[实用新型]一种35kV配网单相接地故障类型判断装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网故障类型诊断装置，具体是一种35kV配网单相接地故障类型判断装置。 

背景技术

目前我国35kV配网中性点接地方式主要有：中性点不接地、中性点经小电阻接地、中性点经高电阻接地以及中性点经消弧线圈接地。每种中性点接地方式都有其自身的优缺点。且运行经验表明，每种单一的中性点运行方式都未能满足系统对供电可靠性及设备安全运行的要求。于是，研究人员提出兼具以上几种中性点接地方式的优点，并摒弃其局限性的中性点复合运行方式，即消弧线圈根据单相接地的故障类型决定投入或不投入。而如何准确判断出单相接地故障为何种类型，既而做出消弧线圈的动作决策，是中性点复合接地方式的关键技术问题。

有研究人员通过对比铁磁谐振与单相接地故障情况下三相电压及零序电压之间的差异，并在此基础上提出了基于零序电压和三相电压综合对比的辨识方法。该方法设计相对简单，适用性强。但没有详细讨论如何在多种单相接地故障类型中判断出永久性接地故障和瞬时性接地故障。

有研究人员根据输电线路发生单相接地故障断开时，断开相两端的电压相角差判断接地故障的类型。在永久性故障情况下，断开相两端的电压相角大于瞬时性故障时断开相两端的电角相位差，通过计算整定一个角度，故障发生时，断开相两端的电压相角差大于此值判定为永久性故障，断开相两端的电压相角差小于此值判定为瞬时性故障。但该方法的判断依据主要在超高压电网中存在，在35kV配网中并不一定成立，即相角差的区别并没有那么明显。而且该方法的前提是故障线路已经断开，但中性点复合运行方式对故障类型判断的要求是故障发生时，故障线路断开前，已判断出接地故障类型。

还有研究人员提出利用小波变换和多重分析对过电压信号进行特征提取，并将得出的特征值输入神经网络过电压分类系统进行分类。经实测和仿真过电压信号的验证，该方法具有较高的准确率。该方法由于识别种类较多，识别过程较为复杂，更重要的是没有针对弧光接地过电压进行优化，计算速度相对较慢，无法满足快速准确识别弧光接地过电压的实际需求。

目前还没有35kV配网单相接地故障类型判断的硬件装置。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种35kV配网单相接地故障类型判断装置，快速准确地判断35kV配网单相接地故障类型。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种35kV配网单相接地故障类型判断装置，包括三个结构相同的判断单元，所述判断单元包括与所述35kV配网的电压互感器连接的信号采集模块，所述信号采集模块与整流模块连接，所述整流模块输出端与电压比较器同相端连接，所述电压比较器输出端接入计数器；所述三个判断单元的三个计数器最高位输出端均与一个三输入与门的输入端连接，所述三输入与门的输出端与电流放大器件的第一极连接，所述电流放大器件的第二极接直流电源，所述电流放大器件的第三极与继电器的线包串联后接地，所述继电器的触点与所述35kV配网的消弧线圈连接。

所述信号采集模块包括变压器，所述变压器的一次侧和二次侧各并联有一个瞬态电压抑制器；所述变压器一次侧与所述35kV配网的电压互感器二次侧连接。瞬态电压抑制器可以抑制接地时刻的暂态冲击过电压。

所述变压器的变比为20:1，保证本发明装置中的运算放大器输入电压不超过其最大允许值。

所述信号采集模块与所述整流模块之间接有滤波模块，用来滤掉电网中正常运行时的高次谐波以及发生高频铁磁谐振产生的高频电压信号。本发明中，滤波模块为带通滤波器，所述带通滤波器包括二阶低通滤波器和与所述二阶低通滤波器连接的高通滤波器，既可以消除高频信号的影响，又可消除分频谐振过电压影响。

所述整流模块包括两个运算放大器、一个由两个二极管串联组成的二极管支路，第一运算放大器负输入端通过第一电阻与所述带通滤波器输出端连接，所述第一运算放大器正输入端接地；所述第一运算放大器输出端接入所述二极管支路的两个二极管之间；所述二极管支路的一端接入第六电阻和第五电阻之间，所述二极管支路的另一端接入第七电阻和第十四电阻之间；所述第六电阻与所述第七电阻连接；所述第五电阻、第十四电阻分别接入第二运算放大器的负输入端和正输入端；所述第二运算放大器输出端通过第十六电阻与所述第二运算放大器负输入端连接。整流模块可以使输出全为正值，配合电压比较器使用，使电压比较器输出为低电平。