[发明专利]小电流接地系统故障定位直流注入法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种小电流接地系统发生单相接地时故障点的定位方法，方法采用信号电流注入原理，通过分布在输电线路各处的信号电流检测装置来检测信号电流的流经路线，从而确定故障点的位置。

二、背景技术：

变压器中性点非直接接地系统俗称：小电流接地系统。小电流接地系统输电线路发生单相接地时没有明显的短路电流，查找十分困难。目前查找小电流接地系统接地故障点的方法有很多种，相对准确性较高的应该数电流注入法。电流注入法又包括有效电阻注入法、电抗器注入法、电容器注入法、谐波注入法等。前三种注入法属于基波注入法，基波注入法注入的电流较大，对电网有一定冲击，实现难度较大。谐波注入法注入电流小，但容易受分布电容的影响。现有的各种注入法都属于交流注入法在接地电阻和线路布电容比较大时，误判的情况明显增多，这些注入法使用的设备造价比较高，一般多在变电所使用。

三、发明内容：

为了使注入信号尽量不受分布电容和接地电阻的影响，本实发明提供一种在输电线路上直接注入直流电流信号的方法，注入的信号电流可以容易的被分布在输电线路各点的直流信号检测器检测到，通过判断线路有、无直流信号电流可以实现接地故障点的定位。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：任意选择电网的两相作为直流电流注入相，直接在相与地之间接入用限流电阻和可控半波整流电路实现直流电流注入，在检测到线路相电压超过正常值20％时，控制可控硅间歇导通。在线路分布的测量点上安装直流检测器，直流检测器的电流取样方式为带短路环的铁心在缝隙中嵌入线性霍尔元件，短路环的作用是抑制交流，防止磁路饱和。直流检测器的测量电路用单片机实现。

本发明受分布电容和接地电阻的影响小，直流注入方法简单，对交流电流的限流作用明显，直流检测器灵敏度高。

四、附图说明：

图1是本发明注入器的应用实施例结构图；

图2是本发明注入器的应用实施例整流模块电路原理图；

图3是本发明直流检测器的应用实施例结构图；

图4是本发明直流检测器的应用实施例电路原理图。

五、具体实施方式：

在图1中，限流电阻③和整流模块④安装在中空绝缘子②内，通过固定螺杆①安装。限流电阻和整流模块分组设计可降低对可控硅的要求，本实施例每组耐压2000V，共6组，应用在6000V等级的电网。限流电阻将注入电流限制在100毫安，整流模块12A，在2倍避雷器放电电压的雷击下可控硅不过载。

在图2中，限流电阻R1为1千欧姆，压敏电阻R2击穿电压2千伏，可控硅G用耐压2千伏以上的单向硅，控制电路触发设定电压有效值720V~740V。每次导通的时间主要受限流电阻R1的温度升高限制，本实施例为10个周波。间断时间主要考虑注入器外表面的散热，本实施例为20秒，这样6KV线路接地时注入器暂态功率为6千瓦，平均功率30瓦。

在图3中，①为铁心，②为短路环，主要用于防止铁心饱和，消除高次谐波干扰，③为霍尔元件，④为电路板，⑤为指示窗口，动作时旋转变红，发光二极管亮。

在图4中，①为电源4.8V充电电池，②霍尔元件，采用SS495A线性霍尔芯片，③为单片机，采用ATMEGA8L芯片，④为晶振8MHz，⑤为发光二极管，⑥指示旋转驱动线圈。单片机内带10位A/D，采样频率为3600Hz，数字滤波采用宽度为20毫秒整数倍的矩形窗低通滤波，能将50Hz的整数次波滤掉。采用连续两次直流有效判据，防止电网暂态过程中非周期分量的影响。