基于三相電流變化進(jìn)行的方向接地故障檢測(cè)方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種在單相接地故障期間確定故障相并確定該故障是下游故障還是上游故障的方法。本發(fā)明提供了一種方向接地故障檢測(cè)方法，包括：a.根據(jù)采樣的三相電流iA、iB、iC來(lái)檢測(cè)接地故障，并得到與剛剛檢測(cè)到接地故障的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t；b.根據(jù)t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流ΔiA、ΔiB、ΔiC來(lái)確定是單相接地故障還是兩相接地故障；以及c.當(dāng)確定是單相接地故障時(shí)，根據(jù)故障相的增量相電流的幅度來(lái)確定該故障是上游故障還是下游故障。
【專利說(shuō)明】基于三相電流變化進(jìn)行的方向接地故障檢測(cè)方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種接地故障檢測(cè)方法和裝置，更具體地說(shuō)，涉及在瞬態(tài)周期期間基于三相電流變化進(jìn)行的方向接地故障檢測(cè)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在配電網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)常存在許多樹狀分支。在網(wǎng)絡(luò)中，在每個(gè)地理關(guān)鍵位置上通常安裝多個(gè)FPI (Fault Passage Indicator線路故障指示器)。這些FPI將檢測(cè)不同類型的故障并且有些FPI也判別故障方向。配電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生概率最多的故障(大約70%)是單相接地故障。因此，對(duì)于DNOs (配電網(wǎng)絡(luò)操作者)快速定位并修理故障部分，以及對(duì)于電能終端用戶縮短停電時(shí)間兩者而言，經(jīng)濟(jì)且可靠的單相接地故障檢測(cè)以及單相接地故障的方向判別是非常重要的。
[0003]在歐洲專利EP239098A1中描述了一種用于檢測(cè)多路饋線系統(tǒng)中的間歇接地故障的方法和裝置。它測(cè)量消弧線圈上的電壓并計(jì)算一階導(dǎo)數(shù)。然后計(jì)算與每個(gè)饋線回路電流的相關(guān)因子，具有最高相關(guān)因子的饋線被檢測(cè)為具有接地故障。該專利采用了電壓測(cè)量并且僅僅可應(yīng)用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。
[0004]在專利W02011023305A1中公開了一種故障相選擇和故障類型確定的方法。該方法采用指示器來(lái)確定是相-相故障、三相故障還是接地故障。該方法測(cè)量相-相電流并采用共享系數(shù)來(lái)確定不同類型的故障，但它不提供有關(guān)方向確定的信息。
[0005]在日本專利JP2009526203A中描述了一種接地故障檢測(cè)方法和用于供電線纜的設(shè)備。該方法給出了估計(jì)平均`電壓的閾值和從其導(dǎo)出的變量，然后將其與相電壓比較。如果電壓或從其導(dǎo)出的變量在閾值之下，則將假設(shè)是接地故障。該方法僅利用電壓信號(hào)。
[0006]在日本專利JP2009038912A中描述了一種用于接地故障檢測(cè)的方法和裝置。在整個(gè)系統(tǒng)中采用零序電壓傳感器來(lái)檢測(cè)接地故障。然后每個(gè)饋線中的電流用于計(jì)算每個(gè)饋線的電阻。計(jì)算的值與預(yù)置值進(jìn)行比較，具有低于預(yù)置值的阻值的饋線將被檢測(cè)為具有接地故障。該方法采用電壓信號(hào)并采用電流來(lái)計(jì)算阻抗變量。
[0007]在日本專利JP4215656B2中公開了一種接地故障檢測(cè)設(shè)備和接地故障檢測(cè)方法。該方法測(cè)量三相電流IA、IB和1C。然后，將I IA-1B|、| IB-1Cl和l〗C_IA|的絕對(duì)值與用于接地故障的預(yù)置值Iset進(jìn)行比較。如果等于或高于預(yù)置值則檢測(cè)到接地故障。該方法采用了相_相電流，但是，未檢測(cè)方向。
[0008]下面給出了三種現(xiàn)有類型的、在現(xiàn)有電氣產(chǎn)品范圍中采用的單相接地故障檢測(cè)算法。
[0009]-經(jīng)典方向算法在故障瞬態(tài)期間測(cè)量殘余電流和電壓。比較電流IO和電壓VO的符號(hào)，如果它們的符號(hào)相同，則故障將被確定為上游故障，相反的符號(hào)意味著是下游故障。通過(guò)測(cè)量線路下方幾米處的電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)獲得電壓信息，該電壓測(cè)量方法對(duì)于干擾非常敏感，諸如在附近的MV (中壓，mediumvoltage)或HV (高壓，high voltage)線路。此外，電場(chǎng)對(duì)于諸如濕度的環(huán)境條件非常敏感。[0010]-電流幅值(Ammetric)算法僅僅測(cè)量殘余電流，不能確定故障方向。因此，為了在故障期間降低將要巡查的距離，對(duì)于Ammetric FPIs禁止檢測(cè)上游故障，故障電平的閾值必須設(shè)置得高于最大可能電容性電流。
[0011]-1CC算法(Insensitive to Capacitive Current)在故障之前和故障期間測(cè)量三相電流。該算法有兩個(gè)原理:最大RMS (Root mean square,均方根)是基于健康相和故障相之間的相電流的比較。如果發(fā)生下游故障，則應(yīng)該具有一個(gè)相電流RMS(故障方)明顯大于其他兩個(gè)相的，否則，該故障是上游故障。相關(guān)因子是基于相電流和殘余電流之間的波形相似性。下游故障應(yīng)該具有一個(gè)相電流與殘余電流波形非常相似，否則，該故障是上游故障。這兩個(gè)原理可以結(jié)合使用或者補(bǔ)充使用。已知該算法并不能可靠得確定故障方向。
[0012]如下公開的本發(fā)明的方法能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)以及上述算法的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的另外方面和優(yōu)點(diǎn)部分將在后面的描述中闡述，還有部分可從描述中明顯地看出，或者可以在本發(fā)明的實(shí)踐中得到。
[0014]本發(fā)明公開了一種檢測(cè)配電網(wǎng)絡(luò)中的單相接地故障并確定其方向(該故障是上游故障還是下游故障)的方法。該方法采用了在故障時(shí)間之前和故障時(shí)間之后的三相電流信號(hào)。
[0015]本發(fā)明目的在于僅利用電流傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的故障方向確定。
[0016]本發(fā)明提供了一種方向接地故障檢測(cè)方法，包括:a.根據(jù)采樣的三相電流iA、iB、L來(lái)檢測(cè)接地故障，并得到與剛剛檢測(cè)到接地故障的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t ；b.根據(jù)t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流Δ iA、Δ iB、Δ ic來(lái)確定是單相接地故障還是兩相接地故障；以及c.當(dāng)確定是單相接地故障時(shí)，根據(jù)故障相的增量相電流的幅度來(lái)確定該故障是上游故障還是下游故障。
[0017]本發(fā)明還提供了一種方向接地故障檢測(cè)裝置，包括:接地故障檢測(cè)模塊，用于根據(jù)采樣的三相電流iA、iB、L來(lái)檢測(cè)接地故障，并得到與剛剛檢測(cè)到接地故障的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t ;單相接地故障確定模塊，用于根據(jù)t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流Λ iA、Δ iB、Δ ic來(lái)確定是單相接地故障還是兩相接地故障；和故障方向確定模塊，用于在確定是單相接地故障時(shí)，根據(jù)故障相的增量相電流的幅度來(lái)確定該故障是上游故障還是下游故障。
[0018]與現(xiàn)有的Flair/Flite FPIs (線路故障指不器,Fault Passage Indicator)中的其他方向故障檢測(cè)方法相比，本發(fā)明的方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]-極大地改善了正確性:基于當(dāng)前信息與現(xiàn)有的方向故障檢測(cè)算法相比極大地改善了正確方向檢測(cè)的比例(經(jīng)過(guò)批量仿真驗(yàn)證，本發(fā)明的方法在所用仿真平臺(tái)下的正確率為 100%)O
[0020]-不需要電壓傳感器:與傳統(tǒng)方向相比，本發(fā)明不需要獲取電壓信息。因此，能夠節(jié)約電壓傳感器的成本。
[0021]本發(fā)明在故障之前記錄電流(負(fù)荷分量)以使得在故障期間從測(cè)量的電流中減去負(fù)荷分量，以便能夠提取包含與不同位置發(fā)生的故障的特性相對(duì)應(yīng)的更多有用信息的故障分量。
[0022]本發(fā)明使用采樣值來(lái)檢測(cè)故障的剛剛開始，因此包含高頻充電和放電電容性電流的瞬態(tài)信號(hào)能夠用于幫助確定故障相。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中相同的標(biāo)號(hào)指定相同結(jié)構(gòu)的單元，并且在其中:
[0024]圖1示出了在單相故障期間故障電流的簡(jiǎn)化等效電路圖。
[0025]圖2示出了在故障窗口(即，檢測(cè)故障之后的第一周期)期間相A接地故障期間的三相電流的波形。
[0026]圖3示出了在所述故障窗口期間的三相增量電流Ai的波形。相B和相C彼此非常接近，以至于它們彼此幾乎重疊。
[0027]圖4示出了在所述故障窗口期間相A接地故障期間從圖3的圓圈圈定的部分放大得到的三相Ai的波形。
[0028]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的故障方向的確定方法的流程圖。
[0029]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的方向接地故障檢測(cè)方法的簡(jiǎn)化的示意性仿真電路。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將參照示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖充分描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為限于這里所述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以便使本公開透徹且完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚起見放大了組件。
[0031]應(yīng)當(dāng)理解，盡管這里可以使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各個(gè)元件、組件和/或部分，但這些元件、組件和/或部分不受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用于將元件、組件或部分相互區(qū)分開來(lái)。因此，下面討論的第一元件、組件或部分在不背離本發(fā)明教學(xué)的前提下可以稱為第二元件、組件或部分。
[0032]這里使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述特定實(shí)施例的目的，而并不意圖限制本發(fā)明。這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“那(這個(gè))”也意圖包含復(fù)數(shù)形式，除非上下文中明確地指出不包含。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)“包括”當(dāng)用在本說(shuō)明書中時(shí)指示所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但并不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。
[0033]除非另有定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員共同理解的相同含義。還應(yīng)當(dāng)理解，諸如在通常字典里定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)技術(shù)的上下文中的含義相一致的含義，而不應(yīng)用理想化或極度形式化的意義來(lái)解釋，除非這里明確地這樣定義。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的故障識(shí)別方法的原理如下。圖1示出了在單相故障期間故障電流的簡(jiǎn)化等效電路圖。圖1是示意性的簡(jiǎn)化電路圖，其省略了如下分量的大多數(shù):變壓器阻抗、饋線的縱向阻抗、饋線之間的耦接、地回路的阻抗、饋線的泄漏阻抗。假設(shè)負(fù)荷是線性且對(duì)稱的。
[0035]在正常運(yùn)行期間，在三相中的負(fù)荷電流和電容性電流彼此抵消，以便沒(méi)有零序電流可以由IED (智能電子設(shè)備)測(cè)量到。在例如相A中短路到地期間，相A上的電壓將下降。另外兩相上的電壓也將改變(在大多數(shù)情況下，上升)。這種電壓失真將使得三相電容性電流不再平衡。因此，殘余電流將能夠由IED測(cè)量到。當(dāng)殘余電流的瞬時(shí)值超過(guò)預(yù)置閾值(例如，10A)時(shí)，認(rèn)為檢測(cè)到接地故障。因此，得到故障開始的時(shí)間，以便可以進(jìn)行方向判別。
[0036]由圖1中所述位置的IED Dl測(cè)量的殘余電流包括中性點(diǎn)電流IN和來(lái)自所有相鄰饋線(此處僅僅由圖1中的饋線I表示)的電容性電流IC1(=IC1C+IC1B)。故障饋線的電容性電流(由實(shí)心箭頭表示)通過(guò)流入和流出自身抵消，因此，它不能從殘余電流測(cè)得。故障相電流包含兩個(gè)部分:負(fù)荷分量和故障分量。負(fù)荷分量未示于示意性電路圖中，但負(fù)荷分量在故障之前和故障期間都是存在的。
[0037]故障相中的故障分量包含5個(gè)箭頭(兩個(gè)實(shí)心箭頭、兩個(gè)空心箭頭和一個(gè)無(wú)填充箭頭)。如果中性點(diǎn)電流IN和來(lái)自所有相鄰饋線的電容性電流ICl的和是一個(gè)足夠大的值，那么故障相中的故障分量將具有比兩個(gè)健康相的故障分量顯著大的值(相A中的5個(gè)箭頭>>相8和C中的I個(gè)箭頭)。當(dāng)三個(gè)相電流的故障分量之間的這種關(guān)系被實(shí)現(xiàn)時(shí)，將是下游故障；否則，是上游故障。
[0038]接下來(lái)的問(wèn)題是:中性點(diǎn)電流IN和來(lái)自所有相鄰饋線的電容性電流ICl是足夠大的值發(fā)生在什么時(shí)候？即，什么條件下的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才會(huì)滿足這種條件。
[0039]這依賴于兩個(gè)因素:
[0040]變電站變壓器中性點(diǎn)接地類型；
[0041]相鄰饋線的總長(zhǎng)度
[0042]在中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)中，中性點(diǎn)電流本身已經(jīng)是足夠大的值，以至于電容性電流的大小已經(jīng)不重要。
[0043]在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中(俗稱小電流接地系統(tǒng)，包括中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地、和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。中性點(diǎn)不接地和經(jīng)高阻接地很相似，下面的討論將不加區(qū)分)，網(wǎng)絡(luò)中必須具有足夠長(zhǎng)度的相鄰饋線。換言之，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)具有多條饋線(>2)。該條件一般情況下可以滿足，因?yàn)橐粋€(gè)變電站在一條母線上通常會(huì)有8-9條饋線。如果在圖1所示的位置發(fā)生單相故障，由IED Dl測(cè)量的故障分量包括IN、ICl和IC2 (=IC2B+IC2C)。如果是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，那么流經(jīng)中性點(diǎn)的電流為0，IN是可以忽略的，只有電容性電流。因此ICl將必須是大的以使得假設(shè)正確。如果是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，因?yàn)橄【€圈的電抗值是按照50Hz的工頻電流來(lái)調(diào)節(jié)的，所以對(duì)于在暫態(tài)發(fā)生的高頻電容充放電電流，消弧線圈的電抗會(huì)隨著頻率成正比增加，以至于可以被近似當(dāng)做開路，所以對(duì)于高頻電容性電流，經(jīng)消弧線圈接地相當(dāng)于不接地系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)候就是比較在暫態(tài)的高頻電容性電流的大小。本發(fā)明的檢測(cè)時(shí)間是在故障暫態(tài)，所以可以利用快速衰減的高頻電流來(lái)進(jìn)行方向判另O。如果檢測(cè)時(shí)間是在故障穩(wěn)態(tài)，高頻電流已經(jīng)衰減完畢，那么由于消弧線圈對(duì)穩(wěn)態(tài)的電容性電流有近似完全抵消作用，所以在故障相測(cè)量不到明顯的電流變化，也就無(wú)法獲得關(guān)于故障方向的信息了。
[0044]因此，利用暫態(tài)來(lái)判別在消弧線圈接地中的故障方向，這也是本發(fā)明的一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。
[0045]根據(jù)本發(fā)明原理的故障識(shí)別方法在殘余電流的瞬時(shí)值高于預(yù)置值，例如IOA的情況下，考慮檢測(cè)到故障。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的方向確定方法是基于如下原理:[0047]原理1:當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，F(xiàn)PI將檢測(cè)到兩個(gè)健康相的增量電流Λ I ( Λ I的定義如下等式I所示)彼此非常接近。因此，能夠確定故障相。
[0048]原理2:在故障饋線上，如果是下游故障，故障相將具有顯著大于兩個(gè)健康相的Ai值的Ai值。如果不滿足這個(gè)條件，則故障是上游故障。
[0049]Α、B和C三個(gè)相的Λ i的定義如等式I所示:
[0050]Δ iA[k]=iA [t+k—1] _iA [t—N+k]
[0051 ] Δ iB[k] =iB [t+k_l] _iB [t-N+k]
[0052]Δ ic[k]=ic [t+k-1] _ic [t-N+k]
[0053]k=l, 2，3..N 等式 I
[0054]其中N是故障檢測(cè)裝置每周期的采樣點(diǎn)數(shù)，諸如36。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，不同的產(chǎn)品可以有不同采樣頻率的值。t是與剛剛檢測(cè)到故障的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的方向確定方法包括如下步驟:
[0056]1.檢測(cè)接地故障:
[0057]該方法采用采樣值(或瞬時(shí)值)來(lái)檢測(cè)接地故障。一旦采樣值大于預(yù)置值，例如10A，則認(rèn)為發(fā)生接地故障。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，也可以采用其他現(xiàn)有的或?qū)?lái)的方法來(lái)檢測(cè)接地故障的發(fā)生。
[0058]2.確定是單相故障還是兩相接地故障:
[0059]在單相接地故障期間，在故障窗口(在故障已經(jīng)被檢測(cè)到的第一周期)中Λ i值中的兩個(gè)彼此非常接近。第一周期定義如下:假如故障被檢測(cè)到的時(shí)候?qū)?yīng)的采樣點(diǎn)下標(biāo)是t，那么第一周期對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)就是[t，t+N-1]。參考圖2、圖3和圖4。
[0060]圖2示出了在故障窗口(即，檢測(cè)故障之后的第一周期)期間相A接地故障期間的三相電流的波形。
[0061]圖3示出了在所述故障窗口期間的三相增量電流Ai的波形。相B和相C彼此非常接近，以至于它們彼此幾乎重疊。
[0062]圖4示出了在所述故障窗口期間相A接地故障期間從圖3的圓圈圈定的部分放大得到的三相Ai的波形。
[0063]為了量化兩個(gè)Λ i之間的接近度以描述“ Λ i的兩個(gè)彼此非常接近”的關(guān)系，變量GAP被定義為兩個(gè)Λ i的差值的RMS:
[0064]
【權(quán)利要求】
1.一種方向接地故障檢測(cè)方法，包括: a.根據(jù)采樣的三相電流iA、iB、ic來(lái)檢測(cè)接地故障，并得到與剛剛檢測(cè)到接地故障的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t ； b.根據(jù)t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流ΔiA、Δ iB、Δ i。來(lái)確定是單相接地故障還是兩相接地故障；以及 c.當(dāng)確定是單相接地故障時(shí)，根據(jù)故障相的增量相電流的幅度來(lái)確定該故障是上游故障還是下游故障。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，步驟b進(jìn)一步包括:bl)通過(guò)比較t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流Δ iA、Δ iB、Δ ic的接近度來(lái)確定是單相接地故障還是兩相接地故障。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，步驟bl)進(jìn)一步包括:bll)計(jì)算t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流中每?jī)蓚€(gè)增量相電流的差值的均方根RMS以得到三個(gè)差值變量GAPab、GAPbc, GAPac ;如果三個(gè)差值變量GAPab、GAPbc, GAPac中的一個(gè)遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)，則判斷是單相接地故障；否則，判斷是兩相接地故障。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，根據(jù)下式計(jì)算t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流:
Δ iA [k]=iA[t+k-1]-1A[t-N+k]
Δ iB [k]=iB[t+k-1]-1B[t-N+k]
Δic[k]=ic[t+k-1]_ic[t-N+k]
k=l, 2，3..N 其中，A iA是相A增量電流，Δ iB是相B增量電流，Δ ic是相C增量電流，iA是相A電流，iB是相B電流，ic是相C電流，N是米樣值的數(shù)目， 根據(jù)下式計(jì)算三個(gè)差值變量GAPa^ GAPbc, GAPac:
5.如權(quán)利要求4所述的方法，步驟c進(jìn)一步包括: Cl)判斷具有最小差值變量的兩個(gè)相是健康相，另外一個(gè)相是故障相；c2)計(jì)算t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流Λ iA、Δ iB、Δ ic的RMS值，當(dāng)與兩個(gè)健康相相比，故障相具有顯著大的增量相電流的RMS值時(shí)，確定是下游故障；否則，確定是上游故障。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，步驟c2進(jìn)一步包括:計(jì)算故障相的差值變量與兩個(gè)健康相的差值變量的平均值Yaw ;如果該Yaw值大于第三閾值，則判斷是下游故障；否則，判斷是上游故障。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，根據(jù)下列等式計(jì)算三個(gè)增量相電流ΛiA、Λ iB、Λ L的RMS值:
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，第三閾值取值范圍是(500%，600%)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，步驟Cl)進(jìn)一步包括:按下式計(jì)算第一、第二和第三比率:
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，第二閾值取值范圍是(36%，131%)。
11.如權(quán)利要求1-10所述的方法，步驟a進(jìn)一步包括: 當(dāng)三相電流iA、iB、ic；之和大于第一閾值時(shí)，判斷檢測(cè)到接地故障。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，第一閾值等于10。
13.一種方向接地故障檢測(cè)裝置，包括: 接地故障檢測(cè)模塊，用于根據(jù)采樣的三相電流iA、iB、i。來(lái)檢測(cè)接地故障，并得到與剛剛檢測(cè)到接地故障的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t ； 單相接地故障確定模塊，用于根據(jù)t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流ΔiA、ΔiB、Δic、來(lái)確定是單相接地故障還是兩相接地故障；和 故障方向確定模塊，用于在確定是單相接地故障時(shí)，根據(jù)故障相的增量相電流的幅度來(lái)確定該故障是上游故障還是下游故障。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，單相接地故障確定模塊進(jìn)一步包括:第一比較模塊，用于通過(guò)比較t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流 iA、Δ iB、Δ ic的接近度來(lái)確定是單相接地故障還是兩相接地故障。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，單相接地故障確定模塊進(jìn)一步包括:第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流中每?jī)蓚€(gè)增量相電流的差值的均方根RMS以得到三個(gè)差值變量 GAPab、GAPbc, GAPac ；以及 所述第一比較模塊比較三個(gè)差值變量GAPab、GAPbc、GAPac，并且如果三個(gè)差值變量GAPab、GAPbc, GAPa。中的一個(gè)遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)，則判斷是單相接地故障；否則，判斷是兩相接地故障。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中，根據(jù)下式計(jì)算t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流:
Δ iA [k]=iA[t+k-1]-1A[t-N+k]
Δ iB [k]=iB[t+k-1]-1B[t-N+k]
Δic[k]=ic[t+k-1]_ic[t-N+k]
k=l, 2，3..N 其中，A iA是相A增量電流，Δ iB是相B增量電流，Δ ic是相C增量電流，iA是相A電流，iB是相B電流，ic是相C電流，N是米樣值的數(shù)目， 根據(jù)下式計(jì)算三個(gè)差值變量GAPa^ GAPbc, GAPac:
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，故障方向確定模塊進(jìn)一步包括:故障相判定模塊，用于判斷具有最小差值變量的兩個(gè)相是健康相，另外一個(gè)相是故障相； 第二計(jì)算模塊，用于計(jì)算t時(shí)刻的三個(gè)增量相電流Λ iA、Δ iB、Δ ic的RMS值；和第二比較模塊，用于比較三個(gè)增量相電流的RMS值，當(dāng)與兩個(gè)健康相相比，故障相具有顯著大的增量相電流的RMS值時(shí)，確定是下游故障；否則，確定是上游故障。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中， 第二計(jì)算模塊進(jìn)一步計(jì)算故障相的差值變量與兩個(gè)健康相的差值變量的平均值Yaw ；以及 第二比較模塊進(jìn)一步比較Yaw值和第三閾值，并且如果該Yaw值大于第三閾值，則判斷是下游故障；否則，判斷是上游故障。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，根據(jù)下列等式計(jì)算三個(gè)增量相電流AiA、AiB、Λ ic 的 RMS 值:
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，第三閾值取值范圍是(500%，600%)。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，所述故障相判定模塊進(jìn)一步包括: 第三計(jì)算模塊，用于按下式計(jì)算第一、第二和第三比率:
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，第二閾值取值范圍是(36%，131%)。
23.如權(quán)利要求13-22所述的裝置，接地故障檢測(cè)模塊進(jìn)一步包括: 第四比較模塊，用于比較三相電流iA、iB、ic之和與第一閾值，并且當(dāng)三相電流iA、iB、ic之和大于第一閾值時(shí)，判斷檢測(cè)到接地故障。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中，第一閾值等于10。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103809070SQ201210460491
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日
【發(fā)明者】李容, 任睿 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司