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CN103278737A - 一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法 - Google Patents

一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法 Download PDF

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CN103278737A CN2013101468673A CN201310146867A CN103278737A CN 103278737 A CN103278737 A CN 103278737A CN 2013101468673 A CN2013101468673 A CN 2013101468673A CN 201310146867 A CN201310146867 A CN 201310146867A CN 103278737 A CN103278737 A CN 103278737A
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Inventor
张春雷
董智君
马洪
王振东
慈润宁
佟越波
李晓志
王化月
李卫
刘涛
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Hebei Zhaolian Electrical Equipment Science & Technology Co Ltd
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Hebei Zhaolian Electrical Equipment Science & Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种适用于辐射式中压电网非有效接地系统和低压配电IT系统的单相接地故障回路的排查，俗称直流自注式小电流接地选线的一种系统及方法。其系统包括直流信号采集单元、信号处理与显示单元、直流信号自动注入单元和电源变压器中性点处理单元。本发明是在应用电磁式电压互感器的现实条件下，简化直流信号的注入方法，既不需要设置专用的直流电源设备，在正常运行情况下也不向电网注入直流信号，只有当发生单相接地故障时，才有直流信号自动注入电网，简单、可靠、容易实现。巧妙的利用零序电压经半波整流后的自注入方式。

Description

一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种小电流接地选线的系统及方法，尤其是一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法。
背景技术
中压电网中性点非有效接地系统(包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地)和低压配电IT系统，具有允许带单相接地故障短时运行，不间断供电的优点，但单相接地故障的排查比较困难，困扰系统的安全运行。
目前广泛采用的小电流选线装置，应用基波、三次谐波电流方向或幅值比较及二者组合的原理。即故障回路的零序电流滞后零序电压90°，其幅值为非故障回路电容电流之和；非故障回路的零序电流超前零序电压90°，其幅值为自产电容电流的幅值。然而，单相接地程度明显的影响零序电流和零序电压之间的相位关系，和零序电流的幅值。所以经过渡电阻接地的故障，往往因过渡电阻(接地程度)的不同而误判。这是目前小电流选线不准的主要原因。
近年来，有人提出过注入直流附加电源，配合光电电压互感器的小电流选线方法，但目前光电互感器是在高压和超高压系统上的应用元件，中、低压系统上没有应用，因此，不具备实施条件。低压IT系统注入附加直流源检测电网绝缘电阻的方法，虽然技术成熟，但不能识别故障回路，不能用于选线。
发明内容
实现本发明目的的一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法，其特征在于，其系统包括直流信号采集单元、信号处理与显示单元、直流信号自动注入单元和电源变压器中性点处理单元。
安装在直流信号采集单元中每路馈出线的信号采集(TAD)，为一电缆贯穿式互感器，它有两个大小相同带开口的环形铁芯和匝数、绕线方向相同的外部绕组，两个绕组并接，用以消除交流磁通；使环形铁芯中只保留直流磁场；铁芯开口处安装霍尔元件，由外部电路提取直流信号并输出电压信号，再由PC处理后显示电流值并出口；出口门坎值可以设定；由于直流信号只有通过单相接地故障点才能构成回路，所以只有故障回路的(TAD)才能有直流信号的输出。
对经消弧线圈接地系统，需增加C1隔直流，C1的容量应与消弧线圈的电感量配合，使电容的容抗XC小于十分之一消弧线圈电感感抗XL值，由XL消除XC对串联电路的影响，为了不使消弧线圈补偿接地容电流的能力明显减小，C1值应尽量大一些，如果消弧线圈的补偿能力有较大的富余量，C值可尽量减小。
本发明配合普通电磁式电压互感器应用。当电网发生单相接地故障时，电压互感器一次绕组的中性点出现零序电压(位移电压)，通过半波整流经故障接地点注入自身电网。每个出线回路的始端，安装一台电缆贯穿式特殊结构的互感器，自动滤除交流成分，提取直流分量。由于脉动直流只有通过故障点才能构成回路，非故障回路，没有(或很小)直流电流信号。所以该方法能准确检测出接地故障回路。
附图说明
图1为本发明的一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法的电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法，其特征在于，其系统包括直流信号采集单元TAD、信号处理与显示单元PC、直流信号自动注入单元D和电源变压器中性点处理单元C1。
安装在直流信号采集单元TAD中每路馈出线的信号采集(TAD)，为一电缆贯穿式互感器，它有两个大小相同带开口的环形铁芯和匝数、绕线方向相同的外部绕组，两个绕组并接，用以消除交流磁通；使环形铁芯中只保留直流磁场；铁芯开口处安装霍尔元件，由外部电路提取直流信号并输出电压信号，再由PC处理后显示电流值并出口；出口门坎值可以设定；由于直流信号只有通过单相接地故障点才能构成回路，所以只有故障回路的TAD才能有直流信号的输出。
对经消弧线圈接地系统，需增加C1隔直流，C1的容量应与消弧线圈的电感量配合，使电容的容抗XC小于十分之一消弧线圈电感感抗Xl值，由XL消除XC对串联电路的影响，为了不使消弧线圈补偿接地容电流的能力明显减小，C1值应尽量大一些，如果消弧线圈的补偿能力有较大的富余量，C值可尽量减小。
本发明配合普通电磁式电压互感器应用。当电网发生单相接地故障时，电压互感器一次绕组的中性点出现零序电压(位移电压)，通过半波整流经故障接地点注入自身电网。每个出线回路的始端，安装一台电缆贯穿式特殊结构的互感器，自动滤除交流成分，提取直流分量。由于脉动直流只有通过故障点才能构成回路，非故障回路，没有(或很小)直流电流信号。所以该方法能准确检测出接地故障回路。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法，其特征在于，其系统包括直流信号采集单元、信号处理与显示单元、直流信号自动注入单元和电源变压器中性点处理单元。
2.根据权利要求1所述的一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法，其特征在于，安装在直流信号采集单元中每路馈出线的信号采集(TAD)，为一电缆贯穿式互感器，它有两个大小相同带开口的环形铁芯和匝数、绕线方向相同的外部绕组，两个绕组并接，用以消除交流磁通；使环形铁芯中只保留直流磁场；铁芯开口处安装霍尔元件，由外部电路提取直流信号并输出电压信号，再由PC处理后显示电流值并出口；出口门坎值可以设定；由于直流信号只有通过单相接地故障点才能构成回路，所以只有故障回路的(TAD)才能有直流信号的输出。
3.根据权利要求1所述的一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法，其特征在于，对经消弧线圈接地系统，需增加C1隔直流，C1的容量应与消弧线圈的电感量配合，使电容的容抗XC小于十分之一消弧线圈电感感抗XL值，由XL消除XC对串联电路的影响，为了不使消弧线圈补偿接地容电流的能力明显减小，C1值应尽量大一些，如果消弧线圈的补偿能力有较大的富余量，C值可尽量减小。
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