[发明专利]小电流接地选线装置及其选线方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及小电流接电系统领域，具体来说是一种小电流接地选线装置及其选线方法。

 

背景技术

我国电力6-35kV系统采用中性点不接地的属于小电流接地系统。这种运行方式供电可靠性和安全性均较高，单相接地时可以短时间带故障运行，但过电压水平较高，对系统的绝缘威胁较大，一般用于架空线路和网络较小的系统。随着网络规模的扩大、电缆出线的增多及线路同覆电缆的使用，系统的容性电流也相应增大，单相接地后流经故障点的电流同时增大，弧光不易熄灭，由此产生的弧光过电压和谐振过电压均较高，对系统将产生严重的危害，若不及时排除故障就会使故障进一步扩大。中性点不接地系统发生单相接地时出线零序电流发生变化，故障出线的零序电流大小是所有非故障出线的零序电流之和，故障出线的零序电流的正弦波方向和非故障出线的零序电流的方向相反。现有的小电流接地选线装置无法准确的确定故障出线，同时选线时间长。特别是目前的小电流接地选线方法，如图2 所示，传统的小电流选线装置采样方法为最大增量法采样，即从电流过零点开始采样，过5ms取第一个电流值                                                ，再过20ms取第二个电流值，再过20ms取第三个电流值，连续取3个电流值，把取到的电流值输入的中央运算模块进行求平均值，这种方法采样时间就达到60ms。然后把所有的出线的零序电流值输入到中央运算模块进行比较电流值最大的出线为故障回路，同时把计算比较的结果输出到后台，起到报警作用。但是中性点不接地系统在发生单相接地故障时会发生高频振荡。弧光接地故障引发系统高倍过电压，系统的谐振激励能量也很大，弧光接地故障在初始阶段0.2--2s为高频振荡阶段，频率为300--3000HZ，这时流经故障点的电流很大，能达到数百安培，对系统的危害很大。2--10s之间一般为稳定性弧光接地，这时流经故障的电流为系统容性电流的80%，这时弧光过电压倍数最高。10s以后基本上变成金属性接地，这时系统流经故障点的电流为容性电流，基本上没有过电压。如图3所示，在这种方式下的小电流选线装置采样还采用最大增量法时，采样所取到的电流就不是实际出线的零序电流，所以无法真正选出故障出线零序电流最大值，也就无法真正选出故障出线。如何开发出一种可以准确的确定故障出线的小电流接地选线装置和选线方法已经成为急需解决的问题。

 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中无法准确判断故障出线的缺陷，提供一种小电流接地选线装置及其选线方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

   小电流接地选线装置，包括晶振、通信单元、主控制芯片和与主控制芯片相连的高精度电能计量芯片，所述的通信单元与主控制芯片相连，所述的晶振与高精度电能计量芯片相连，还包括门电路，所述的高精度电能计量芯片通过门电路连接零序电流互感器。

还包括数据存储单元，所述的数据存储单元与主控制芯片相连。

还包括时钟芯片，所述的时钟芯片与主控制芯片相连。

还包括人机接口，所述的人机接口与主控制芯片相连。

所述的主控制芯片为STM32F，高精度电能计量芯片为ATT7022A,通信单元为RS232/485,晶振为24.576M，数据存储单元为PM24C64。

小电流接地选线方法，第一步，进行半波采样，即从任意一点电流开始采样，从正弦波每1度角取一个电流值，连续取180个电流值，同时确保选线时间不大于10ms，此时正好一个半波；

第二步，对采集到的电流值采用平方和求根算法，即

I01为第一条出线的零序电流的值，第二条出线的零序电流值为I02，第二条出线的零序电流值为I03，依次算出；

第三步，对所有出线的零序电流值进行比幅，即比较零序电流值的大小，从中取出零序电流值最大的三个点；

第四步，对零序电流值最大的三个点进行比相，即把零序电流的方向进行比较，若某一个零序电流正弦波与其他的零序电流正弦波方向相反，则为故障出线。

 

有益效果