[发明专利]适用于小电流接地系统的接地故障自愈系统

权利要求书

1.适用于小电流接地系统的接地故障自愈系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于实时采集输电线路的电气量数据；

控制处理器，根据电气量数据特征进行接地故障识别判断，当判定为单相接地故障时，则控制断路器三相跳闸，再进行三相自动重合闸，若故障消失重合闸成功，则表示为瞬时性故障；若重合闸失败，则控制断路器立即再次跳开，对侧断路器加速跳开，并控制备用电源自动投入，实现故障自愈；

数据存储模块，用于对数据采集模块采集的电气量数据，以及数据处理模块处理的中间数据与处理结果进行存储；

通信模块，用于数据采集模块与控制处理器之间的数据通信；

电源模块，用于为整个系统供电。

2.根据权利要求1所述的适用于小电流接地系统的接地故障自愈系统，其特征在于，所述电气量数据包括三相工频电压数据、三相电压行波数据和三相电流行波数据。

3.根据权利要求1所述的适用于小电流接地系统的接地故障自愈系统，其特征在于，所述数据采集模块采用高频测量装置，对于工频三相电压信号的采样频率为1kHz，对于三相电压行波信号和三相电流行波信号的采样频率均为1MHz。

4.根据权利要求1所述的适用于小电流接地系统的接地故障自愈系统，其特征在于，所述控制处理器根据电气量特征进行故障类型识别，具体包括：

先对采集到的工频电气量进行相序变换处理，进行工频量的三相解耦，将ABC三相的量分别转换为正序、负序和零序分量；

再对工频电气量进行离散傅里叶变换(DFT)，计算所需工频量的基波幅值得到工频三相电压；

最后进行单相接地故障判断，判据为：一相电压U_A小于设定阈值ε，接近于0；另外两相电压U_B和U_C超阈值U_set，上升为原来的倍；零序电压U₀超阈值U_0.set；对应工频启动判据为：

5.根据权利要求1所述的适用于小电流接地系统的接地故障自愈系统，其特征在于，若为单相接地故障，则断路器三相跳闸，具体包括：

先对采集到的行波电气量进行相模变换处理，对行波量进行三相解耦，所述相模变换包括凯仑贝尔变换和克拉克变换，并利用零模电压行波与零模电流行波来判断断路器位于故障点的电源侧还是负荷侧。

6.根据权利要求5所述的适用于小电流接地系统的接地故障自愈系统，其特征在于，所述利用零模电压行波与零模电流行波来判断断路器位于故障点的电源侧还是负荷侧，具体为：

对零模电压行波与零模电流行波进行二进小波变换，选择三次B样条函数的导数作为二进小波变换的基本小波函数，并采用第三尺度小波变换模极大值，用初始零模电压行波与初始零模电流行波所对应的小波变换模极大值M_U、M_I的正负来表征行波的极性：

行波启动判据为：电压行波与电流行波首波头模极大值极性相反，判定启动，保证电源侧断路器先跳闸；

时间整定原则为：断路器动作时间按照梯形原则整定，从线路末端到线路首端整定时间依次增加。

7.根据权利要求1所述的适用于小电流接地系统的接地故障自愈系统，其特征在于，对侧断路器加速跳开，备用电源自动投入，具体包括：

根据断路器再次跳开后健全相的电气量特征，构造加速判据，加速对侧断路器跳闸，对侧断路器的加速判据为：

在时间窗内，线路连续两次出现三相低电压，三相电压同时接近于0；

对侧断路器加速跳开后，控制自动投切装置将备用电源投入，实现原负荷侧线路的供电恢复。