專利名稱：用于判別配電網(wǎng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于判別配電網(wǎng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端。
背景技術(shù)：
柱上分界開關(guān)是近些年來隨著我國配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生的新項(xiàng)目，該設(shè)備可以在支路發(fā)生短路故障時(shí)搶在變電站IOkV出線跳閘前優(yōu)先跳閘隔離故障，從而保證了同一條線路的無故障分支安全運(yùn)行，是配電網(wǎng)自動(dòng)化體系很重要的ー環(huán)。目前，現(xiàn)有的柱上分界開關(guān)智能終端對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)以及中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)單相接地故障的判斷相對(duì)較為準(zhǔn)確，但對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的判斷還存在問題，由于在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，過補(bǔ)償時(shí)，単相接地故障穩(wěn)態(tài)零序電流的方向?qū)τ诠收暇€路和非故障線路是相同的，給故障線路的甄別帶來困難，致使故障判斷的準(zhǔn)確率偏低。目前對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的判斷主要有兩種方式I.給消弧線圈并接電阻，以改變發(fā)生單相接地故障時(shí)線路的零序電流，通過檢測(cè)零序電流來判斷接地故障。這種方案的主要不足為①在線路上需要增加電阻及相關(guān)的開關(guān)控制設(shè)備，増大了成本投入；②消弧線圈并接電阻后，故障線路接地點(diǎn)的電流將大大增加，直接威脅著線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行；③消弧線圈并接電阻所采集到的故障特征量是系統(tǒng)穩(wěn)定接地后的特征量，這種穩(wěn)態(tài)量的判斷一般要幾秒鐘才能完成，而對(duì)于小于幾秒鐘的瞬時(shí)故障通常無能為力。2.當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，僅僅依靠零序電流幅值的變化來判斷故障。這種方案的主要不足為當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障線路和非故障線路的的零序電流都有不同程度的増加，且穩(wěn)態(tài)時(shí)的零序電流方向均為由母線指向線路，所以功率方向元件無法識(shí)別故障線路，導(dǎo)致判斷故障線路的準(zhǔn)確率較低。綜上所述，第一種方案改變了系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，甚至影響到了系統(tǒng)的安全運(yùn)行，且依然存在故障判別缺陷；第二種方案故障判別的準(zhǔn)確率較低，但如果通過一定的手段使功率方向元件作用得以發(fā)揮將能完滿的解決問題。根據(jù)對(duì)多次實(shí)際運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行總結(jié)得出，消弧線圈的補(bǔ)償過程一般在單相接地發(fā)生的5ms內(nèi)完成,在這5ms內(nèi)，故障線路的零序電流是從線路流向母線，與非故障線路零序電流的方向是不同的，5ms后，故障線路和非故障線路零序電流的方向變?yōu)橥?，均由母線流向線路。因此，關(guān)鍵點(diǎn)在于單相接地故障發(fā)生5ms內(nèi)線路的零序電流方向及幅值的采集和保護(hù)啟動(dòng)的采集。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供ー種可準(zhǔn)確判斷故障線路，保證在本線路發(fā)生故障時(shí)柱上分界開關(guān)可準(zhǔn)確跳閘隔離故障，確保同線路其他支路安全穩(wěn)定運(yùn)行的用于判別配電網(wǎng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端。[0010]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案用于判別配電網(wǎng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端，包括有用于采集母線三相電壓及本線路零序電流的數(shù)據(jù)采集模塊；用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集的模擬量進(jìn)行圖形擬合的電子式濾波器，該電子式濾波器內(nèi)置有模糊數(shù)據(jù)窗圖形擬合算法；A/D 轉(zhuǎn)換器； 存儲(chǔ)器；從存儲(chǔ)器中調(diào)取數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算的參數(shù)運(yùn)算整定處理器；對(duì)線路進(jìn)行故障判定的故障判定模塊。所述數(shù)據(jù)采集模塊連接于電子式濾波器的信號(hào)輸入端，所述電子式濾波器的信號(hào)輸出端連接于A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端連接于存儲(chǔ)器，所述參數(shù)運(yùn)算整定處理器及故障判定模塊連接于存儲(chǔ)器。所述故障判定模塊藉由一開合控制模塊與柱上分界開關(guān)的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)連接。由上述對(duì)本實(shí)用新型的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是通過內(nèi)置模糊數(shù)據(jù)窗圖形擬合算法的電子式濾波器對(duì)零序電壓和零序電流的波形進(jìn)行模糊擬合，可精確采樣接地故障發(fā)生瞬間消弧線圈投入5ms內(nèi)的故障特征量，該故障特征量可明顯區(qū)分故障發(fā)生瞬間故障線路和非故障線路的零序電流相位，同時(shí)，故障判定模塊以功率方向及消弧線圈投入?yún)?shù)變化為組合判據(jù)，使功率方向元件得以完好應(yīng)用，準(zhǔn)確判斷故障線路，正確率達(dá)到100%，保證了在本線路發(fā)生故障時(shí)，柱上分界開關(guān)可準(zhǔn)確跳閘隔離故障，確保同線路其他支路安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖I是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的故障判定模塊的判別方法邏輯圖。圖中1.數(shù)據(jù)采集模塊，2.電子式濾波器，3. A/D轉(zhuǎn)換器，4.存儲(chǔ)器，5.參數(shù)運(yùn)算整定處理器，6.故障判定模塊。
具體實(shí)施方式
以下通過具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的描述。參照?qǐng)D1，ー種用于判別中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端，包括有用于采集母線三相電壓及本線路零序電流的數(shù)據(jù)采集模塊I、用于對(duì)模擬量進(jìn)行圖形擬合的電子式濾波器2、A/D轉(zhuǎn)換器3、存儲(chǔ)器4、從存儲(chǔ)器4中調(diào)取數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算的參數(shù)運(yùn)算整定處理器5及對(duì)線路進(jìn)行故障判定的故障判定模塊6，該電子式濾波器2內(nèi)置有模糊數(shù)據(jù)窗圖形擬合算法。所述數(shù)據(jù)采集模塊I連接于電子式濾波器2的信號(hào)輸入端，所述電子式濾波器2的信號(hào)輸出端連接于A/D轉(zhuǎn)換器3的信號(hào)輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器3的信號(hào)輸出端連接于存儲(chǔ)器4，所述參數(shù)運(yùn)算整定處理器5及故障判定模塊6連接于存儲(chǔ)器4，所述故障判定模塊6藉由ー開合控制模塊與柱上分界開關(guān)的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)連接。參照?qǐng)DI和圖2，本實(shí)用新型用于判別中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的判別方法，包括以下步驟[0027]①通過數(shù)據(jù)采集模塊I實(shí)時(shí)采集中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的母線三相電壓UA、UB、Uc及本線路零序電流Itl,并通過參數(shù)運(yùn)算整定處理器5合成計(jì)算零序電壓U0 ；②通過內(nèi)置模糊數(shù)據(jù)窗圖形擬合算法的電子式濾波器2對(duì)模擬量U0及Itl的波形進(jìn)行模糊擬合，可精確采樣接地故障發(fā)生瞬間消弧線圈投入5ms內(nèi)的故障特征量；③Utl及Itl的擬合波形經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后存入存儲(chǔ)器4 ；④通過故障判定模塊6進(jìn)行故障判定，將U0的擬合基波作為保護(hù)啟動(dòng)的判據(jù)，當(dāng)U。波形發(fā)生畸變，保護(hù)啟動(dòng) 并判斷Itl，當(dāng)Itl波形畸變，判為故障并記憶Itl，通過參數(shù)運(yùn)算整定處理器5計(jì)算Itl瞬時(shí)相位，當(dāng)Itl相位變化超過邏輯定值后，即判為故障線路。參照?qǐng)D2，所述故障判定模塊6當(dāng)Itl波形畸變，判為故障并鎖存Utl及Itl波形，通過參數(shù)運(yùn)算整定處理器5計(jì)算Itl幅值和Itl與U0瞬時(shí)相位及相位差。所述Itl相位變化超過邏輯定值即Itl方向發(fā)生反向，從由線路指向母線轉(zhuǎn)為由母線指向線路。上述僅為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求1.用于判別配電網(wǎng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端，其特征在于包括有 用于采集母線三相電壓及本線路零序電流的數(shù)據(jù)采集模塊； 用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集的模擬量進(jìn)行圖形擬合的電子式濾波器，該電子式濾波器內(nèi)置有模糊數(shù)據(jù)窗圖形擬合算法； A/D轉(zhuǎn)換器； 存儲(chǔ)器； 從存儲(chǔ)器中調(diào)取數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算的參數(shù)運(yùn)算整定處理器； 對(duì)線路進(jìn)行故障判定的故障判定模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的用于判別配電網(wǎng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集模塊連接于電子式濾波器的信號(hào)輸入端，所述電子式濾波器的信號(hào)輸出端連接于A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端連接于存儲(chǔ)器，所述參數(shù)運(yùn)算整定處理器及故障判定模塊連接于存儲(chǔ)器。
3.如權(quán)利要求I所述的用于判別配電網(wǎng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端，其特征在于所述故障判定模塊藉由一開合控制模塊與柱上分界開關(guān)的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)連接。
專利摘要用于判別配電網(wǎng)單相接地故障的柱上分界開關(guān)智能終端，包括有數(shù)據(jù)采集模塊、電子式濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、參數(shù)運(yùn)算整定處理器及故障判定模塊，所述電子式濾波器內(nèi)置有模糊數(shù)據(jù)窗圖形擬合算法。本實(shí)用新型通過內(nèi)置模糊數(shù)據(jù)窗圖形擬合算法的電子式濾波器對(duì)零序電壓和零序電流的波形進(jìn)行模糊擬合，可精確采樣接地故障發(fā)生瞬間消弧線圈投入5ms內(nèi)的故障特征量，該故障特征量可明顯區(qū)分故障發(fā)生瞬間故障線路和非故障線路的零序電流相位，同時(shí)，故障判定模塊以功率方向及消弧線圈投入?yún)?shù)變化為組合判據(jù)，可準(zhǔn)確判斷故障線路，正確率達(dá)100％，保證了在本線路發(fā)生故障時(shí)，柱上分界開關(guān)可準(zhǔn)確跳閘隔離故障，確保同線路其他支路安全穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01R31/08GK202404194SQ201120469940
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者康小松 申請(qǐng)人:康小松, 泉州七星電氣有限公司