專利名稱：小電流接地選線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于系統(tǒng)相線發(fā)生接地故障時(shí)準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)的裝置，具體地說，是一種小電流接地選線裝置。
背景技術(shù)：
3-66KV的配電網(wǎng)，通常采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，當(dāng)發(fā)生單相接地(占故障率的80％)時(shí)，規(guī)程雖有規(guī)定可繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。發(fā)生單相接地故障狀態(tài)下運(yùn)行，由于過電壓，極可能引發(fā)電纜爆炸、變壓器及母線燒毀、電廠機(jī)組停運(yùn)等事故。因此，系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，快速、準(zhǔn)確選擇出接地故障線路，找出接地故障點(diǎn)，對配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行意義重大，當(dāng)小電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，作為判據(jù)的零序電流是分布的電容電流，數(shù)值小而且故障特征很不明顯，是造成選線的困難所在，小電流系統(tǒng)單相接地選線一直是繼電保護(hù)領(lǐng)域未徹底解決的一個(gè)難題。在眾多已知技術(shù)中，設(shè)計(jì)者都希望自己設(shè)計(jì)的接地選線設(shè)備達(dá)到選線正確率100％，但工程實(shí)際中接地選線設(shè)備的選線正確率僅為20-30％，很多供電部門仍在使用拉線法確定故障點(diǎn)。
所謂選線，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)以電壓或電流等參數(shù)的變化情況為判據(jù)，確定故障點(diǎn)的過程。對中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，在過補(bǔ)償?shù)臈l件下，故障線路零序電流的方向和非故障線路的零序電流方向完全相同，而且數(shù)值大小雖有差異也不明顯，所以，在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，不能采用基波零序電流的數(shù)值大小和方向來作為接地選線的判據(jù)，目前選線裝置主要依據(jù)的原理有如下幾種(1)五次諧波判別法，在電力系統(tǒng)中的電壓和電流均存在高次諧波分量，其中五次諧波分量的數(shù)值最大，在單相接地時(shí)，消弧線圈的電感電流補(bǔ)償接地電容電流是指基波零序電流。小電流接地系統(tǒng)中，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，在單相接地故障時(shí)的五次諧波零序等效電路圖如圖3所示，這里假定第一條線路發(fā)生單相故障，可以推導(dǎo)出下面的故障線路首端的五次諧波零序電流為Io1.5=Ic1.5-I′ec=-Σi=2nIo1.5]]>因此，當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障線路首端的五次諧波零序電流在數(shù)值上等于系統(tǒng)非故障線路五次諧波電容電流的總和，與非故障線路中五次諧波零序電流的方向相反。
(2)有功分量法，當(dāng)系統(tǒng)出線較少，長度較短時(shí)，單相接地故障線路的五次諧波和基波零序電流均較小，方向也難以判別，因此接地選線的準(zhǔn)確率并不高。當(dāng)采用消弧線圈經(jīng)阻尼電阻接地時(shí)，可以采用基波有功分量法。
單相接地時(shí)，故障線路通過接地點(diǎn)與消弧線圈和阻尼電阻構(gòu)成串聯(lián)回路，其等值電路圖如圖4所示在中性點(diǎn)零序電壓作用下，產(chǎn)生基波零序電流流經(jīng)阻尼電阻，基波零序電流中的有功分量不會(huì)被補(bǔ)償消失，而非故障線路沒有流過消弧線圈的有功電流分量。只有本線路的零序電容電流，其中包含的有功電流為線路對地泄漏電流，數(shù)值很小，可根據(jù)各線路基波零序電流中的有功分量值來判定。應(yīng)用有功分量法消弧線圈必須串接阻尼電阻。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的是提供一種不受系統(tǒng)電網(wǎng)干擾、選線準(zhǔn)確率高的小電流接地選線裝置。
為此，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下，有一個(gè)將采集到的信號(hào)進(jìn)行比較判別并發(fā)出選線顯示的主控裝置，還有接在系統(tǒng)中性點(diǎn)與地之間的消弧線圈，以及用于對系統(tǒng)進(jìn)行采樣，并將采樣信號(hào)送入主控裝置的一組電流互感器，每只電流互感器設(shè)置在系統(tǒng)的一條出線上。與已有技術(shù)不同的是，采用倍頻信號(hào)注入法，用一個(gè)與系統(tǒng)工頻具有倍頻關(guān)系的信號(hào)源通過注入變壓器接在消弧線圈兩端。
由以上方案可見，本實(shí)用新型采用與系統(tǒng)工頻具有倍頻關(guān)系的具有固定頻率的信號(hào)源，因而不受系統(tǒng)電網(wǎng)的干擾，而且測量精度高達(dá)毫安級(jí)，主控裝置能準(zhǔn)確顯示單相接地故障點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的等效原理圖；圖2是實(shí)施例的電原理圖；圖3是五次諧波的零序等效電路圖；圖4是有功分量的等效電路圖。
以下結(jié)合實(shí)施例及圖1、圖2對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
參見圖1，在電壓互感器的低壓端注入一個(gè)固定頻率的信號(hào)Is，使其頻率fo滿足fo＝kf其中f為系統(tǒng)工頻，通常為50Hz；系數(shù)k為分?jǐn)?shù)或整數(shù)，使fo在15-300Hz之間。
圖1中Is為信號(hào)源，IL0、IC0為通過消弧線圈L、系統(tǒng)對地電容3C的信號(hào)電流。
已有的選線裝置都是利用配電網(wǎng)的工頻零序電流進(jìn)行故障選線，小電流接地系統(tǒng)的零序電流是全電網(wǎng)的電容電流，電容電流較大時(shí)往往采用消弧線圈補(bǔ)償，因此選線特征量很小，采用倍頻信號(hào)注入法，選線準(zhǔn)確度不受配網(wǎng)本身電容電流大小的影響，保證在高阻接地和金屬性接地情況下均可正確選線。因在正常運(yùn)行時(shí)，各線路均有信號(hào)源Is發(fā)出的f0頻率信號(hào)電流IC0通過，主控裝置實(shí)時(shí)檢測各線路的IC0值、信號(hào)電壓UC0值及線路阻尼率d0值，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障線路必然有IC0突然增大，或UC0突然減小，或d0突然增大的明顯變化，因此可無誤的判斷該線路發(fā)生單相接地。
參見圖2，對于系統(tǒng)沒有中性點(diǎn)時(shí)，采用一只Z形變壓器QZB，將其引出的中性點(diǎn)與地之間接一只設(shè)有二次調(diào)節(jié)繞組的消弧線圈L，電流互感器TA1、TA2、TA3、......TAn將信號(hào)傳向主控裝置DSP。信號(hào)源Is產(chǎn)生頻率為25Hz的信號(hào)，通過注入變壓器VT接在消弧線圈L兩端。
作為其他的實(shí)施方式，信號(hào)源Is產(chǎn)生信號(hào)的固定頻率可以在15-300Hz的范圍內(nèi)選擇，根據(jù)系統(tǒng)的具體情況確定，以在某一頻率下受干擾最小為佳。
權(quán)利要求1.小電流接地選線裝置，包括將采集到的信號(hào)進(jìn)行比較判別并發(fā)出選線顯示的主控裝置；接在系統(tǒng)中性點(diǎn)與地之間的消弧線圈；用于對系統(tǒng)進(jìn)行采樣，并將采樣信號(hào)送入主控裝置的一組電流互感器，每只電流互感器設(shè)置在系統(tǒng)的一條出線上；其特征在于有一個(gè)與系統(tǒng)工頻具有倍頻關(guān)系的信號(hào)源通過注入變壓器接在消弧線圈兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地選線裝置，其特征在于信號(hào)頻率取值范圍在15Hz-300Hz之間的所述信號(hào)源連接在所述注入變壓器的初級(jí)端，所述消弧線圈連接在所述注入變壓器的次級(jí)端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小電流接地選線裝置，其特征在于所述消弧線圈通過Z形變壓器引出的中性點(diǎn)與系統(tǒng)相連。
專利摘要小電流接地選線裝置，有一個(gè)將采集到的信號(hào)進(jìn)行比較判別并發(fā)出選線顯示的主控裝置，還有接在系統(tǒng)中性點(diǎn)與地之間的消弧線圈，以及用于對系統(tǒng)進(jìn)行采樣，并將采樣信號(hào)送入主控裝置的一組電流互感器，每只電流互感器設(shè)置在系統(tǒng)的一條出線上。與已有技術(shù)不同的是，采用倍頻信號(hào)注入法，用一個(gè)與系統(tǒng)工頻具有倍頻關(guān)系的信號(hào)源通過注入變壓器接在消弧線圈兩端。不受系統(tǒng)電網(wǎng)的干擾，測量精度高，選線準(zhǔn)確率高。
文檔編號(hào)H02H3/20GK2783338SQ20042010215
公開日2006年5月24日 申請日期2004年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月8日
發(fā)明者李小濱, 李欣青 申請人:珠海泰坦科技股份有限公司