基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，屬繼電保護領域。其所述的檢測裝置由采樣單元、計算單元、判定單元和開出單元構成；其采樣單元實時同步采集同一母線所有出線的電流行波；計算單元計算所有出線電流行波的特征值；判定單元根據(jù)計算單元的結果，判定電流行波幅值最大、極性與其他線路相反的出線發(fā)生了高阻接地；開出單元輸出判定單元的判斷結果。其通過對電流行波的實時采集和檢測，實現(xiàn)高阻接地故障檢測，有助于確保整個供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行?？蓮V泛用于中壓供電系統(tǒng)的繼電保護領域。
【專利說明】基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于涉及電力系統(tǒng)繼電保護領域，具體而言，涉及一種高阻接地故障檢測裝置。
【背景技術】
[0002]電力系統(tǒng)接地故障是指帶電導體(架空線，電纜等)發(fā)生異常，經過大地發(fā)生短路的故障，是電力系統(tǒng)中最常見的故障種類。
[0003]接地故障因為是經過大地構成故障回路，故障點是回路的一端，系統(tǒng)自身的接地點是回路的另外一端。
[0004]因此，研究接地故障，首先要明確電力系統(tǒng)本身的接地方式。
[0005]三相電力系統(tǒng)經過系統(tǒng)本身的中性點接地，總體上分為有效接地(即中性點直接接地或經過小電阻接地)和非有效接地(中性點不接地，經過大電阻接地和經過消弧線圈接地)兩種方式。其
[0006]中高壓輸電系統(tǒng)出于過電壓和絕緣考慮大都采用中性點有效接地的接地方式，而中壓配電系統(tǒng)情況比較復雜，根據(jù)實際不同的需求，各種接地方式都有可能采用。
[0007]在高壓系統(tǒng)中，因為接地故障電壓高，故障引起的電流穩(wěn)態(tài)量大，穩(wěn)態(tài)故障特征明顯，這樣的簡化不會對故障檢測帶來很大影響；但是在中壓配電系統(tǒng)中，電壓較低，穩(wěn)態(tài)故障電流較小，特征不明顯，加之故障點非金屬性接地，故障點電阻較大，且伴有不穩(wěn)定的間歇性接地，就可能無法產生足夠的故障電流，給保護裝置檢測接地故障帶來很大困難。
[0008]綜上，在中壓配電系統(tǒng)中，接地方式復雜，故障電流較小，接地故障檢測的問題尤其復雜。但同時因為在配電系統(tǒng)中，線路桿塔低，線間距小，導線處于樹枝、建筑物可觸及的范圍內，與這類介質接觸而發(fā)生接地故障的機會大大增加。因此接地故障檢測一直是中壓配電系統(tǒng)中的難點重點問題。
[0009]高阻接地故障是指在中性點有效接地的配電系統(tǒng)中，因為故障點的過度電阻過大、接地點穩(wěn)態(tài)故障電流過小，無法被傳統(tǒng)的過流保護裝置可靠檢測和清除的接地故障。
[0010]高阻接地故障雖然故障電流不大，但反映了配電線路絕緣被破壞、輸電走廊環(huán)境惡劣等問題；更為嚴重的是，在中性點有效接地系統(tǒng)中，如果過流保護無法清除故障，故障可能會長時間存在，甚至無法被覺察到，由此會導致觸電甚至火災等后果，給人身和財產安全帶來重大的損失。
[0011]因此有必要研究高阻接地故障檢測技術。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其通過對電流行波的實時采集和檢測，實現(xiàn)高阻接地故障檢測，有助于確保整個供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。
[0013]本發(fā)明的技術方案是:提供一種基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其特征是:
[0014]其所述的檢測裝置由依次連接的采樣單元、計算單元、判定單元和開出單元構成；
[0015]其中，所述的采樣單元實時同步采集同一母線所有出線的電流行波；
[0016]所述的計算單元計算所有出線電流行波的特征值；
[0017]所述的判定單元根據(jù)計算單元的結果，判定電流行波幅值最大、極性與其他線路相反的出線發(fā)生了高阻接地；
[0018]所述的開出單元輸出判定單元的判斷結果。
[0019]具體的，所述的采樣單元包括零序電流互感器。
[0020]所述的計算單元基于小波變換，計算電流行波的模極大值。
[0021]所述的判定單元根據(jù)計算單元計算的電流行波模極大值，判斷高阻接地線路；所述的判定單元根據(jù)電流行波模極大值的極性或者幅值進行判斷，選擇電流行波的幅值最大的出線或者電流行波的極性不同于其他出線的出線，為高阻接地出線。
[0022]所述的開出單元為PLC計算機的I/O輸出模塊或繼電器輸出電路。
[0023]所述的小波變換中的小波函數(shù)選用三次B樣條函數(shù)的一次導函數(shù)，所述的小波變換采用128點數(shù)據(jù)進行4層小波變換。
[0024]所述的采樣單元的采樣頻率為IMHz。
[0025]與現(xiàn)有技術比較，本發(fā)明的優(yōu)點是:根據(jù)各路出線的電流行波的模極大值和極性進行故障識別，可避免現(xiàn)有技術中高阻接地故障無法被現(xiàn)有繼電保護裝置識別的缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的裝置構成示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0028]圖1中，本發(fā)明提供了一種基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其所述的檢測裝置由采樣單元、計算單元、判定單元和開出單元構成。
[0029]其中，所述的采樣單元實時同步采集同一母線所有出線的電流行波。
[0030]所述的計算單元計算所有出線電流行波的特征值。
[0031]所述的判定單元根據(jù)計算單元的結果，判定電流行波幅值最大、極性與其他線路相反的出線發(fā)生了高阻接地。
[0032]所述的開出單元輸出判定單元的判斷結果。
[0033]所述的采樣單元包括零序電流互感器。
[0034]所述的計算單元基于小波變換，計算電流行波的模極大值。
[0035]所述的判定單元根據(jù)計算單元計算的電流行波模極大值，判斷高阻接地線路。
[0036]所述的判定單元根據(jù)電流行波模極大值的極性或者幅值進行判斷，選擇電流行波的幅值最大的出線或者電流行波的極性不同于其他出線的出線，為高阻接地出線。
[0037]所述的開出單元為PLC計算機的I/O輸出模塊或繼電器輸出電路。
[0038]所述的小波變換中的小波函數(shù)選用三次B樣條函數(shù)的一次導函數(shù)，所述的小波變換采用128點數(shù)據(jù)進行4層小波變換。
[0039]采樣單元的采樣頻率為IMHz。
[0040]在本技術方案中，當發(fā)生高阻接地時，接地點將產生在系統(tǒng)中傳播的電流行波，其中，接地線路的故障電流初始行波極性與健全線路相反，接地線路的故障電流初始行波幅值大于健全線路。因而，可以通過對電流行波的實時采集和檢測，實現(xiàn)高阻接地故障檢測。
[0041]在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述采集單元實時同步采集所有出線的零序電流互感器的電流行波。
[0042]在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述計算單元基于小波變換計算電流行波的模極大值。在本技術方案中，小波函數(shù)可以選用如三次B樣條函數(shù)的一次導函數(shù)。
[0043]在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述判斷單元根據(jù)計算單元計算的電流行波模極大值判斷高阻接地線路，根據(jù)電流行波模極大值的極性或者幅值進行判斷，選擇電流行波的幅值最大的出線或者電流行波的極性不同于其他出線的出線為所述高阻接地出線。
[0044]由于本發(fā)明通過對電流行波的實時采集和檢測，實現(xiàn)高阻接地故障檢測，解決了現(xiàn)有技術中高阻接地故障無法被現(xiàn)有繼電保護裝置識別的問題。
[0045]本發(fā)明可廣泛用于中壓供電系統(tǒng)的繼電保護領域。
【權利要求】
1.一種基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其特征是: 其所述的檢測裝置由依次連接的采樣單元、計算單元、判定單元和開出單元構成； 其中，所述的采樣單元實時同步采集同一母線所有出線的電流行波； 所述的計算單元計算所有出線電流行波的特征值； 所述的判定單元根據(jù)計算單元的結果，判定電流行波幅值最大、極性與其他線路相反的出線發(fā)生了高阻接地； 所述的開出單元輸出判定單元的判斷結果。
2.按照權利要求1所述的基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其特征是所述的采樣單元包括零序電流互感器。
3.按照權利要求1所述的基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其特征是所述的計算單元基于小波變換，計算電流行波的模極大值。
4.按照權利要求1所述的基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其特征是所述的判定單元根據(jù)計算單元計算的電流行波模極大值，判斷高阻接地線路；所述的判定單元根據(jù)電流行波模極大值的極性或者幅值進行判斷，選擇電流行波的幅值最大的出線或者電流行波的極性不同于其他出線的出線，為高阻接地出線。
5.按照權利要求1所述的基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其特征是所述的開出單元為PLC計算機的I/O輸出模塊或繼電器輸出電路。
6.按照權利要求3所述的基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其特征是所述的小波變換中的小波函數(shù)選用三次B樣條函數(shù)的一次導函數(shù),所述的小波變換采用128點數(shù)據(jù)進行4層小波變換。
7.按照權利要求1所述的基于暫態(tài)行波的高阻接地故障檢測裝置，其特征是所述的采樣單元的采樣頻率為IMHz。
【文檔編號】G01R31/02GK103558488SQ201310359632
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權日:2013年8月16日
【發(fā)明者】錢耀興, 顧勁岳, 朱江 申請人:國家電網公司, 國網上海市電力公司