專利名稱：用于架空線路故障指示器的接地故障判定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電力電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種用于架空線路故障指 示器的接地故障判定方法。
背景技術(shù)：
電網(wǎng)中的線路故障多發(fā)生在配電網(wǎng)，直接影響著社會生產(chǎn)，及時準(zhǔn)確的定位故障 點變得非常重要。近年來，架空線路故障指示器的應(yīng)用給故障查找?guī)砹藰O大的便利，在電 網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，我國的配電網(wǎng)多為中性點不接地系統(tǒng)或小電流接地系統(tǒng)，對 于故障電流較大的短路故障，故障指示器具有一定的準(zhǔn)確性，對于接地故障，故障指示器的 準(zhǔn)確性大大降低。盡管產(chǎn)品生產(chǎn)廠家和研究機(jī)構(gòu)對該問題進(jìn)行了深入的研究，但并沒有取 得突破性的進(jìn)展，對接地故障的準(zhǔn)確判定仍然是個難題。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域的檢索發(fā)現(xiàn)中國專利申請?zhí)?0132100. 5，公開號CN1360212， 記載了一種“單相導(dǎo)線掛裝式小電流接地故障指示器”，該技術(shù)利用電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時 系統(tǒng)本身的五次諧波進(jìn)行故障判定。但其故障判定方法存在一定的缺點系統(tǒng)發(fā)生接地故 障時，系統(tǒng)本身五次諧波信號量小，而且容易受故障類型和電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，故障判定不可 靠，準(zhǔn)確性低。進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號CN2501061Y，記載了一種“接地及短路故障指 示器”沖國專利公開號CN2935175Y，記載了一種“供電線路故障指示器”沖國專利公開號 CN2886588Y，記載了一種“高壓電網(wǎng)全功能故障指示器”；中國專利公開號CN201045627Y，記 載了一種“智能型電力故障指示器”等。這些技術(shù)多利用簡單的模擬電路，采樣線路本身的 故障信號，對線路故障進(jìn)行判定，該類方法原理簡單，判定粗糙，容易受系統(tǒng)的影響誤判或 不判，對于故障電流較大的短路故障，具有一定的準(zhǔn)確性，對于故障信號特征量較小的接地 故障，則無法準(zhǔn)確判定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于架空線路故障指示器的接地 故障判定方法，避免了現(xiàn)有故障指示器在配電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用上的不足，提高接地故障判定的 準(zhǔn)確性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟第一步、將待測電網(wǎng)的母線上三相電壓互感器的開口三角側(cè)的電壓信號引入五次 諧波發(fā)生器的信號輸出端上，將若干個故障指示器分別安裝在待測電網(wǎng)的若干段架空電力 線路上；第二步、當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的開口三角側(cè)的零序電壓高于35%配電網(wǎng)系統(tǒng)的相電壓 且保持5秒或以上不能自行消除即判定發(fā)生永久性接地故障，該零序電壓即為線路故障信 號，在發(fā)生永久性接地故障達(dá)到判定時間后五次諧波發(fā)生器通過三相電壓互感器的開口三 角側(cè)向待測電網(wǎng)輸出只在系統(tǒng)電源與接地點的故障線路上流通的特定編碼波；
第三步、當(dāng)故障線路上的故障指示器檢測到線路故障信號后進(jìn)入故障判定狀態(tài) 故障指示器在檢測周期內(nèi)接收檢測線路上的特定編碼波，當(dāng)收到特定編碼波時則啟動故障 指示，接地故障點則處于該故障指示器與同一線路上相鄰未啟動故障指示的故障指示器之 間，實現(xiàn)接地故障定位。所述的五次諧波發(fā)生器是以PC104模塊、DSP模塊為核心元件，監(jiān)測系統(tǒng)的開口三 角零序電壓，判定系統(tǒng)是否發(fā)生接地故障，并在系統(tǒng)發(fā)生故障時向系統(tǒng)注入幾次短時間的 五次諧波信號波。所述的故障指示器以鉗形精密電流互感器、超低功耗MSP430智能芯片為核心元 件，當(dāng)確定故障時，故障指示器的指示燈閃爍實現(xiàn)故障指示。所述的特定編碼波是指五次諧波信號波，連續(xù)注入4次，每次的注入時間為0. 3 秒，注入的時間間隔依次為1秒、1. 5秒和2秒。本發(fā)明借助五次諧波發(fā)生器向故障線路注入特定編碼波，故障線路上的故障指示 器通過檢測這一特定編碼波實現(xiàn)接地故障判定，克服了配電網(wǎng)不接地系統(tǒng)和小電流接地系 統(tǒng)由于接地故障電流信號特征值較小、受外界干擾強(qiáng)，不易判定故障點的缺點，提高了接地 故障判定準(zhǔn)確性；本接地故障判定方法通過五次諧波發(fā)生器獲取特定編碼波，根據(jù)對特定 編碼波的檢測進(jìn)行故障判定，與電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)和接地故障類型無關(guān)，不受系統(tǒng)干擾，接地故 障判定可靠性高；另外特定編碼波的五次諧波信號量小、注入時間短，不會給系統(tǒng)帶來不利 影響。


圖1為本發(fā)明流程示意圖。圖2為實施例檢測電路示意圖。圖3為實施例電流示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施 例。如圖1和圖2所示，本實施例包括以下步驟第一步、將五次諧波發(fā)生器3安裝在變電站內(nèi)，五次諧波發(fā)生器3的電壓測量端和 五次諧波輸出端分別與三相電壓互感器2的開口三角并接；故障指示器5分布安裝在架空 線路6上；所述的五次諧波發(fā)生器是以PC104模塊、DSP模塊為核心元件，它用來監(jiān)測系統(tǒng)的 開口三角零序電壓，從而判定系統(tǒng)是否發(fā)生接地故障，并在系統(tǒng)發(fā)生故障時向系統(tǒng)注入特 定編碼波；所述的故障指示器以鉗形精密電流互感器、超低功耗MSP430智能芯片為核心元 件，用來檢測線路上的故障信號，進(jìn)行故障判定，當(dāng)確定故障時，故障指示器的指示燈閃爍， 實現(xiàn)故障指示。第二步、當(dāng)五次諧波發(fā)生器3檢測到三相電壓互感器2的開口三角的零序電壓高于35%配電網(wǎng)系統(tǒng)的相電壓，這種過電壓狀態(tài)在5秒內(nèi)不能自行消除，則判定配電網(wǎng)系統(tǒng) 發(fā)生了永久性接地故障；在判定時間后，五次諧波發(fā)生器3向系統(tǒng)注入特定編碼波，該特定 編碼波只在系統(tǒng)電源與接地點的故障線路上流通；所述的判定時間為0. 5秒；所述的特定編碼波為變化的五次諧波信號波，如圖3所示，15的波形是故障線路 上的五次諧波電流有效值隨時間變化曲線，tl為故障發(fā)生的時間，t2為特定編碼波的注入 時間，At為每次的注入時間，At為0.3秒，Atl、At2、At3為注入的時間間隔，分別為1 秒、1. 5秒和2秒。第三步、故障線路上的故障指示器5檢測到線路故障信號和特定編碼波后，利用 特定的故障判定方法實現(xiàn)故障指示；所述的特定故障判定方法是指1)在發(fā)生接地故障時，系統(tǒng)的對地電容在故障電壓的作用下產(chǎn)生電容電流，該電 容電流疊加到線路的負(fù)荷電流上，使線路基波電流發(fā)生變化，如圖3所示，Il的波形是線路 上的基波電流有效值隨時間的變化曲線，故障指示器5檢測到線路上基波電流變化后，進(jìn) 入故障判定狀態(tài)；2)在設(shè)定時間后，故障指示器5開始檢測線路的電流是否有特定編碼波，如果檢 測到特定編碼波，則啟動故障指示，如果沒有檢測到特定編碼波，則不啟動故障指示；3)接地故障點就處于故障指示的故障指示器與同一線路上相鄰的沒有故障指示 的故障指示器之間。本實施例與現(xiàn)有的故障指示器的故障判定方法相比，具有一定的先進(jìn)性，它借助 五次諧波發(fā)生器向故障線路注入的特定編碼波，架空線路故障指示器通過對該編碼波的檢 測，實接地故障判定，該接地故障判定方法原理直觀，準(zhǔn)確性高，解決了故障指示器對接地 故障不能準(zhǔn)確判定的問題，并且判定方法不受系統(tǒng)參數(shù)的限制和信號的干擾，故障判定可
靠性高。
權(quán)利要求
一種用于架空線路故障指示器的接地故障判定方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、將待測電網(wǎng)的母線上三相電壓互感器的開口三角側(cè)的電壓信號引入五次諧波發(fā)生器的信號輸出端上，將若干個故障指示器分別安裝在待測電網(wǎng)的若干段架空電力線路上；第二步、當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的開口三角側(cè)的零序電壓高于35％配電網(wǎng)系統(tǒng)的相電壓且保持5秒或以上不能自行消除即判定發(fā)生永久性接地故障，該零序電壓即為線路故障信號，在發(fā)生永久性接地故障達(dá)到判定時間后五次諧波發(fā)生器通過三相電壓互感器的開口三角側(cè)向待測電網(wǎng)輸出只在系統(tǒng)電源與接地點的故障線路上流通的特定編碼波；第三步、當(dāng)故障線路上的故障指示器檢測到線路故障信號后進(jìn)入故障判定狀態(tài)故障指示器在檢測周期內(nèi)接收檢測線路上的特定編碼波，當(dāng)收到特定編碼波時則啟動故障指示，接地故障點則處于該故障指示器與同一線路上相鄰未啟動故障指示的故障指示器之間，實現(xiàn)接地故障定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空線路故障指示器的接地故障判定方法，其特征是， 所述的五次諧波發(fā)生器是以PC104模塊、DSP模塊為核心元件，監(jiān)測系統(tǒng)的開口三角零序電 壓，判定系統(tǒng)是否發(fā)生接地故障，并在系統(tǒng)發(fā)生故障時向系統(tǒng)注入幾次短時間的五次諧波 信號波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空線路故障指示器的接地故障判定方法，其特征是， 所述的故障指示器以鉗形精密電流互感器、超低功耗MSP430智能芯片為核心元件，當(dāng)確定 故障時，故障指示器的指示燈閃爍實現(xiàn)故障指示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空線路故障指示器的接地故障判定方法，其特征是， 所述的特定編碼波是指五次諧波信號波，連續(xù)注入4次，每次的注入時間為0. 3秒，注入的 時間間隔依次為1秒、1. 5秒和2秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空線路故障指示器的接地故障判定方法，其特征是， 所述的判定時間為0.5秒。
全文摘要
一種電力電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的用于架空線路故障指示器的接地故障判定方法，通過將待測電網(wǎng)的母線上三相電壓互感器的開口三角側(cè)的電壓信號引入五次諧波發(fā)生器的信號輸出端上，將若干個故障指示器分別安裝在待測電網(wǎng)的若干段架空電力線路上；并在發(fā)生永久性接地故障達(dá)到判定時間后五次諧波發(fā)生器通過三相電壓互感器的開口三角側(cè)向待測電網(wǎng)輸出只在系統(tǒng)電源與接地點的故障線路上流通的特定編碼波，實現(xiàn)接地故障定位。本發(fā)明避免了現(xiàn)有故障指示器在配電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用上的不足，提高接地故障判定的準(zhǔn)確性。
文檔編號G01R31/02GK101975911SQ20101050300
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者劉彬, 李剛, 羅曉, 趙鴻運(yùn), 魏立新 申請人:思源電氣股份有限公司;上海思源如高科技發(fā)展有限公司