一種單相接地故障檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種單相接地故障檢測裝置，屬于電氣【技術(shù)領(lǐng)域】，用于解決現(xiàn)有的信號源法檢測設(shè)備體積和重量大、開關(guān)動作次數(shù)多、對系統(tǒng)沖擊大且壽命低的問題。本實用新型提供的單相接地故障檢測裝置包括：第一、第二真空開關(guān)、限流電阻、電壓互感器和智能控制器；第一、第二真空開關(guān)的一端均通過所述限流電阻接地，第一、第二真空開關(guān)的另一端分別與待檢測三相線路中的任意兩相線路連接；電壓互感器的輸入端與與第一、第二真空開關(guān)有連接關(guān)系的兩相線路相連，輸出端與智能控制器連接；智能控制器還分別與第一、第二真空開關(guān)的開關(guān)控制端連接。該檢測裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、開關(guān)數(shù)量少、開關(guān)投切次數(shù)少，檢測可靠性高、裝置壽命長。
【專利說明】一種單相接地故障檢測裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種單相接地故障檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]配網(wǎng)是城市和農(nóng)村供電的載體，配網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，直接關(guān)系到各個公司和千家萬戶的供電安全，具有重要的經(jīng)濟價值和社會意義。在早期電網(wǎng)建設(shè)時，更加重視的環(huán)節(jié)是發(fā)電和輸電，配電和用電環(huán)節(jié)往往被輕視。近些年國家為配網(wǎng)投入了大量資金進行城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造，改造了大量線路、開關(guān)和變壓器等，從硬件方面對配網(wǎng)進行了升級以提升配網(wǎng)的自動化水平。但是，配網(wǎng)架空線路因其線路長，分支多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易受外力及自然環(huán)境影響等原因，成為最容易發(fā)生故障的環(huán)節(jié)之一。
[0003]短路故障和單相接地故障是配電線路最常見的故障形式，其中單相接地故障尤其嚴重，占總故障的2/3以上，但世界各國之前還沒有一個非常好的方法解決單相接地故障的準(zhǔn)確檢測問題。在目前情況下，發(fā)生單相接地故障后主要需要依靠人工巡線查找故障點，花費在查找故障點上的時間大大超過修復(fù)故障所消耗的時間，擴大了停電帶來的影響和損失。
[0004]國內(nèi)早在90年代初就推出了普通型短路故障指示器，能夠在線路出現(xiàn)短路故障時翻牌顯示。目前，國內(nèi)能夠正常投入運行的短路故障指示器生產(chǎn)企業(yè)不多，有實力的僅有四五家企業(yè)。但是各個企業(yè)的產(chǎn)品對于用戶最頭疼的單相接地故障檢測效果普遍不理想。
[0005]單相接地故障 檢測傳統(tǒng)方法有以下幾種:
[0006]1、第一類為首半波法。即利用接地瞬間接地相的電容電壓與該相相電壓同相并且電容電流大于預(yù)設(shè)值時判定為接地故障發(fā)生。這個方法能起到一定作用。但最大的問題是這個方法建立在單相接地故障發(fā)生在相電壓峰值時刻,這時才能夠比較相位。然而,有些單相接地故障發(fā)生在非波峰甚至是波形過零點的位置，此時就無法檢測和判斷接地故障了。
[0007]2、第二類方法為五次諧波法。這類方法利用線路發(fā)生單相接地故障時會出現(xiàn)五次諧波并利用當(dāng)五次諧波大于預(yù)設(shè)值時判定為接地故障發(fā)生。這個方法不可靠，因為線路負載各種各樣，在正常情況下，就存在大量的諧波分量(包括五次諧波)的情形。如果電網(wǎng)的波動導(dǎo)致5次諧波超過預(yù)設(shè)值，就會出現(xiàn)誤報的情形；或者線路結(jié)構(gòu)簡單，接地時的五次諧波很小，此時就無法檢測五次諧波。
[0008]3、第三類方法就是檢測暫態(tài)電流。這種方法中，雖然暫態(tài)電流比較明顯，但由于暫態(tài)量的持續(xù)時間非常短，而且是個快速衰減過程，不到工頻周波的四分之一，檢測設(shè)備顯然無法準(zhǔn)確檢測到暫態(tài)量的瞬間值，因此也就無法準(zhǔn)確檢測暫態(tài)量大小，更何況線路負載千變?nèi)f化，負載的突然波動、變化均有可能引起線路出現(xiàn)頻率范圍和暫態(tài)電流頻率范圍重疊的信號，這時就會出現(xiàn)誤判。
[0009]為解決傳統(tǒng)的單相接地故障檢測方法可靠性低的不足，本領(lǐng)域內(nèi)近幾年研究出了信號源法進行單相接地故障檢測。第一種用于檢測單相接地故障的信號源法為真實特征外部信號注入電力系統(tǒng)的信號源法。比如專利CN201765290U電纜及架空線混合系統(tǒng)單相接地故障定位裝置，就是利用電力系統(tǒng)的PT注入特征信號，然后檢測該特征信號的方法。這種方法缺點是要注入真實特征信號，所以設(shè)備功率和體積較大、另外信號本身對電力系統(tǒng)有直接作用和影響。
[0010]為了解決真實特征外部信號注入電力系統(tǒng)的信號源法所存在的問題，近幾年出現(xiàn)了第二種用于檢測單相接地故障的信號源法，即:利用電力系統(tǒng)本身來把單相接地故障信號放大的信號源法。圖1所示為現(xiàn)有的利用電力系統(tǒng)本身來把單相接地故障信號放大的信號源檢測設(shè)備電路圖，如圖1中所示，這種檢測設(shè)備中的信號源由三個真空開關(guān)K1、K2、K3，高壓二極管D，限流電阻R，開口三角變壓器TBK和控制器I組成。其中，三個真空開關(guān)Κ1、Κ2、Κ3分別連接待檢測線路的Α、B、C三相。當(dāng)三相線路上的某處發(fā)生接地故障時，由于接地相對地電壓降低，非故障相對地電壓升高，則開口三角變壓器TBK的零序電壓升高，控制器I檢測到開口三角變壓器TBK的電壓變動時，啟動控制真空開關(guān)Κ1、Κ2、Κ3動作，一般每相連接的開關(guān)投切8次，則三相開關(guān)投切共24次，從而使發(fā)生單相接地故障的線路上流過脈動單向特征電流，而其它的非故障線路無該特征電流流過，安裝在線路上和變電站的故障檢測裝置檢測到該特征電流信號后即可檢測出故障線路和位置，從而實現(xiàn)接地選線和定位。這種檢測單相接地故障的方案的優(yōu)點是沒有注入真實信號，而是利用系統(tǒng)本身來短時放大了故障特征，所以對系統(tǒng)影響較小。但缺點是體積很大重量很重，一般需要安裝在變電站內(nèi)，在現(xiàn)場也需要吊車安裝，另外開關(guān)動作次數(shù)較多，對系統(tǒng)沖擊和設(shè)備本身壽命都有一定影響。
[0011]綜上所述，急需解決傳統(tǒng)的單相接地故障檢測準(zhǔn)確率低、可靠性低，真實特征外部信號注入電力系統(tǒng)的信號源法檢測設(shè)備功率和體積較大、且信號本身對電力系統(tǒng)有直接作用和影響，利用電力系統(tǒng)本身來把單相接地故障信號放大的信號源法檢測設(shè)備體積和重量大、開關(guān)動作次數(shù)多、壽命低的問題。
實用新型內(nèi)容
[0012]本實用新型提供一種單相接地故障檢測裝置，用于解決現(xiàn)有的利用電力系統(tǒng)本身來把單相接地故障信號放大的信號源法檢測設(shè)備體積和重量大、開關(guān)動作次數(shù)多、對系統(tǒng)沖擊大且壽命低的問題。
[0013]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施例提供一種單相接地故障檢測裝置，包括:第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)、限流電阻、電壓互感器和智能控制器；所述第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)的一端均通過所述限流電阻接地，所述第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)的另一端分別與待檢測三相線路中的任意兩相線路連接；所述電壓互感器的輸入端與所述第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)有連接關(guān)系的兩相線路相連，輸出端與所述智能控制器連接；所述智能控制器還分別與所述第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)的開關(guān)控制端連接。
[0014]優(yōu)選地，所述單相接地故障檢測裝置還包括套接于所述限流電阻和地之間的電流互感器，且所述電流互感器還與所述智能控制器連接。
[0015]優(yōu)選地，所述電壓互感器為shda2132電子式電壓互感器。
[0016]優(yōu)選地，所述電流互感器為lcz2電流互感器。
[0017]本實用新型提供的單相接地故障檢測裝置具有以下有益效果:
[0018]1、沒有開口三角變壓器或無須從變電站引開口三角電壓，可以安裝在線路任何一個電線桿上，適用范圍廣泛；
[0019]2、只與系統(tǒng)兩相線路連接減少了 I個開關(guān)，不再需要大而重的開口三角變壓器，因此體積小、重量輕，不需要吊車就可安裝。本實用新型提供的裝置和現(xiàn)有的同類型設(shè)備相t匕，體積只有現(xiàn)有的同類型設(shè)備的1/5，重量只有現(xiàn)有的同類型設(shè)備的1/4 ；
[0020]3、不僅減少了真空開關(guān)數(shù)量，且不需要高壓二極管，結(jié)構(gòu)簡單，增加了可靠性；
[0021]4、檢測時開關(guān)的投切次數(shù)得到有效降低，因此對系統(tǒng)沖擊小，檢測可靠性高、裝置壽命長。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有的利用電力系統(tǒng)本身來把單相接地故障信號放大的信號源檢測設(shè)備電路圖；
[0023]圖2為本實用新型實施例提供的單相接地故障檢測裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實用新型實施例提供的單相接地故障檢測裝置的優(yōu)選電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025][附圖主要元器件符號說明]
[0026]Kl?K3真空開關(guān)；
[0027]D、高壓二極管；
[0028]R、限流電阻；
[0029]TBK、開口三角變壓器；
[0030]1、控制器；
[0031]K11、第一真空開關(guān)；
[0032]K12、第二真空開關(guān)；
[0033]R1、限流電阻；
[0034]2、電壓互感器；
[0035]3、智能控制器；
[0036]4、電流互感器。
【具體實施方式】
[0037]為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0038]如圖2所示為本實用新型實施例提供的一種單相接地故障檢測裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖，該檢測裝置包括:第一真空開關(guān)KU、第二真空開關(guān)K12、限流電阻R1、電壓互感器2和智能控制器3。其中，第一真空開關(guān)Kll的一端通過限流電阻Rl接地，另一端與待檢測三相線路中的任意一相線路連接，圖2中第一真空開關(guān)Kll的一端與待檢測三相線路中的C相相接。第二真空開關(guān)K12的一端通樣通過限流電阻Rl接地，另一端與待檢測三相線路中與第一真空開關(guān)Kll無連接關(guān)系的兩相中的任意一相線路連接，如圖2中所示的與A相相接。電壓互感器2的輸入端與第一真空開關(guān)KU、第二真空開關(guān)K12有連接關(guān)系的兩相線路相連，輸出端與智能控制器3連接；智能控制器3還分別與第一真空開關(guān)KU、第二真空開關(guān)K12的開關(guān)控制端連接。
[0039]當(dāng)待檢測三相線路上的某處發(fā)生接地故障時，接地相對地電壓降低，非故障相對地電壓升高，智能控制器3采集到電壓互感器2的電壓后即可得知該三相線路是否發(fā)生接地故障。例如，若圖2中A相接地故障，則電壓互感器2感應(yīng)到的A相電壓降低而C相電壓升高，則智能控制器3可根據(jù)該電壓感應(yīng)結(jié)果即可推測出A相接地故障，若圖2中B相接地故障，則B相電壓降低，電壓互感器2感應(yīng)到而A、C相電壓升高，智能控制器3可根據(jù)該電壓感應(yīng)結(jié)果即可推測出B相接地故障。智能控制器3根據(jù)電壓互感器2采集到的電壓啟動控制第一真空開關(guān)Kll和第二真空開關(guān)K12動作，兩個開關(guān)投切共16次，使故障線路上流過特征電流，而其它的非故障線路無該特征電流，安裝在線路上和變電站的故障檢測裝置檢測到該信號后即可檢測出故障線路和位置，從而實現(xiàn)接地選線和定位。
[0040]優(yōu)選地，如圖3所示，本實用新型提供的單相接地故障檢測裝置還包括:套接于限流電阻Rl和地之間的電流互感器4，且電流互感器4還與智能控制器3連接。此時智能控制器采集電子互感器2的電壓和電流互感器4的電流信號來啟動控制相應(yīng)的開關(guān)動作，在非故障相投切8次和及時反饋驗證即可完成檢測，無須投切16次或更多。
[0041]上述單相接地故障檢測裝置中的電壓互感器可以采用現(xiàn)有滿足設(shè)計要求的電壓互感器，如采用shda2132電子式電壓互感器或其它類似電壓互感器。
[0042]優(yōu)選地，電流互感器可以采用現(xiàn)有滿足要求的電流互感器，如采用為lcz2電流互感器或其它類似電流互感器。
[0043]本實用新型提供的單相接地故障檢測裝置中只與系統(tǒng)兩相線路連接減少了 I個開關(guān)，采用電壓互感器代替現(xiàn)有的利用電力系統(tǒng)本身來把單相接地故障信號放大的信號源法檢測設(shè)備中的開口三角變壓器，體積只有老式的利用電力系統(tǒng)本身來把單相接地故障信號放大的信號源法檢測設(shè)備的1/5，重量只有老式的1/4，此外不需要高壓二極管，開關(guān)的投切次數(shù)也得到了降低，相對于現(xiàn)有技術(shù)能夠達到結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、壽命長的有益效果。此外，采用電流互感器后開關(guān)的投切次數(shù)進一步得到降低，對系統(tǒng)沖擊和設(shè)備本身壽命影響較小。
[0044]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種單相接地故障檢測裝置，其特征在于，包括:第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)、限流電阻、電壓互感器和智能控制器； 所述第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)的一端均通過所述限流電阻接地，所述第一真空開關(guān)、第~ 真空開關(guān)的另一端分別與待檢測二相線路中的任意兩相線路連接； 所述電壓互感器的輸入端與所述第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)有連接關(guān)系的兩相線路相連，輸出端與所述智能控制器連接； 所述智能控制器還分別與所述第一真空開關(guān)、第二真空開關(guān)的開關(guān)控制端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的單相接地故障檢測裝置，其特征在于，所述單相接地故障檢測裝置還包括套接于所述限流電阻和地之間的電流互感器，且所述電流互感器還與所述智能控制器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的單相接地故障檢測裝置，其特征在于，所述電壓互感器為shda2132電子式電壓互感器。
4.如權(quán)利要求2所述的單相接地故障檢測裝置，其特征在于，所述電流互感器為lcz2電流互感器。
【文檔編號】G01R31/02GK203811739SQ201420197344
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】程干江, 王婧, 丁雷, 李鳳先, 趙云龍, 王帥, 王海英, 龐寧 申請人:北京水木源華電氣股份有限公司