[发明专利]一种用于伪双极直流输配电线路单极接地故障定位系统

权利要求书

1.一种用于伪双极直流输配电线路单极接地故障定位系统，其特征在于，该系统由多个电压和电流测量系统构成，每个测量系统均包括直流电压测量前端、电流互感器、信号调理电路、信号采集电路、微处理器、开关控制电路以及通讯显示电路；其中，

直流电压测量前端和电流互感器用于分别对直流线路上的电压、电流进行测量，且电压测量前端能够在不同测量情况下根据微处理器控制进行分档测量；信号调理电路用于将来自直流电压测量前端和电流互感器的信号调理为信号采集电路可识别信号；微处理器接收来自信号采集电路的信号，并对直流线路运行情况进行分析及输出开关控制信号，实现直流电压测量前端的自校准和直流线路的接地故障检测；通讯显示电路用于数据传输及组网；使用时，每间隔设定距离，直流线路上安装一套电压和电流测量系统，当正极、或者负极出现接地故障，利用直流线路中的大电流在导线上形成的电压，进而根据所测得的每极的对地电压和电流来精确定位单极接地故障的发生位置；

测量系统中的直流电压测量前端包括两个结构相同的电压测量前端，分别完成直流线路的正极和负极电压测量，每个直流电压测量前端由依次串联的高压臂电阻R_H和低压臂精密电阻R_N-1、R_N的电阻分压器，以及分别并联在高压臂电阻R_H和低压臂电阻R_N-1上的电子开关K_H和K_N-1组成；

测量系统中直流电压测量前端的电阻分压器高压臂电阻的阻值自校正按如下方式进行，期间保持电子开关K_H断开；

(1)电子开关K_N-1关断时，由电阻分压原理得到低压臂输出电压V_N

式中，V_H表示高压臂电压值，k_N1表示电子开关K_N-1关断时的电阻分压器标称分压比；

(2)电子开关K_N-1导通时，由电阻分压原理得到低压臂输出电压V_N′

式中，k_N2表示电子开关K_N-1导通时的电阻分压器标称分压比；

(3)由式(1)和式(2)计算可得高压臂电压校准值R_H和待测直流高电压值V_H分别为

2.根据权利要求1所述的一种用于伪双极直流输配电线路单极接地故障定位系统，其特征在于，测量系统中直流电压测量前端能够通过切换电子开关K_N-1的通断，分时对低压电阻臂电阻R_N上的输出电压采样以实现电阻分压器高压臂电阻阻值的自校正；该直流电压测量前端通过控制电子开关K_H的通断，在常规直流高电压测量时和单极故障接地故障定位时实现量程的自动切换。

3.根据权利要求1所述的一种用于伪双极直流输配电线路单极接地故障定位系统，其特征在于，测量系统中的直流电压测量前端的电子开关K_H和K_N-1满足漏电流小于1微安、响应时间小于0.1毫秒以及导通电阻小于1欧姆的要求；其中电子开关K_H耐受电压满足待测直流输配电系统的电压测量等级要求，或者是继电器或场效应管；电子开关K_N-1耐受电压在200V以上，或者是继电器和场效应管。

4.根据权利要求1所述的一种用于伪双极直流输配电线路单极接地故障定位系统，其特征在于，测量系统中直流电压测量前端的电阻分压器的高压臂电阻R_H、低压臂精密电阻R_N-1和精密电阻R_N的阻值由待测电压的电压等级以及待测输电线路的负荷电流大小决定，保证电阻分压器串联电路的电流为10微安至1毫安之间，以及伪双极直流输配电线路正常工作时和单极故障定位时低压臂R_N上的输出电压绝对值范围始终为0～10V；电阻值精密度由测量准确度等级确定，且优于0.01％，电阻均为低温漂电阻，温度漂移小于1ppm/℃。