[发明专利]一种查找电网小电流单相接地故障的装置及其查找方法

权利要求书

1.一种查找电网小电流单相接地故障的装置，其特征在于：其包括零序CT/PT、自动拉 路控制装置、控制模块及拉路序列表；所述零序CT/PT装设于小电流接地系统的各线路上， 所述零序CT/PT的采样端与所述小电流接地系统的各线路上零序电流/电压端相连接，所述 零序CT/PT的输出端接入所述自动拉路控制装置的信号输入端；所述自动拉路控制装置包 括主控单元、数据采集及处理单元、开关位置输入输出模块和外部触发模块；所述零序CT/ PT的输出端经数据采集及处理单元与主控单元相连接，所述主控单元的相应端与开关位置 输入输出模块双向连接，所述外部触发模块的输出端接所述主控单元的的触发信号输入 端；所述控制模块装设在所述小电流接地系统的中性点处，所述控制模块与所述开关位置 输入输出模块双向连接；所述主控单元上设有输入所述拉路序列表的信号口。

2.根据权利要求1所述的一种查找电网小电流单相接地故障的装置，其特征在于：所述 控制模块为在所述小电流接地系统中性点装设的可调电感、可短时投切电阻或可短时投切 电容。

3.根据权利要求1所述的一种查找电网小电流单相接地故障的装置，其特征在于：所述 数据采集及处理单元包括电流/电压互感器、放大回路和A/D转换电路；所述零序CT/PT的输 出端接入电流/电压互感器的输入端，所述电流/电压互感器的输出端依次通过放大回路和 A/D转换电路输出至所述主控单元。

4.根据权利要求1所述的一种查找电网小电流单相接地故障的装置，其特征在于：所述 自动拉路控制装置还包括电源模块，所述电源模块与所述主控单元的电源端相连接。

5.根据权利要求1所述的一种查找电网小电流单相接地故障的装置，其特征在于：所述 自动拉路控制装置还包括输入/输出设备，所述输入/输出设备包括键盘和/或液晶显示模 块，所述输入/输出设备与主控单元连接。

6.根据权利要求1所述的一种查找电网小电流单相接地故障的装置，其特征在于：所述 拉路序列表统计各变电站一年内变电站分路的单相小电流接地、跳闸总次数，所述拉路序 列表按接地、跳闸总次数由多到少的次序进行排序；在发生小电流单相接地、跳闸时重新填 写、更新所述拉路序列表，将更新后的所述拉路序列表输入自动拉路控制装置中。

7.利用权利要求1~6任一所述的一种查找电网小电流单相接地故障的装置的查找方 法，其特征在于步骤如下：

（1）发生小电流接地故障；

（2）将拉路序列表导入主控单元，所述主控单元读取拉路序列表：

统计各变电站一年内变电站分路的单相小电流接地故障总次数，并依此编制拉路序列 表，并将拉路序列表导入所述自动拉路控制器；

所述单相小电流接地故障总次数为接地、跳闸总次数，所述拉路序列表按接地、跳闸总 次数由多到少的次序进行排序；

在发生小电流单相接地、跳闸时应及时填写、更新该拉路序列表，实行动态管理，将更 新后的拉路序列表输入自动拉路控制装置中；

（3）零序CT/PT进行采样，分析处理零序CT/PT的采样信号；

（4）自动拉路控制装置进行诊断是否符合动作判据；

（5）若符合动作判据，由自动拉路控制装置进行试拉；

（6）在试拉完毕后，确认断路器已经断开，延时10秒，等待SCADA数据刷新；

（7）观察故障信号是否复归，若信号未复归，返回至步骤（3）；

（8）若信号复归，则结束试拉。

8.根据权利要求7所述的一种查找方法，其特征在于：所述步骤（4）自动拉路控制装置 进行诊断是否符合动作判据的具体方法如下：

按照所述拉路序列表确定的拉路顺序进行诊断，线路的诊断步骤如下：

a、零序CT/PT装设于各线路的分段断路器上，分别在系统发生单相接地前、后完成对各 线路零序电流/电压的采样，并将采样信号送到自动拉路控制装置；

b、自动拉路控制装置通过控制模块在接地过程中改变系统零序阻抗等线路参数，比如 控制消弧线圈小范围改变补偿度、短时投切电阻、短时投切电容等方法来实现对零序回路 的控制；控制模块改变回路的时间一般每次维持2～3个工频周波即可；

c、零序回路的线路参数改变后，自动拉路控制装置再采集各线路改变后的零序电流， 计算出线路参数改变前、后的各线路零序电流差值ΔI₀，并根据零序电流差值ΔI₀对各线路 进行排序，改变前、后零序电流差值最大的线路即为故障线路；

d、零序CT自动检测零序电流，测得的零序电流数据经滤波、隔离处理后传递给数据采 集及处理单元；零序PT自动检测零序电压，测得的零序电压数据经降压、滤波和隔离处理后 传递给数据采集及处理单元；数据采集及处理单元对零序电流和零序电压进行矢量计算和 处理，得到零序电流、零序电压、零序电流超前零序电压的超前角，并根据零序电流、零序电 压、零序电流超前零序电压的超前角判断单相接地故障发生的区段；e、在不接地系统中， 当某分段开关检测到零序电流大于设定的门槛值、零序电压大于设定的门槛值时，如果零 序电流超前零序电压的超前角为180～270°，则判断接地故障发生在该分段开关的负荷侧； 当零序电流超前零序电压的超前角为0～90°时，则判断接地故障发生在该分段断路器的电 源侧；在消弧线圈接地系统中，当某分段断路器检测到零序电流大于设定的门槛值、零序电 压大于设定的门槛值时，如果零序电流超前零序电压的超前角为90～270°，则判断接地故 障发生在该分段断路器的负荷侧；当零序电流超前零序电压的超前角为0～90°时，则判断 接地故障发生在该分段断路器的电源侧。