[实用新型]一种零序电流载波信号发生装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统单相接地故障检测技术领域，尤其涉及一种零序电流载波信号发生装置。

背景技术

在10kV/35kV配电网中，单相接地故障是配电系统最常见的故障占，线路总故障的70％～80％。单相接地不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。及时找出故障点并对故障点进行隔离是十分必要的，一方面可以提高对用户供电的可靠性，另一方面可保证电网设备的安全运行。在配电网发生单相接地故障时，其中一个重要特征就是会产生零序电流，大多数故障定位方法也是基于对零序电流特征的分析，因此准确的检测零序电流并将这个零序电流信息传输至变电站，是十分必要的。

目前国内采用的方法主要分为两种：第一种是通过无线传输方式，将零序电流互感器提取的零序电流信号通过传感器转化为电磁信号，再通过无线传输方式传输至基站内，其缺点是信号衰减和畸变很严重，较难准确还原原始零序电路信号。第二种是通过光电传感器，将零序电流互感器提取的零序电流信号转化为光信号，再通过光纤传输至变电站读取，此种方式十分复杂，且成本极高，无法大规模实用。

目前两种典型的配电网零序电流检测及传输方法，分别存在检测精度不高、方式复杂、成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种能准确的对配电网零序电流进行检测，并可靠的将该零序电流信号的幅值、相位信息传输至变电站母线处的装置。实现配电网零序电流检测，为故障定位提供依据。

为实现本实用新型目的之一，本实用新型采用的技术方案是：一种零序电流载波信号发生装置，包括配电网和变电站母线，还包括零序电流载波信号源和母线信号接收器；所述零序电流载波信号源安装在配电网出线节点处，用于将该节点处提取的零序电流信号转化为高频载波信号；所述零序电流载波信号源与配电网、故障点、大地、变电站母线形成回路；安装在变电站母线处的母线信号接收器通过提取所述高频载波信号，获取零序电流的幅值和相位信息。

在上述的零序电流载波信号发生装置中，所述零序电流载波信号源包括接入所述配电网线路的电流互感器，并联在所述电流互感器两端的电阻，以及并联在电阻两端的双向电力电子开关；通过高频方波信号控制所述双向电力电子开关的通断。

在上述的零序电流载波信号发生装置中，所述母线信号接收器包括一个电阻和三个电容，所述三个电容接入变电站母线再与一个电阻相连，且所述电阻接地。

在上述的零序电流载波信号发生装置中，所述高频方波信号频率范围在几十kHz到数百kHz。

本发明零序电流载波信号发生装置具体实施时，通过电流互感器二次侧并入电阻提取配电网线路的零序电流信号，并在该电阻两端并入双向电力电子开关；用频带范围数十kHz到数百kHz的高频方波信号控制双向电力电子开关的开通与关断，从而对电阻两端与零序电流成正比的工频电压信号进行高频载波调制，形成零序电流高频载波信号；所述高频载波信号经电流互感器耦合至一次侧，加至输电线；所述高频载波信号包含了零序电流的幅值和相位信息，并与线路、大地形成回路，传至变电站母线；通过装设在变电站母线的母线信号接收器提取高频载波信号，并对高频载波信号进行处理，获取线路零序电流的幅值和相位信息，准确检测配电网零序电流。所述加至输电线的高频载波信号电压为1V以内，频率在几十kHZ以上，对电网的影响小，能够实现配电网零序电流远程传输与检测。

本实用新型的有益效果是：能实现配电网零序电流远程传输与检测，实现方式简单，成本较低。通过准确、可靠的配电网零序电流检测，为故障定位提供依据。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例零序电流载波信号发生装置结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例零序电流载波信号源拓扑结构图；

图3为本实用新型一个实施例电力电子开关的PWM控制信号示意图；

图4为本实用新型一个实施例零序电压调制系数S(t)示意图；

图5为本实用新型一个实施例原始零序电压信号U₀(t)示意图；

图6为本实用新型一个实施例电力电子开关调制后的零序电压信号U₀'(t)＝S(t)U₀(t)示意图；

图7为本实用新型一个实施例注入到线路中的高频零序电压信号U_s(t)示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。