本發(fā)明涉及的是一種電力輸送領域的技術，具體是一種應用于靈活接地方式中的小電阻智能保護系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)代城市電網(wǎng)，大多都是由電纜線路構成，而且隨著現(xiàn)在城市規(guī)模的不斷擴大，電纜線路的規(guī)模也在不斷增大，城市電力系統(tǒng)的電容電流隨之也在不斷增加，僅僅依靠消弧線圈來維持系統(tǒng)穩(wěn)定，已經(jīng)難以滿足要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術未有對靈活接地電阻的具體運行做智能保護等缺陷，提出一種應用于靈活接地方式中的小電阻智能保護系統(tǒng)，既能保證配合繼電保護裝置切除系統(tǒng)故障，又能保證配合具有重合閘功能的繼電保護裝置動作，并且保證在靈活接地電阻的耐受范圍內(nèi)保護接地電阻不被損壞。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：接地補償線圈、阻尼電阻、靈活接地電阻和靈活接地控制器，其中：接地補償線圈與阻尼電阻串聯(lián)，靈活接地電阻兩端分別與接地補償線圈的輸入端和阻尼電阻的輸出端相連，溫度傳感器設置于靈活接地電阻內(nèi)并將靈活接地電阻的溫度信息傳送到靈活接地控制器，接地補償線圈的輸入端設有與靈活接地控制器相連的電壓互感器，阻尼電阻的輸出端設有與靈活接地控制器相連的電流互感器。

所述的靈活接地控制器包括：控制電路、監(jiān)測電路、斷路器驅動(du)模塊、ups電源控制電路、二進制輸入(bi)模塊、二進制輸出(bo)模塊和中央控制器，其中：控制電路與中央控制器相連以傳輸控制信號，監(jiān)測電路與中央控制器相連以傳輸溫度信息、電流信息和電壓信息，du模塊與中央控制器相連以傳輸驅動指令，ups電源控制電路與中央控制器相連以傳輸ups電源的通斷信號，bi模塊與中央控制器相連以傳輸開入狀態(tài)信號，bo模塊與中央控制器相連以輸出跳閘信號。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為靈活接地控制器結構示意圖；

圖3為光串口收發(fā)功能單元結構示意圖；

圖4為bi模塊的示意圖；

圖5為bo模塊的示意圖；

圖6為靈活接地電阻投入時間與電流關系圖；

圖中：1變壓器、2真空接觸器、3靈活接地電阻、4隔離開關、5電壓互感器、6接地補償線圈、7阻尼電阻、8電流互感器、9靈活接地控制器、10有載開關、11溫度傳感器、12保護單元。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例包括：接地補償線圈6、阻尼電阻7、靈活接地電阻3和靈活接地控制器9，其中：接地補償線圈6與阻尼電阻7串聯(lián)，靈活接地電阻3兩端分別與接地補償線圈6的輸入端和阻尼電阻7的輸出端相連，溫度傳感器11設置于靈活接地電阻3旁并將靈活接地電阻3的溫度信息傳送到靈活接地控制器9，接地補償線圈6的輸入端設有與靈活接地控制器9相連的電壓互感器5，阻尼電阻7的輸出端設有與靈活接地控制器9相連的電流互感器8。

所述的靈活接地控制器9通過電壓傳感器5和電流傳感器8獲得電網(wǎng)線路中的電壓信息和電流信息。

所述的靈活接地電阻3的輸入端設有與靈活接地控制器9相連且用于短路保護的真空接觸器2。

所述的接地補償線圈6通過隔離開關4與電網(wǎng)中的變壓器1相連。

如圖2所示，所述的靈活接地控制器9包括：控制電路、監(jiān)測電路、du模塊、ups電源控制電路、bi模塊、bo模塊和中央控制器，其中：控制電路與中央控制器相連以傳輸控制信號，監(jiān)測電路與中央控制器相連以傳輸來自溫度傳感器11的溫度信息，以及來自電壓互感器5和電流互感器8的電流信息和電壓信息，du模塊與中央控制器相連以傳輸驅動指令，ups電源控制電路與中央控制器相連以傳輸ups電源的通斷信號，bi模塊與中央控制器相連以傳輸開入狀態(tài)信號，bo模塊與中央控制器相連以接收跳閘信號。

如圖3所示，所述的控制電路、檢測電路、du模塊和ups電源控制電路中均設有光串口收發(fā)功能單元，該光串口收發(fā)功能單元包括：接收單元、發(fā)送單元、運算放大單元、光強監(jiān)測單元、電平轉換單元和驅動單元和數(shù)據(jù)接口；所述的控制電路、檢測電路、du模塊、ups電源控制電路均通過光串口進行信息的傳輸，當上述模塊通過接收模塊收到光串口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，收到的模擬數(shù)據(jù)通過運放和光強度檢測模塊還原，收到的0或1電平信號則通過電平轉換芯片轉換成差分信號，經(jīng)轉換后的信號通過差分數(shù)據(jù)線送至中央控制器，而中央控制器下發(fā)的信息則通過發(fā)送模塊將其轉換為光信號，通過光串口輸出。

如圖4所示，所述的bi模塊采集開入狀態(tài)信號，并通過i/o向中央控制器輸出開入狀態(tài)信號；該bi模塊包括：tlp627光耦合隔離單元、對外接口以及數(shù)據(jù)接口，其中：tlp627光耦合隔離單元通過對外接口接收到數(shù)據(jù)信息后進行光耦隔離，隔離后的二進制數(shù)據(jù)通過io數(shù)據(jù)線經(jīng)由數(shù)據(jù)接口輸出至中央控制器。

如圖5所示，所述的bo模塊與功率繼電器相連，并通過i/o接收來自中央控制器的跳閘信號；該bo模塊包括：tlp627光耦合隔離單元、對外接口、數(shù)據(jù)接口以及繼電器，其中：中央控制器通過io數(shù)據(jù)線向bo模塊的數(shù)據(jù)接口發(fā)出指令，該指令通過tlp627光耦合隔離單元進行光耦隔離并輸出驅動指令至繼電器進行動作，tlp627光耦合隔離單元的輸入端另外與繼電器相連并讀取繼電器的狀態(tài)信息后通過數(shù)據(jù)接口輸出二進制數(shù)據(jù)至中央控制器。

所述的中央控制器中優(yōu)選設有顯示模塊，以顯示系統(tǒng)運行信息。

所述的中央控制器采用mpc8309微處理芯片作為核心處理器，采用localbus和fpga進行相應的數(shù)據(jù)交換。

所述的控制電路、監(jiān)測電路、du模塊和ups電源控制電路的輸出均通過差分處理轉換為差分信號后再與中央控制器進行數(shù)據(jù)交換。

所述的控制電路設有串行光口，中央控制器與控制電路相連接，通過控制電路以發(fā)送的斷路器分、合閘控制信號。

所述的靈活接地控制器9優(yōu)選設有用于對接地補償線圈6進行擋位調(diào)節(jié)的有載開關10。

所述的靈活接地控制器9優(yōu)選設有與阻尼電阻7并聯(lián)的保護單元12，該保護單元12為可控硅保護裝置，可通過短路來保護阻尼電阻7。

所述的靈活接地控制器9根據(jù)電壓信號、電流信號和實時溫度信息，保護靈活接地電阻3。靈活接地電阻3的溫升公式為其中：jo＝i/(w×h)，τ1為常數(shù)。

通過溫升公式可以看出，在靈活接地電阻3截面積一定的情況下，電流越大，電流密度jo就越大，靈活接地電阻3的溫升與電流密度jo和時間t呈現(xiàn)正比的關系，電流密度越大，時間越長，溫升越高。

靈活接地控制器9的中央控制器內(nèi)置智能保護算法，依據(jù)靈活接地電阻3的溫度t，電流密度jo和投入時間t對靈活接地電阻3的運行情況進行分析，智能切除靈活接地電阻3，保證靈活接地電阻3在運行中不被損壞。

所述的智能保護算法具體為：

①當正常投入靈活接地電阻3后，中性點故障電壓加在靈活接地電阻3上，靈活接地電阻3可以提供一個較大的有功電流，該有功電流與電容電流進行矢量疊加后，故障相的故障電流超過繼電保護裝置的保護定值，此時無重合閘功能的繼電保護裝置在1s-3s的時間內(nèi)快速切除故障。永久性接地故障消失后，靈活接地控制器9的中央控制器通過bo模塊下達命令，斷開真空接觸器2，此時靈活接地電阻3被快速切除；

②當正常投入靈活接地電阻3后，中性點故障電壓加在靈活接地電阻3上，靈活接地電阻3可以提供一個較大的有功電流，該有功電流與電容電流進行矢量疊加后，故障相的故障電流超過繼電保護裝置的保護定值，此時由于繼電保護裝置有重合閘功能，會多次重合閘，每次靈活接地電阻3投入的時間都在1s-3s時間內(nèi)，靈活接地控制器9的中央控制器會記錄每次靈活接地電阻3投入時間，保證靈活接地電阻3的總投入運行的時間不超過10s；并在反復多次進行重合閘的過程中，靈活接地控制器9的中央控制器通過紅外測溫儀重點監(jiān)測靈活接地電阻3的溫升t；在反復多次重合閘的過程中，靈活接地電阻3相鄰兩次投入運行的間隔時間較短，在散熱不及時的情況下，累積計算靈活接地電阻3產(chǎn)生熱量的情況，當溫度超過靈活接地電阻3的耐受溫度之前，靈活接地控制器9快速切除靈活接地電阻3，以避免靈活接地電阻3設備損壞，此時不管靈活接地電阻3投入時間還在安全裕度內(nèi)。

如圖6所示，流過靈活接地電阻3的電流越大，靈活接地電阻3能投入的時間就越短。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中靈活接地控制器隨當前的系統(tǒng)所處的狀態(tài)對接地電阻的投入時間進行靈活配置，在與繼電保護裝置配合時，既能滿足提供足夠大的電流使繼電保護裝置在1s-3s內(nèi)快速切除故障，而后切除靈活接地電阻裝置，保護靈活接地電阻不損壞；能與具有重合閘功能的繼電保護裝置配合使用，且能夠在僅投入一次靈活接地電阻的情況下，多次進行重合閘，通過靈活接地電阻投入時間和靈活接地電阻溫升情況，及時切除靈活接地電阻，保護電阻不被損壞，靈活接地電阻的損壞率減少了80％，靈活接地電阻壽命延長了1.7倍。

上述具體實施可由本領域技術人員在不背離本發(fā)明原理和宗旨的前提下以不同的方式對其進行局部調(diào)整，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準且不由上述具體實施所限，在其范圍內(nèi)的各個實現(xiàn)方案均受本發(fā)明之約束。