[实用新型]标积式输电线路单相接地故障判别与选线装置

说明书

本实用新型涉及输电线路的检测和保护装置，特别是一种输电线路单相接地故障判别与选线保护装置。

现有的中性点不接地电力系统的输电线路单相接地故障判别与选线，一般采用绝缘监视装置、零序电流保护装置、零序方向保护装置等，其组成多数为电磁型或半导体型装置，需配置电磁比相元件和专门的零序电流滤过器，电磁变换环节较多，灵敏度低、体积大、投资高。如水利电力出版社出版的由山东工业大学马长贵编写的《继电保护基础》一书中介绍的用于中性点不接地电力系统输电线路单相接地保护的绝缘监视装置，只能判别线路是否发生接地故障，不能判别是哪一条线路发生故障；零序电流保护在出线较少的情况下灵敏度很低；该书中介绍的零序方向保护和水利电力出版社出版的由能源部西北电力设计院编写的《电力工程设计手册(电气二次部分)》(1992版)第29章附录中介绍的半导体型输电线路单相接地故障判别与选线装置，需要配置电磁比相元件和专门的零序电流滤过器，电磁变换环节较多，误差大，灵敏度低，体积较大。

本实用新型的发明目的在于克服上述缺陷，而提供一种能准确判断输电线路单相接地故障并准确显示故障线路，灵敏度高，体积小，使用方便，成本低的标积式输电线路单相接地故障判别与选线装置。

本实用新型的上述发明目的通过下述技术方案来实现：

一种由电流-电压变换器、电压转换器、三次谐波滤波器、加法器、减法器、整流电路、乘法器、电平检测器、显示报警装置组成的标积式输电线路单相接地故障判别与选线装置，其特征在于电压转换器F一次绕组N₇串联一个电容器C₁，加法器K和减法器L输出端设置一乘法器M，乘法器M与电平检测器0输入端相连接。

所述的电压转换器的一次绕组串联一个电容器，目的在于使电压转换器二次绕组测得的零序电压相量超前发生单相接地故障时输电线路中产生的零序电压相量90°相角，从而使乘法器输出值为零序电流相量和零序电压相量的标积值U_i(U_i＝-KI_o U_o sin∮，其中K为调节系数，I_o为零序电流有效值，U_o为零序电压有效值，∮为零序电流相量和零序电压相量的夹角)，当输电线路发生单相接地故障时，流经保护安装点处的零序电流相量滞后零序电压相量90°相角，即∮为90°，则乘法器输出标积值为最大值，可以导致电平检测器翻转；而未发生单相接地故障时，零序电流相量和零序电压相量的夹角为0°，乘法器输出标积值为最小值，电平检测器不翻转，从而保证了该装置的灵敏性和准确性。

所述的加法器和减法器输出端设置一乘法器，目的在于将整流后的零序电流相量和零序电压相量的“和值”和“差值”相乘，获得一零序电流相量和零序电压相量的标积值。

为了使电流-电压变换器输出的零序电流信号和由电压转换器输出的零序电压信号稳定可靠，可以在电流-电压变换器、电压转换器与三次谐波滤波器之间分别设置一电压跟随器。

为了使电平检测器获得一较大的故障信号，提高装置的检测准确性，乘法器输出、整流电路输出分别与加法器输入端相连，并将故障信号传递给电平检测器。

为了宜于观察，使用方便，可将显示报警装置设置发光二极管和蜂鸣器。蜂鸣器设置的目的在于当故障发生时，提醒工作人员，发光二极管的设置目的在于指示故障的发生，并表明故障发生线路。

本实用新型标积式输电线路单相接地故障判别与选线装置，通过电流-电压转换器与输电线路保护安装处的电流互感器相连，测得发生单相接地故障时流过保护安装点处的零序电流；电压转换器一次绕组与母线上的电压互感器二次绕组的开口三角形相连，测得发生单相接地故障时母线上产生的零序电压。测得的零序电流和零序电压相量经三次谐波滤波器后，分别滤除其中的三次谐波成份，并将该信号分别加至加法器和减法器，从而获得零序电流和零序电压相量的“和值”和“差值”，经整流电路E和整流电路J整流后，通过加法器K和减法器L相加减，形成新的“和值”和“差值”，再通过乘法器相乘，产生零序电流和零序电压相量的标积值。当乘法器输出标积值超过电平检测器的门槛电压时，电平检测器翻转，输出动作电压，显示报警装置动作，发光二极管发光，蜂鸣器报警，表明该输电线路有单相接地故障发生；当乘法器输出标积值达不到电平检测器的门槛电压时，电平检测器不翻转，不输出动作电压，显示报警装置不动作，发光二极管不亮，蜂鸣器不报警，表明输电线路无单相接地故障产生。