一種小電流接地系統(tǒng)的故障選線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小電流接地系統(tǒng)的故障選線裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的小電流接地方式是中性點經(jīng)消弧線圈接地。中性點經(jīng)消 弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，由于消弧線圈的補償作用，故障電流將變得非常小，同時 由于消弧線圈工作于"過補償"狀態(tài)下，故障線路零序電流的相位將變得與非故障線路相 同，這就使得保護裝置對故障線路的選擇變得非常困難。
[0003] 目前針對小電流接地系統(tǒng)的故障選線問題已有多種不同原理的故障選線方法，這 些方法根據(jù)故障信號的來源可分為基于穩(wěn)態(tài)量的故障選線技術(shù)和基于暫態(tài)量的故障選線 技術(shù)兩大類。
[0004] 基于暫態(tài)量的故障選線方法抗干擾性較差，同時，故障電流中的暫態(tài)分量會隨著 故障時電網(wǎng)相角的不同而發(fā)生變化，當(dāng)故障發(fā)生在電網(wǎng)電壓過零時，暫態(tài)分量幾乎為零，因 此在原理上存在保護死區(qū)。
[0005] 基于穩(wěn)態(tài)量的故障選線技術(shù)中應(yīng)用最廣的是殘流增量法。但實際運行經(jīng)驗表明， 殘流增量法在金屬性接地及低阻接地時選線準確率較高，但隨著過渡電阻的增大，選線準 確率明顯下降。零序?qū)Ъ{法在理論上具有較好的抗過渡電阻能力，但也因為實際選線準確 率不高而很少被應(yīng)用。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有較好的抗過渡電阻能力，選 線準確率和可靠性較高的小電流接地系統(tǒng)的故障選線裝置。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種小電流接地系統(tǒng)的故障選線裝置， 包括：
[0008] 消弧線圈，通過改變其補償度而使其工作于欠補償狀態(tài)或過補償狀態(tài)；
[0009] 調(diào)諧單元，用于改變所述消弧線圈的補償度，從而使其工作在欠補償或過補償狀 態(tài)；
[0010] 測量單元，用于測量系統(tǒng)零序電壓和各出線的零序電流；
[0011] 選線單元，用于計算各出線的零序?qū)Ъ{值并比較各出線在所述消弧線圈分別工作 于欠補償狀態(tài)和過補償狀態(tài)時零序?qū)Ъ{值的變化量，并選擇零序?qū)Ъ{值變化量最大的出線 為故障出線。
[0012] 其中，所述消弧線圈為隨調(diào)式消弧線圈，具有高短路阻抗，并且兩端反射并聯(lián)兩個 晶閘管。
[0013] 其中，所述調(diào)諧單元采用改變晶閘管導(dǎo)通角的方式改變所述消弧線圈的補償度。
[0014] 其中，所述選線單元計算零序?qū)Ъ{值的方式是將獲得的零序電流測量值與零序電 壓測量值相比。
[0015] 其中，所述測量單元包括：
[0016] 零序電壓測量值獲取單元，用于在電壓互感器的開口三角繞組兩端測量獲得零序 電壓測量值，或者通過三相繞組測得的三相電壓值求和再取平均值獲得零序電壓測量值；
[0017] 零序電流測量值獲取單元，用于通過零序電流互感器測量獲得零序電流測量值， 或者通過三相電流互感器測得的電流值求和再取平均值獲得零序電流測量值。
[0018] 其中，所述小電流接地系統(tǒng)的故障選線裝置還包括：
[0019] 延時單元，用于在消弧線圈工作于欠補償狀態(tài)或過補償狀態(tài)時，延時3~10個周 期；
[0020] 所述選線單元在所述延時單元延時3~10個周期后開始計算各出線的零序?qū)Ъ{ 值。
[0021] 本實用新型具有如下有益效果:通過采用零序?qū)Ъ{變化量作為選線判據(jù)，即使過 渡電阻的變化引起各線路的零序電流發(fā)生變化，但由于零序電壓也相應(yīng)發(fā)生變化，零序?qū)?納值基本不發(fā)生變化，具有較好的抗過渡電阻能力；另外，當(dāng)消弧線圈在欠補償和過補償兩 種狀態(tài)下工作時，故障線路的零序?qū)Ъ{將在第三象限和第二象限之間發(fā)生變化;非故障線 路即使由于互感器測量誤差導(dǎo)致其零序?qū)Ъ{變化量不等于零，但也遠小于故障線路的變化 量，因此具有較高的可靠性。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1是本實用新型實施例一種小電流接地系統(tǒng)的故障選線裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖2a是本實用新型實施例中，中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地系統(tǒng)示意圖。
[0025] 圖2b是本實用新型實施例中，中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地零序網(wǎng)絡(luò)示意 圖。
[0026] 圖3是本實用新型實施例中，故障時各出線的零序?qū)Ъ{測量向量圖。
[0027] 圖4是本實用新型實施例中，消弧線圈調(diào)節(jié)前后各出線的零序?qū)Ъ{測量向量圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面參考附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行描述。
[0029] 請參照圖1所示，本實用新型實施例提供一種小電流接地系統(tǒng)的故障選線裝置，包 括：
[0030] 消弧線圈，通過改變其補償度而使其工作于欠補償狀態(tài)或過補償狀態(tài)；
[0031] 調(diào)諧單元，用于改變所述消弧線圈的補償度，從而使其工作在欠補償或過補償狀 態(tài)；
[0032] 測量單元，用于測量系統(tǒng)零序電壓和各出線的零序電流；
[0033] 選線單元，用于計算各出線的零序?qū)Ъ{值并比較各出線在所述消弧線圈分別工作 于欠補償狀態(tài)和過補償狀態(tài)時零序?qū)Ъ{值的變化量，并選擇零序?qū)Ъ{值變化量最大的出線 為故障出線。
[0034]以下結(jié)合圖2a、圖2b對本實施例的故障選線裝置的工作原理進行說明。
[0035]中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地示意圖如圖2a、圖2b所示，圖中&~(：η分別為 系統(tǒng)中η條出線的對地電容，L為消弧線圈電感值，瓦為系統(tǒng)電源的Α相電壓，Rf為故障點的 過渡電阻，ZjPZ 2分別為系統(tǒng)的正序阻抗和負序阻抗。設(shè)系統(tǒng)中各出線的零序電流測量值分 別為4、4、…、夂'流過消弧線圈的零序電流測量值為
[0036]由圖2b可知，在零序網(wǎng)絡(luò)中忽略線路阻抗后，對于非故障線路i(i = 2,…，η)，其零 序?qū)Ъ{值為測得的零序電流測量值與零序電壓測量值之比：
[0038]由上式可知，對于非故障線路，其零序?qū)Ъ{值為線路的實際零序?qū)Ъ{值。
[0039]假設(shè)故障線路為線路1，則對于故障線路1，其零序?qū)Ъ{值為：
[0043] 即故障線路1的零序電流測量值為所有非故障線路與消弧線圈零序電流測量值相 疊加后的負值。
[0044] 將公式(3)代入公式(2)可得
[0046] 由公式(4)可知，對于故障線路1，其零序?qū)Ъ{值不是線路的實際零序?qū)Ъ{值，而是 系統(tǒng)中所有非故障線路與消弧線圈零序?qū)Ъ{值相疊加后的負值。
[0047] 如圖3所示，如果考慮線路的阻抗值，則非故障線路的零序測量導(dǎo)納應(yīng)位于導(dǎo)納復(fù) 平面的第一象限；而對于故障線路，當(dāng)消弧線圈分別工作于欠補償、全補償和過補償狀態(tài) 時，零序?qū)Ъ{測量值分別位于第三象限（向量1 )、橫軸負半軸（向量2)和第二象限（向量3)。
[0048] 由于消弧線圈一般工作于"過補償"狀態(tài)，因此系統(tǒng)接地后故障線路的零序?qū)Ъ{測 量向量一般位于第二象限。對于隨調(diào)式消弧線圈，在系統(tǒng)發(fā)生接地后，裝置進行選線的過程 中，可調(diào)節(jié)消弧線圈的電抗值，令其分別工作于"欠補償"和"過補償"兩種狀態(tài)，對應(yīng)的故障 線路零序?qū)Ъ{值應(yīng)分別位于第三象限（圖4中向量Y 1Q)和第二象限（圖4中向量Y1Q'），其變化 量ΛΥ1()即為消弧線圈電抗值調(diào)節(jié)前后的零序?qū)Ъ{值變化量，BP
[0049] ΔΥιο = Υιο，-Υιο = ΔΥ?〇 (5)
[0050] 而對于非故障線路i