[发明专利]基于GPRS的小电流接地选线保护装置及保护方法

权利要求书

1、基于GPRS的小电流接地选线保护装置，其特征是包括电源模块、电量信号采集模块、显示模块、开关量输出模块、单片机模块、通讯模块和GPRS模块，电源模块、电量信号采集模块的输出连接单片机模块，显示模块、开关量输出模块和通讯模块与单片机模块双线连接，通讯模块与GPRS模块由RS232连接，电量信号采集模块由电流、电压互感器和运算放大器、滤波电路组成，滤波电路为二阶压控电压源低频滤波电路，单片机模块包括C8051F206芯片、相应的晶振电路和复位电路，显示模块由LED显示灯组成，开关量输出模块由继电器、驱动三极管和保护电路组成，通讯模块由RS232电平转换芯片和保护电路组成。

2、根据权利要求1所述的基于GPRS的小电流接地选线保护装置，其特征是所述电源模块由电流/电压变换器获得电量信号采集模块的电流互感器二次侧的电流，经过共模和差模抑制电路、整流滤波电路、集成稳压芯片、定电压输入高隔离非稳压单输出得到所需电压，具体为：电量信号采集模块的电流互感器二次侧的电流经过共模和差模抑制电路和整流滤波电路接入集成稳压芯片7805和SPX1117M3_3.3，分别输出5V和3.3V的电压，由去耦电容和旁路电容保证输出的稳定，其中5V电源经过定电压输入高隔离非稳压单输出为通讯模块提供5V的隔离电源，3.3V为单片机C8051F206提供电源。

3、根据权利要求1或2所述的基于GPRS的小电流接地选线保护装置，其特征是复位电路为飞利浦公司的电压检测芯片MAX708RD，连接C8051F206芯片的复位端。

4、基于GPRS的小电流接地选线保护方法，其特征是采用零序补偿导纳方法，在单相接地稳态下采集零序电压、零序电流，由于单相接地后零序电压为U₀∈(30V，100V)，当监测到零序电压超过30V后启动选线程序，其故障判断步骤如下：

(1)初始化；

(2)根据要进行故障判断的接地方式，确定进行中性点不接地NUS故障判断或中性点经消弧线圈接地NES故障判断；

(3)如果是NUS，单相接地稳态下，计算基波零序电压的正弦系数u_1s、基波零序电压的余弦系数u_1c、基波零序电流的正弦系数i_1s、基波零序电流的余弦系数i_1c，判断是否i_1su_1s+i_1cu_1c<0，i_1cu_1s-i_1su_1c<0，若同时满足，则发生了接地故障，转入步骤(6)，否则转入步骤(7)；

(4)如果是NES，计算补偿导纳，判断补偿导纳基准值Y_per，若满足|Y_per|<1.5％则发生了接地故障，转入步骤(6)，否则判断是否|Y_per|>20％，若满足则发生了接地故障，转入步骤(6)，若均不满足|Y_per|<1.5％和|Y_per|>20％，转入步骤(5)；

(5)判断补偿导纳角θ，若满足180°-θ₁<θ<180°+θ₂，则发生了接地故障，转入步骤(6)，否则转入步骤(7)，其中θ₁为过补偿动作边界角，θ₂为欠补偿动作边界角；

(6)计数器加1，计数器是否大于设定阈值，若满足报警，同时调用通讯子程序；否则转入步骤(2)；

(7)返回步骤(1)；

步骤(6)所述设定阈值为进行接地故障判断次数。