[发明专利]一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种小电流接地选线的系统及方法，尤其是一种直流自注式小电流接地选线的系统及方法。

背景技术

中压电网中性点非有效接地系统(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系统，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，困扰系统的安全运行。

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系统上的应用元件，中、低压系统上没有应用，因此，不具备实施条件。低压IT系统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系统及方法，其特征在于，其系统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(TA_D)，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(TA_D)才能有直流信号的输出。

对经消弧线圈接地系统，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X_C小于十分之一消弧线圈电感感抗X_L值，由X_L消除X_C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系统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系统及方法，其特征在于，其系统包括直流信号采集单元TA_D、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TA_D中每路馈出线的信号采集(TA_D)，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TA_D才能有直流信号的输出。

对经消弧线圈接地系统，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X_C小于十分之一消弧线圈电感感抗X_l值，由X_L消除X_C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。