[发明专利]一种具有电流回路自检功能的零序保护装置及方法

权利要求书

1.一种具有电流回路自检功能的零序保护装置，其特征在于，包括：零序电流互感器、低频电流产生模块、电流采集模块、通讯模块和保护处理器；

所述零序电流互感器安装于开关柜的零序电流二次回路中，用于获取所述零序电流二次回路的二次电流；

所述低频电流产生模块的输出端与所述零序电流互感器的输入端连接，所述低频电流产生模块用于向所述零序电流互感器输入低频非工频电流，使得所述零序电流互感器感应生成二次电流发送至所述零序电流二次回路，所述低频非工频电流小于0.8倍预设零序保护动作电流值；

所述电流采集模块的输入端与所述零序电流互感器的输出端连接，所述电流采集模块的输出端与所述保护处理器的输入端连接，用于通过所述零序电流互感器采集零序电流二次回路中的二次电流，还用于将所述二次电流进行模数转换为电流数字信号，还用于将所述电流数字信号传输至所述保护处理器；

所述通讯模块用于接收所述保护处理器发送的保护跳闸信号和所述零序电流二次回路的接触状态的识别结果，所述零序电流二次回路的接触状态的识别结果包括接触完好、接触不良和接触开路；还用于将所述保护跳闸信号和所述零序电流二次回路的接触状态的识别结果打包为软报文，还用于将所述软报文通过TCP/IP通信协议上传至外部的主站系统，所述软报文包括所述保护跳闸信号、所述零序电流二次回路的接触状态的识别结果、所述开关柜的预置编号和所述零序电流二次回路的预置编号；

所述保护处理器的输出端分别与所述低频电流产生模块的控制端和所述通讯模块连接，所述保护处理器的输入端与所述电流采集模块的输出端连接，用于基于用户预先设定的工作指令控制所述低频电流产生模块工作，还用于接收所述电流采集模块传输的所述电流数字信号，还用于基于傅里叶变换算法将所述电流数字信号分解为50Hz工频电流分量和低频非工频电流分量；还用于判断所述50Hz工频电流分量是否大于零序保护动作预定值，还用于当判断所述50Hz工频电流分量大于所述零序保护动作预定值时，则生成保护跳闸信号，还用于根据所述保护跳闸信号在所述零序电流互感器达到零序保护动作时间时，驱动保护出口跳闸；

所述保护处理器还用于计算所述低频非工频电流分量与低频非工频电流输出预定值的比值K，还用于根据预设的比值阈值和比值K之间的比较关系识别所述零序电流二次回路的接触状态；还用于将所述保护跳闸信号和所述零序电流二次回路的接触状态的识别结果上报至外部的主站系统；

还包括电压值测量模块，所述电压值测量模块与所述低频电流产生模块连接，用于获取所述低频电流产生模块输出的低频非工频电压，还用于将所述低频非工频电压模数转换为低频非工频数字电压值，还用于将所述低频非工频数字电压值传输至所述保护处理器；

所述保护处理器还用于计算所述低频非工频数字电压值和所述低频非工频电流分量之间相位角的余弦值，还用于根据所述低频非工频数字电压值和所述低频非工频电流分量及其两者之间相位角的余弦值计算得到所述零序电流二次回路的接触电阻值，从而得到接触电阻值时序数据，还用于根据所述接触电阻值时序数据拟合成阻值时序曲线图，还用于对所述接触电阻值时序数据进行时序差值处理，从而得到接触电阻值变化率时序数据，还用于对所述接触电阻值变化率时序数据进行曲线拟合，从而得到阻值变化率时序曲线图；还用于根据阻值变化率与预设的阻值变化率阈值判断所述零序电流二次回路的接触电阻是否劣化，还用于当所述阻值变化率大于所述预设的阻值变化率时，判定所述零序电流二次回路的接触电阻劣化；

所述保护处理器还用于当所述比值K大于或等于所述预设的比值阈值时，则判定所述零序电流二次回路接触完好；还用于当所述比值K小于所述预设的比值阈值时，则判定所述零序电流二次回路接触不良或接触开路。

2.根据权利要求1所述的具有电流回路自检功能的零序保护装置，其特征在于，还包括人机交互模块，所述人机交互模块与所述保护处理器连接，用于用户向所述保护处理器发送工作设定指令，所述工作设定指令包括检测时间周期、低频非工频电流设定值、检测启动信号、所述零序保护动作预定值和所述预设的比值阈值；

还用于接收所述保护处理器传输的所述电流数字信号、所述50Hz工频电流分量、所述低频非工频电流分量、所述保护跳闸信号和所述零序电流二次回路的接触状态的识别结果。