[发明专利]小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种小电流接地配电系统，更特别地说，是指一种适用于中性点不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地的配电系统的接地故障方向诊断系统。

背景技术

电力系统中性点接地方式分为两大类：大电流接地和小电流接地。

大电流接地方式即中性点直接接地或经小电阻接地的方式。其特点是系统发生接地故障，特别是单相接地故障时，非故障相对地电压不升高，但接地相故障电流较大，对电力系统本身及对邻近的通信线和信号线都会造成较大的危险和干扰，所以必须迅速切除故障部分。大电流接地方式主要用于110KV及以上的输配电系统。

我国3～66KV中压电网的中性点一般采用不接地或经消弧线圈接地的方式，当发生单相接地故障时，流过故障点的电流很小，所以称为小电流接地电网。小电流接地系统发生单相接地故障的几率最高，这时供电仍能保证线电压的对称性，且故障电流较小，不影响对负荷连续供电，故不必立即跳闸，规程规定可以继续运行1～2h。但随着馈线的增多，电容电流也在增大，长时间运行就易使故障扩大成两点或多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行，所以必须及时找到故障线路予以切除。

单相接地故障占小电流接地系统故障的80％以上，且此时稳态接地电流的幅值较小，谐振接地系统更是如此，给故障判断增加了不小的难度。单相接地故障的检测和可靠识别一直没有得到彻底解决。

发明内容

本发明的目的是提出一种小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统，该系统根据馈线接地故障稳态分量，提取容性电压和零序电流，对容性电压、零序电流的进行分析及比较，提取出容性电压与零序电流的相位关系；在小电流接地配电系统中采用高压带电显示器替代零序电压互感器，只需要提取高压带电显示器的容性电压和系统零序电流，即可判断接地故障方向所在。本发明的接地故障方向诊断系统拾取出的接地故障方向信号能够通知配电站的控制器，并由控制器作出相应的动作，有利于保护配电系统。

本发明的一种小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统，采用了高压带电显示器HS替代零序电压互感器PT，所述高压带电显示器HS连接在三相电源的电源侧，或者连接在三相电源的负荷侧；所述高压带电显示器HS包括有第一电容传感器C7、第二电容传感器C8、第三电容传感器C9、第一等效电阻R4、第二等效电阻R5、第三等效电阻R6；第一电容传感器C1的电容量记为DC₁、第二电容传感器C2的电容量记为DC₂、第三电容传感器C3的电容量记为DC₃，且DC₁＝DC₂＝DC₃；第一等效电阻R4的阻值记为DR₄、第二等效电阻R5的阻值记为DR₅、第三等效电阻R6的阻值记为DR₆，且DR₄＝DR₅＝DR₆。

所述的小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统的诊断方法包括有下列诊断步骤：

诊断步骤一：采集电阻R0上的容性电压U；

诊断步骤二：采集零序电流互感器ZCT上检测到的零序电流I₀；

诊断步骤三：容性电压U经第一低通滤波器11进行滤波处理，滤除高频分量，得到50Hz的正弦信号DU；

零序电流I₀经第二低通滤波器21进行滤波处理，滤除高频分量，得到50Hz的正弦信号DI₀；

诊断步骤四：正弦信号DU经第一过零比较器12进行过零比较处理，得到50Hz的方波信号SU；

正弦信号DI₀经第二过零比较器22进行过零比较处理，得到50Hz的方波信号SI₀；

诊断步骤五：方波信号SU与方波信号SI₀经单片机13进行超前/滞后相位检测处理，得到接地故障方向。

本发明小电流接地配电系统的接地故障方向诊断系统的优点在于：

①采用高压带电显示器替代零序电压互感器，只需要提取高压带电显示器的容性电压和系统零序电流，即可判断接地故障方向所在。

②本发明设计的高压带电最示器HS具有多个等效支路，以等效支路上的相电流相量之和即容性电流I，所述容性电流I经微电流互感器MCT和电阻R0转换成容性电压U。这种的转换方式，能够方便单相接地故障方向诊断。