(diào)理，經(jīng)過板上的精密電壓/電流變換器轉(zhuǎn)換成選線裝置可接收的電壓信號(hào)，并用板上的濾波電路濾除1600Hz以上的高次諧波，通過數(shù)據(jù)線傳送給PCI采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；通過分組采樣，中斷采集；(2)數(shù)據(jù)處理通過PCI數(shù)據(jù)總線將采集的數(shù)據(jù)送給PCI總線工控主板上的CPU進(jìn)行處理；(2.1)用兩段母線三相電壓的瞬時(shí)值比較來判斷母線分列運(yùn)行還是并列運(yùn)行。
(2.2)對(duì)這些數(shù)據(jù)提取母線零序電壓，判斷其瞬時(shí)值是否達(dá)到閾值。
(2.3)當(dāng)零序電壓超過閾值后，觸發(fā)出口邏輯對(duì)故障數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析，判斷一定周波內(nèi)是否都超過閾值，若不是則認(rèn)為無故障，返回繼續(xù)監(jiān)測(cè)母線零序電壓；若在一定周波內(nèi)都超過閾值，則認(rèn)為發(fā)生故障。
(2.4)通過線電壓是否對(duì)稱來判斷是真實(shí)接地故障還是虛假接地故障。
(2.5)若是虛假接地故障，再根據(jù)三相電壓的關(guān)系判斷是電壓互感器斷線故障還是電壓互感器鐵磁諧振故障。
(2.6)若是單相接地故障，根據(jù)三相電壓關(guān)系判斷故障相，并依據(jù)中性點(diǎn)接地方式的不同，選用不同的選線方法進(jìn)行故障選線。
(3)選線算法(3.1)對(duì)于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，本選線裝置綜合采用了基波幅值選線判據(jù)、基波相位選線判據(jù)和基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)，對(duì)故障數(shù)據(jù)其選線算法按以下步驟進(jìn)行(3.1.1)基波幅值選線判據(jù)，按(1)式計(jì)算各條線路的故障量化值Fmm(k)=12Sum-Mags(k),12Sum-Mags(k)>00,12Sum-Mags(k)≤0---(1)]]>其中k為線路編號(hào)，k＝0表示母線；Mags(k)＝Mag(k)·sign(Ang(k)) k≠0Mags(0)=-(Σk-1NMags(k))]]>Sum=Σk=0N|Mags(k)|]]>Mag(k)表示線路k的故障零序電流相量幅值；Ang(k)表示以母線零序電壓為參考相量，線路k故障零序電流相角；(3.1.2)基波相位選線判據(jù)，按(2)式計(jì)算各條線路的故障量化值 其中 (3.1.3)基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)，按(3)式計(jì)算各條線路的故障量化值
其中 i為小波分解序列點(diǎn)編號(hào)；k，m，n為i點(diǎn)處小波系數(shù)最大的三條線路編號(hào)；d(k，i)，d(m，i)，d(n，i)為小波分解并歸算到同一尺度后的小波系數(shù)；(3.1.4)對(duì)每條線路的各判據(jù)量化值按大小分別進(jìn)行排序，再將各線路在三種判據(jù)下的序列值相加，序號(hào)最小者為故障線路；(3.2)對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)，本裝置綜合采用了改進(jìn)有功分量選線判據(jù)、改進(jìn)首半波選線判據(jù)、基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)，其選線算法按以下步驟進(jìn)行(3.2.1)改進(jìn)有功分量選線判據(jù)，按(4)式計(jì)算各條線路的故障量化值Fmp(k)=P(k),k=1,2,···,NP(0),k=0---(4)]]>其中P(k)＝UI(k)cos(Ang(k)) k＝1，2，…，NP(0)=maxk=1,···,NP(k)+U2Ub2Pl]]>U為母線零序電壓的有效值；I(k)為線路k零序電流的有效值；P(k)為線路k的有功功率；Ub為電壓互感器額定二次電壓；P1為消弧線圈的有功損耗；(3.2.2)改進(jìn)首半波選線判據(jù)，按(5)式計(jì)算各條線路的故障量化值Fmr(k)=12B-A(k),12B-A(k)>00,12B-A(k)≤0---(5)]]>其中A(k)=Σisign(WUm).WI(k)(i)]]>
A(0)=-Σk=1NA(k)]]>B=Σk=0N|A(k)|]]>WUm為零序電壓在首半波內(nèi)的極大值；WI(k)(i)為線路k的故障零序電流在首半波內(nèi)各點(diǎn)數(shù)值序列；(3.2.3)基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)，按(6)式計(jì)算各條線路的故障量化值 其中 i為小波分解序列點(diǎn)編號(hào)；k，m，n為i點(diǎn)處小波系數(shù)最大的三條線路編號(hào)；d(k，i)，d(m，i)，d(n，i)為小波分解并歸算到同一尺度后的小波系數(shù)；(3.2.4)對(duì)每條線路的各判據(jù)量化值按大小分別進(jìn)行排序，再將各線路在三種判據(jù)下的序列值相加，序號(hào)最小者為故障線路；(4)結(jié)果輸出若是虛假接地故障，則將電壓互感器斷線故障或電壓互感器鐵磁諧振故障的結(jié)果顯示在液晶屏上，并通過開關(guān)量輸入輸出板輸出到RTU；若是真實(shí)接地故障，則將故障線路顯示在液晶屏上，并通過開關(guān)量輸入輸出板輸出到RTU；兩種情況下，都可以選擇通過微型打印機(jī)實(shí)時(shí)打印故障結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種小接地電流電網(wǎng)單相故障選線方法，將小接地電流電網(wǎng)中的母線兩段的三相電壓和各條線路的零序電流通過信號(hào)變換與調(diào)理電路板，將電壓和電流信號(hào)都轉(zhuǎn)換成故障選線裝置能接收的電壓信號(hào)，然后通過數(shù)據(jù)采集卡，輸送到所述裝置中，其特征是在所述裝置上執(zhí)行以下步驟(1)數(shù)據(jù)采集信號(hào)變換與調(diào)理電路板上有32路信號(hào)變換和調(diào)理電路，其中有6路是母線兩段三相電壓信號(hào)變換和調(diào)理，26路是線路零序電流信號(hào)變換和調(diào)理，經(jīng)過板上的精密電壓/電流變換器轉(zhuǎn)換成故障選線裝置可接收的電壓信號(hào)，并用板上的濾波電路濾除1600Hz以上的高次諧波，通過數(shù)據(jù)線傳送給PCI采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；(2)數(shù)據(jù)處理通過PCI數(shù)據(jù)總線將采集的數(shù)據(jù)送給PCI總線工控主板上的CPU進(jìn)行處理；(2.1)用兩段母線三相電壓的瞬時(shí)值比較來判斷母線分列運(yùn)行還是并列運(yùn)行；(2.2)對(duì)這些數(shù)據(jù)提取母線零序電壓，判斷其瞬時(shí)值是否達(dá)到閾值；(2.3)當(dāng)零序電壓超過閾值后，觸發(fā)出口邏輯對(duì)故障數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析，判斷一定周波內(nèi)是否都超過閾值，若不是則認(rèn)為無故障，返回繼續(xù)監(jiān)測(cè)母線零序電壓；若在一定周波內(nèi)都超過閾值，則認(rèn)為發(fā)生故障；(2.4)通過線電壓是否對(duì)稱來判斷是真實(shí)接地故障還是虛假接地故障；(2.5)若是虛假接地故障，再根據(jù)三相電壓的關(guān)系判斷是電壓互感器斷線故障還是電壓互感器鐵磁諧振故障；(2.6)若是單相接地故障，根據(jù)三相電壓關(guān)系判斷故障相，并依據(jù)中性點(diǎn)接地方式的不同，選用不同的選線方法進(jìn)行故障選線；(3)選線算法(3.1)對(duì)于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，本選線裝置綜合采用了基波幅值選線判據(jù)、基波相位選線判據(jù)和基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)，對(duì)故障數(shù)據(jù)其選線算法按以下步驟進(jìn)行(3.1.1)基波幅值選線判據(jù)，按(1)式計(jì)算各條線路的故障量化值Fmm(k)=12Sum-Mags(k),12Sum-Mags(k)>00,12Sum-Mags(k)≤0---(1)]]>其中k為線路編號(hào)，k＝0表示母線；Mags(k)＝Mag(k)·sign(Ang(k)) k≠0Mags(0)=-(Σk=1NMags(k))]]>Sum=Σk=0N|Mags(k)|]]>Mag(k)表示線路k的故障零序電流相量幅值；Ang(k)表示以母線零序電壓為參考相量，線路k故障零序電流相角；(3.1.2)基波相位選線判據(jù)，按(2)式計(jì)算各條線路的故障量化值 其中 (3.1.3)基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)，按(3)式計(jì)算各條線路的故障量化值 其中 i為小波分解序列點(diǎn)編號(hào)；k，m，n為i點(diǎn)處小波系數(shù)最大的三條線路編號(hào)；d(k，i)，d(m，i)，d(n，i)為小波分解并歸算到同一尺度后的小波系數(shù)；(3.1.4)對(duì)每條線路的各判據(jù)量化值按大小分別進(jìn)行排序，再將各線路在三種判據(jù)下的序列值相加，序號(hào)最小者為故障線路；(3.2)對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)，本裝置綜合采用了改進(jìn)有功分量選線判據(jù)、改進(jìn)首半波選線判據(jù)、基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)，其選線算法按以下步驟進(jìn)行(3.2.1)改進(jìn)有功分量選線判據(jù)，按(4)式計(jì)算各條線路的故障量化值Fmp(k)=P(k),k=1,2,···,NP(0),k=0---(4)]]>其中P(k)＝UI(k)cos(Ang(k))k＝1，2，…，NP(0)=maxk=1,...,NP(k)+U2Ub2Pl]]>U為母線零序電壓的有效值；I(k)為線路k零序電流的有效值；P(k)為線路k的有功功率；Ub為電壓互感器額定二次電壓；Pl為消弧線圈的有功損耗；(3.2.2)改進(jìn)首半波選線判據(jù)，按(5)式計(jì)算各條線路的故障量化值Fmr(k)=12B-A(k),12B-A(k)>00,12B-A(k)≤0---(5)]]>其中A(k)=Σisign(WUm)·WI(k)(i)]]>A(0)=-Σk=1NA(k)]]>B=Σk=0N|A(k)|]]>WUm為零序電壓在首半波內(nèi)的極大值；WI(k)(i)為線路k的故障零序電流在首半波內(nèi)各點(diǎn)數(shù)值序列；(3.2.3)基于小波變換的暫態(tài)量選線判據(jù)，按(6)式計(jì)算各條線路的故障量化值 其中 i為小波分解序列點(diǎn)編號(hào)；k，m，n為i點(diǎn)處小波系數(shù)最大的三條線路編號(hào)；d(k，i)，d(m，i)，d(n，i)為小波分解并歸算到同一尺度后的小波系數(shù)；(3.2.4)對(duì)每條線路的各判據(jù)量化值按大小分別進(jìn)行排序，再將各線路在三種判據(jù)下的序列值相加，序號(hào)最小者為故障線路；(4)結(jié)果輸出若是虛假接地故障，則將電壓互感器斷線故障或電壓互感器鐵磁諧振故障的結(jié)果顯示在液晶屏上，并通過開關(guān)量輸入輸出板輸出到RTU；若是真實(shí)接地故障，則將故障線路顯示在液晶屏上，并通過開關(guān)量輸入輸出板輸出到RTU；兩種情況下，都可以選擇通過微型打印機(jī)實(shí)時(shí)打印故障結(jié)果。
2.一種小接地電流電網(wǎng)單相故障選線裝置，其特征是信號(hào)變換與調(diào)理電路板和PCI數(shù)據(jù)采集卡之間通過數(shù)據(jù)線連接，PCI總線工控主板、PCI數(shù)據(jù)采集卡、開關(guān)量輸入輸出板、微型打印機(jī)、液晶顯示屏和鍵盤通過PCI總線連接，交直流兩用電源與PCI總線工控主板連接；選線裝置采集三相電壓信號(hào)作為輸入，裝置能夠自動(dòng)識(shí)別兩段母線并列運(yùn)行或分列運(yùn)行通過比較同一時(shí)刻段兩段母線各相電壓的差值，當(dāng)差值小于一定閾值時(shí)，認(rèn)為是并列運(yùn)行，否則是分列運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小接地電流電網(wǎng)單相故障選線裝置，其特征是故障啟動(dòng)環(huán)節(jié)采用啟動(dòng)和出口兩級(jí)邏輯單元，啟動(dòng)邏輯依靠零序電壓越限啟動(dòng)，觸發(fā)出口邏輯和選線算法；出口邏輯對(duì)故障信號(hào)做進(jìn)一步分析，當(dāng)滿足出口條件時(shí)輸出故障信息。
全文摘要
本發(fā)明公開一種小接地電流電網(wǎng)單相故障選線方法及裝置，可應(yīng)用于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中。本發(fā)明的故障選線方法，針對(duì)不接地和消弧線圈接地情況分別對(duì)多種故障信號(hào)進(jìn)行綜合處理，分別采用多種選線判據(jù)，對(duì)每種選線判據(jù)構(gòu)造各線路可能是故障線路的定量化表達(dá)式，然后通過綜合判斷，得到最終的選線結(jié)果。本發(fā)明的故障選線裝置人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)單，安裝、調(diào)試簡(jiǎn)便；裝置硬件采用PCI總線工控主板，選線算法采用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在小接地電流電網(wǎng)發(fā)生單相故障時(shí)，能夠正確區(qū)分單相接地故障、電壓互感器斷線故障和電壓互感器鐵磁諧振故障，并經(jīng)液晶屏顯示。極大提高了選線裝置對(duì)復(fù)雜故障情況下的選線正確率。
文檔編號(hào)G01R31/08GK101022216SQ20071006153
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者賈清泉, 竇春霞, 王寧 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)