CN103278737A - 一种直流自注式小电流接地选线的***及方法 - Google Patents
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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***和低压配电IT***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***及方法。其***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
技术领域
本发明涉及一种小电流接地选线的***及方法，尤其是一种直流自注式小电流接地选线的***及方法。
背景技术
中压电网中性点非有效接地***(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***，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***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***上的应用元件，中、低压***上没有应用，因此，不具备实施条件。低压IT***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***及方法，其特征在于，其***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***，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***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***及方法，其特征在于，其***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***，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***及方法，其特征在于，其***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***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***及方法，其特征在于，对经消弧线圈接地***，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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