[发明专利]具有双互感器配置的配电网接地保护装置及其采样控制方法

说明书

本发明公开了一种具有双互感器配置的配电网接地保护装置，包括FPGA主控模块、具有双互感器配置的模拟量采样模块、以太网模块、开入开出模块、人机交互模块、供电模块；所述FPGA主控模块分别与模拟量采样模块、以太网模块、开入开出模块、人机交互模块电连接；所述供电模块分别向FPGA主控模块、模拟量采样模块、以太网模块、开入开出模块、人机交互模块提供所需的工作电压。本发明能满足大信号和小信号的测量精度要求，分别对应低故障电阻和高故障电阻下的情况；采用阈值切换的控制方式对两个互感器的采样信号值进行选择和切换，实现对采样信号的优化选择。

技术领域

本发明涉及配电网继电保护技术领域，更具体的，涉及一种具有双互感器配置的配电网接地保护装置及其采样控制方法。

背景技术

中性点小电阻接地系统在配网中的应用广泛，单相接地故障作为配网故障的主要类型之一，目前主要的保护配置方案是阶段式零序电流保护，但其灵敏性受过渡电阻的影响较大，无法满足单相高阻接地故障检测的要求。目前的解决办法中，除了利用零序电流外，还可以通过引入零序电压来提高阻接地故障检测的灵敏性和准确性。同时，由于发生高阻接地故障时，零序电流和零序电压都会明显比金属性接地故障时小得多，例如在故障电阻为1000欧时，其零序电流约为低阻时的百分之一。

而目前针对配电网馈线保护的保护装置在设计时大多数只考虑大信号的情况，其电压电流互感器在小信号的情况下精度较低，无法满足高阻接地故障检测这种要求数据精度较高的情况。零序电压电流数值上较大的偏差会对高阻接地故障检测算法造成一定的影响，严重时甚至会导致保护的误动作，扩大停电面积，对人们的日常生活及生产造成较大的困扰。

高阻接地故障检测算法要求保护装置具有高速的数据采集和处理能力，以及能够存储大容量的数据，然而目前配电网保护装置普遍存在采样精度低、频率低、硬件配置低等问题，很难满足高阻接地故障检测的需求。

发明内容

本发明为了解决目前配电网保护装置普遍存在采样精度低的问题，提供了一种具有双互感器配置的配电网接地保护装置，其所配置的双互感器能提高采样精度低，满足低故障电阻下大信号的测量精度要求，同时满足高故障电阻下小信号的测量精度要求。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种具有双互感器配置的配电网接地保护装置，包括FPGA主控模块、具有双互感器配置的模拟量采样模块、以太网模块、开入开出模块、人机交互模块、供电模块；所述FPGA主控模块分别与模拟量采样模块、以太网模块、开入开出模块、人机交互模块电连接；所述供电模块分别向FPGA主控模块、模拟量采样模块、以太网模块、开入开出模块、人机交互模块提供所需的工作电压；所述FPGA主控模块根据模拟量采集模块采集信号的大小选择切换采样信号通道。

本发明所述模拟量采样模块用于负责三相电压、零序电压、三相电流和零序电流的测量，将测量数据信息传输给FPGA主控模块，FPGA主控模块对测量数据信息进行处理，将测量数据信息通过以太网模块上传到IEC61850站层进行处理；所述人机交互模块用于显示测量结果、调试设置。所述供电模块用于向模拟量采样模块、以太网模块、开入开出模块、人机交互模块提供所需的工作电源。当检测到异常故障时，所述FPGA主控模块通过控制开入开出模块进行切断电路，实现配电箱保护。

优选地，所述供电模块包括第一供电模块、第二供电模块、第三供电模块、第四供电模块、第五供电模块；所述第一供电模块的输出端接FPGA主控模块的电源端；所述第二供电模块的输出端接模拟量采样模块的电源端；第三供电模块的输出端与以太网模块的电源端连接；所述第四供电模块的输出端接开入开出模块的电源端，所述第五供电模块的输出端接人机交互模块的电源端。