[发明专利]一种用于消弧线圈接地系统的中电阻选线系统

权利要求书

1.一种用于消弧线圈接地系统的中电阻选线系统，其特征在于，包括：数据采集模块、阻抗计算模块、以及选线算法模块；

所述数据采集模块，用于采集中电阻选线所需要的电网零序电压、各支路零序电流信号；并将采集到的电网零序电压、支路零序电流信号传输给所述阻抗计算模块、选线算法模块；

所述阻抗计算模块，接收来自所述选线算法模块的启动命令、接收所述数据采集模块的电网零序电压、各支路零序电流信号，并对这些信号进行稳态阻抗计算；计算得到的各支路阻抗输入到选线算法模块；

所述选线算法模块，接收来自数据采集模块的零序电压信号，进行故障发生及恢复的判断、控制中电阻的投退，并在故障发生后启动所述阻抗计算模块；接收来自阻抗计算模块的各支路在中电阻投退前后的稳态阻抗，并依据各支路稳态阻抗的变化进行选线算法分析，从而判断出接地支路。

2.根据权利要求1所述的一种用于消弧线圈接地系统的中电阻选线系统，其特征在于，所述数据采集模块，采集电网零序电压、支路零序电流信号；为保证后续阻抗计算的准确，本模块采用了多路同步、高速采样的技术；其中：

多路同步采样，可以满足100路交流电压或电流、同步误差不超过1μS的全同步采集；多路高速采样，可以对每路交流电压或电流进行12.8kHz以上的高速采集。

3.根据权利要求1所述的一种用于消弧线圈接地系统的中电阻选线系统，其特征在于，所述阻抗计算模块，对来自数据采集模块的电压、电流信号进行稳态阻抗计算，并将阻抗计算结果传输给所述选线算法模块；

所述阻抗计算模块，主要针对的是中电阻投退前后，各支路的阻抗；由于中电阻投退前后，电网的单相接地都处于稳态情况，因此阻抗计算模块只需要计算稳态情况下的各支路阻抗；

所述阻抗计算模块，采用均方根算法，计算电网零序电压的有效值、各支路零序电流的有效值，从而计算出各支路的稳态零序阻抗；其计算方法为：

R_k＝U_k/I_k

4.根据权利要求1所述的一种用于消弧线圈接地系统的中电阻选线系统，其特征在于，所述选线算法模块，进一步包括：故障识别子模块、选线判断子模块，其中：

所述故障识别子模块，接收来自数据采集模块的零序电压数据，然后采用均方根算法，计算出零序电压的有效值；当零序电压有效值超过预先设定故障电压值后，认为故障发生，此时记录故障发生的时间，并启动阻抗计算模块；当零序电压恢复到设定的故障电压值以下时，认为故障结束，此时记录故障的结束时间，并停止阻抗计算模块；

所述故障识别子模块，在识别出故障发生、并启动阻抗计算模块后，持续判断故障状态，若故障持续存在1S以上，则记录此时所述阻抗计算模块传来的各支路的阻抗，作为初始阻抗，然后投入中电阻；中电阻投入0.5S以后，再次记录此时所述阻抗计算模块传来的各支路的阻抗，作为最终阻抗，然后切除中电阻。初始阻抗、最终阻抗，都输入到选线判断子模块，供选线计算使用；

所述选线判断子模块，接收来自于所述故障识别子模块传来的各支路初始阻抗、最终阻抗，找到阻抗变化绝对值最大的支路，即为接地支路。其计算方法为：

所述选线算法模块，在进行选线判断时，考虑到中电阻投入后，会改变接地电阻，从而造成电网零序电压改变，进而造成全部支路的电流也相应产生改变，因此直接采用电流的变化是不能准确判断接地支路的；而线路的稳态阻抗，对正常线路而言，体现的是线路本身的零序阻抗，与中电阻是否投入及接地电压无关；对接地线路而言，体现的是中电阻与其他正常支路的零序阻抗并联之和，因此投入中电阻前后阻抗的变化只会体现在接地支路上，从而能够准确的选出接地支路。

5.根据权利要求1～4任一所述的一种用于消弧线圈接地系统的中电阻选线系统，其特征在于，所述阻抗计算模块，仅需要在接地故障发生后运行，并在投切中电阻前后进行计算。在电网未发生接地故障时，依电网自身的电气特点，电网零序电压很小，各支路零序电流也很小，此时计算出的稳态阻抗是不准确的，不能用于选线算法计算；只有当系统发生单相接地，零序电压、各支路零序电流足够高时，计算出的稳态阻抗才足够精确，此时才可以用于选线计算。

6.根据权利要求5所述的一种用于消弧线圈接地系统的中电阻选线系统，其特征在于，其中所述阻抗，是指线路、以及中电阻的零序回路的对地零序阻抗；其反映的是线路、中电阻自身的阻抗特性，只与线路、中电阻自身的电气设计参数、制造过程相关，与具体接地过程、电网运行情况无关，可以明确的作为特征信号用来识别接地故障，通过计算此阻抗及其阻抗变化，即可快速准确的判断出接地支路。