CN105445616B - 一种基于受控零序电流的小电流接地选线***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于受控零序电流的小电流接地选线***及方法，***包括位于非直接接地的三相交流输配电***的各个出线线路上的电流互感器，以及一个与所述三相交流输配电***的非直接接地***的中性点连接的脉冲零序电流生成电路，非直接接地***中性点通过消弧线圈接地，脉冲零序电流生成电路与所述消弧线圈并联，通过控制生成脉冲零序电流，采集各个出线线路上零序电流的波形，出现明显变化的波形所对应的出线线路即为接地出线，当所有的出线线路均未判断为接地，而又出现中性点电压上升，即单相接地特征时，判定接地在进线、母线范围；本发明可实现准确有效判定接地线路。

Description

一种基于受控零序电流的小电流接地选线***及方法
技术领域
本发明属于输配电技术领域，特别涉及一种基于受控零序电流的小电流接地选线***及方法。
背景技术
三相交流非直接接地(特别是经消弧线圈接地)输配电***中，在发生单相接地时，因中性点存在一定阻抗，并不构成短路，为保障供电，可继续运行一定时间，但需尽快找出发生接地的线路。然而，在消弧线圈作用下，接地出线的接地电流被消弧线圈电流抵消，呈很低水平(数安培级)，因此传统方法中，采用对零序电流(或配合零序电压)精确检测及信号处理的方式，希望通过提高检测精度来查找接地线路。然而，由于接地电流幅度非常小，与正常线路的零序电流几无区别，此类方式不保证能判断发生接地的出线线路。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于受控零序电流的小电流接地选线***及方法，通过受控产生短暂、低强度、已知发生时刻及特征波形的零序电流，使得该电流在接地出线的零序电流互感器有明确对应的特征反映，以此达到准确有效判定接地线路目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于受控零序电流的小电流接地选线***，包括位于非直接接地的三相交流输配电***的各个出线线路上的电流互感器，还包括一个与所述三相交流输配电***的非直接接地***的中性点连接的脉冲零序电流生成电路。
所述非直接接地***中性点通过消弧线圈接地，中性点即零序电流脉冲生成回来并接点，也即消弧线圈与接地变压器连接点。所述脉冲零序电流生成电路与所述消弧线圈并联。
或，所述脉冲零序电流生成电路并联于所述消弧线圈的二次侧。
所述脉冲零序电流生成电路包括串联的开关、阻尼电阻以及电容。
所述脉冲零序电流生成电路中，在零序电压峰值时刻接通开关，阻尼电阻和电容的参数选取满足所产生的脉冲零序电流的幅度在5～50安培。
本发明还提供了一种基于受控零序电流的小电流接地选线方法，在非直接接地的三相交流输配电***中，在非直接接地***中性点，与非直接接地***并联设置有脉冲零序电流生成电路，通过控制生成脉冲零序电流，采集各个出线线路上零序电流的波形，出现明显变化的波形所对应的出线线路即为接地出线。
所述脉冲零序电流在零序电压峰值时刻产生，幅度5～50安培，持续时间5-20ms。
可根据实际***情况，动态调整参数，做必要的重复产生所述脉冲零序电流，以实现更准确判断。
所述波形出现明显变化包括：电流幅度的快速上升、衰减及出现半周非工频50Hz信号。
当所有的出线线路均未判断为接地，而又出现中性点电压上升，即单相接地特征时，判定接地在进线、母线范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.克服了在消弧线圈作用下，接地回路零序电流反映不明显问题。不受***线路接地参数约束。
2.采用阻容元件，产生的零序电流有明显充放电曲线特征，有利检测判断，且不会造成过压震荡。
3.利用中性点电压U0做激励，无需额外电源，实现简单可靠。
4.恰当的开通相位及持续时间短，元件功率要求低，对***影响小。
附图说明
图1是本发明接地选线***示意图。
图2是本发明出线线路上电流互感器的波形检测图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明基于受控零序电流的小电流接地选线***，包括位于非直接接地的三相交流输配电***的各个出线线路上的电流互感器以及与三相交流输配电***的非直接接地线路并联的脉冲零序电流生成电路。
如图1所示，三相交流输配电***通过消弧线圈xL接地，脉冲零序电流生成电路与消弧线圈xL并联，包括串联的开关Kz、阻尼电阻Rz以及电容Cz。三相交流输配电***的电源V1，接出若干出线线路Lx，其中L1表示为接地出线，Iz是该线路上电流互感器检测的电流，电源V1连接有接地变压器Yz。
从图2可以看出，当单相接地时，中性点电压U0上升至单相电压；中性点电流I0也呈现较高水平，大致与非接地线路零序电流的和相当；但接地出线L1的零序电流及接地相电流Iz依然可能在较低水平，如图2中Iz初始20ms期间，这缘于消弧线圈xL的感性电流对容性接地电流的抵消与抑制。现有方法通过对各回路零序电流的幅度、相位等进行精确测量与计算处理，试图找出故障出线；但因信号幅度小，线路长度、电缆类型、供电范围变化及其他非对称因素影响，误判概率较大。
本发明主要通过在接地变压器Yz的中性点建立一个受控零序电流回路，在零序电压峰值时刻，如图2中25ms位置，开通开关Kz，经阻尼电阻Rz及电容Cz产生一脉冲零序电流Iz(该电流在此基本等效对地点电流)，幅度可在5-50安培水平。因非故障出线线路的零序阻抗依然存在，并有消弧线圈xL的感性电流作用，该脉冲零序电流Iz在非故障出线线路的零序电流I0中基本不予反应，如图2中I0波形；而接地出线回路的零序阻抗已经消失或大幅降低，脉冲零序电流Iz基本反应在此回路的零序电流中，其波形如如图2中25-35ms放电衰减阶段。
可以看出，该受控脉冲零序电流Iz在接地出线有明显的特征(充放电曲线)及足以判断的强度(基本不受***对地电容约束)，在U0一定时，仅与脉冲零序电流Iz发生的元件参数及接地点对地阻抗有关。故实际应用中，可根据***参数选择、调整Cz/Rz参数，以达到准确判定目的即可。进一步，该脉冲零序电流Iz可视为对零序回路的一次阻容小负荷投切(电流幅度不大，可在5～50安培水平)，对供电***及负荷的电压、电流不构成影响。因持续时间很短(例如5-20ms)，电阻Rz的有功非常有限，故实际应用时元件选型及要求不高。
脉冲零序电流Iz的受控包括:(1)发生时刻(稳态阶段、零序电压峰值附近)；(2)持续时间；(3)Iz电流幅度；(4)重复次数及间隔时间；在基于此原理的智能装置中，可在控制与检测中利用以上可控内容，达到准确、可靠并***影响最小的效果。
鉴于本方法的确定性，若未发现接地出线，应可以判定接地在进线、母线范围。

Claims (8)

1.一种基于受控零序电流的小电流接地选线***，包括位于非直接接地的三相交流输配电***的各个出线线路上的电流互感器，其特征在于，还包括一个与所述三相交流输配电***的非直接接地***的中性点连接的脉冲零序电流生成电路，所述脉冲零序电流生成电路包括串联的开关、阻尼电阻以及电容，所述非直接接地***的中性点通过消弧线圈接地，所述脉冲零序电流生成电路与所述消弧线圈并联。
2.根据权利要求1所述基于受控零序电流的小电流接地选线***，其特征在于，所述脉冲零序电流生成电路并联于所述消弧线圈的二次侧。
3.根据权利要求1所述基于受控零序电流的小电流接地选线***，其特征在于，所述脉冲零序电流生成电路中，在零序电压峰值时刻接通开关，阻尼电阻和电容的参数选取满足所产生的脉冲零序电流的幅度在5～50安培。
4.一种基于受控零序电流的小电流接地选线方法，其特征在于，在非直接接地的三相交流输配电***中，在非直接接地***中性点，与非直接接地***并联设置有脉冲零序电流生成电路，所述脉冲零序电流生成电路包括串联的开关、阻尼电阻以及电容，所述非直接接地***的中性点通过消弧线圈接地，所述脉冲零序电流生成电路与所述消弧线圈并联，通过控制生成脉冲零序电流，采集各个出线线路上零序电流的波形，出现明显变化的波形所对应的出线线路即为接地出线。
5.根据权利要求4所述基于受控零序电流的小电流接地选线方法，其特征在于，所述脉冲零序电流在零序电压峰值时刻产生，幅度5～50安培，持续时间5-20ms。
6.根据权利要求4或5所述基于受控零序电流的小电流接地选线方法，其特征在于，重复产生所述脉冲零序电流，以实现更准确判断。
7.根据权利要求4所述基于受控零序电流的小电流接地选线方法，其特征在于，所述波形出现明显变化包括：电流幅度的快速上升、衰减及出现半周非工频50Hz信号。
8.根据权利要求4所述基于受控零序电流的小电流接地选线方法，其特征在于，当所有的出线线路均未判断为接地，而又出现中性点电压上升，即单相接地特征时，判定接地在进线、母线范围。
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