[发明专利]高抗干扰能力的直流系统接地故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及高抗干扰能力的直流系统接地故障检测方法，属于电力检测领域。 

背景技术

直流电源在发电厂和变电站中应用广泛。在正常状态下，它向指示继电器、信号灯、接触器线圈等直流负荷供电，向断路器电磁操作机构的跳闸线圈、合闸线圈供电，在交流电源发生故障时，为继电保护及自动装置、断路器的合闸线圈、跳闸线圈、载波通信装置等提供工作直流电源，其作用更是不可替代。直流电源对电力系统的安全可靠运行起着重要作用。 

一点接地是直流系统最常见的绝缘破坏故障之一，若不能及时找到并排除接地点，在系统出现多点接地时，容易引起直流负载不能正常工作、继电器误动作等严重后果。根据变电站及电厂直流系统设计国家标准，直流系统继电器、控制回路等能保证正常工作的接地电阻值应不小于20kΩ，因此判断直流系统接地的标准主要是接地电阻值是否小于20kΩ。 

目前主要采用电桥法和交流信号注入法监测直流系统的接地故障。电桥法的基本原理是将直流系统正负极接地等效电阻和人为设置的两个电阻组成电桥，系统正常时，电桥平衡，当系统出现某一点接地时，电桥失去平衡，产生报警信号。该方法电路简单，成本低廉，但对某些情况仍不能正常报警，目前该方法主要在支路数不多、控制、继电保护、自动装置回路简单、自动化水平较低及对供电可靠性要求不高的小电站使用较多。交流信号注入法通常采用如下原理实现：定时在直流系统母线和大地之间注入低频交流电流信号，在确定的故障支路上测量获得电流信号，注入的交流信号对应频率分量信号消失的地方即为故障点。该方法没有电桥法的缺点，是目前监测直流系统的接地故障的主流方法。 

交流信号注入法的关键点是判断注入的交流信号对应频率分量信号是否消失，由于采集得到信号干扰较多，尤其在出现非整数次谐波导致的非整周期采样时常规的傅里叶算法计算结果存在误差，存在误判断情况，必须研究加以改进。 

发明内容

本发明目的是为了解决采用交流信号注入法监测直流系统的接地故障，在存在干扰时测量不准确，导致误判断的问题，提供了一种高抗干扰能力的直流系统接地故障检测方法。 

本发明所述高抗干扰能力的直流系统接地故障检测方法，该方法包括以下步骤： 

步骤一、每隔一段时间T，在直流系统母线和大地之间注入频率低于工频的低频交流 电流信号，T=1s～5s， 

步骤二、在确定的故障支路上测量获得电流信号，利用谐波提取单元，并采用加窗插值法获得电流信号中的各个频率分量的信号， 

步骤三、比对步骤一注入的低频交流电流信号和步骤二获取的电流信号中的各个频率分量的信号，确定注入的低频交流信号对应频率分量信号消失的地方，该处即为故障点。 

步骤二中加窗插值法采用加Hanning窗插值傅里叶算法来实现，Hanning窗函数为： 

w(n)=12-12cos(2πNn),n=0,1,...,N-1---(1)]]>

N为自然数； 

采用加窗插值法获得电流信号中的各个频率分量的信号的过程为： 

步骤1、电流信号在加Hanning窗后信号的DFT结果为：