[发明专利]短路故障电流通路的检测方法及指示器

说明书

本发明涉及一种短路故障电流通路的检测方法，并据此设计的一种指示短路故障电流通路的故障指示器。

在查找电力线短路故障点时，先要确定故障点所在支线，然后沿该线寻找短路故障点。现有的用于指示故障电流通路的指示器是以过流法为基础的。过流法判断故障的方法是：当线路的电流大于一个预先设定值I_s后，即认为是短路故障。过流法的特征是要求设定的动作值大于正常运行时的最大的负荷电流，小于最小短路电流。参见图1，I_s为设定的动作门坎值，I_l是负荷电流，而I_l的值总是小于I_s。图2是某地发生短路故障后，短路故障电流超过设定值I_s。但当电力系统运行状况发生变化时，线路所带负荷可能比初期增长很多，如增长为I′_l的负荷曲线，这时就可能需要设定值I_s至I_s′，否则正常运行时，I′_l就超过I_s，使其误动作。而故障指示器在正常运行过程中要改变设定值是很困难的，有时是不可能的。即使可以将I_s增高至I_s′，但如果最小短路电流没有发生变化，则短路故障时I_s有可能小于I_s′，如图2所示，这样就会使故障指示器，不动作。遇到这种情况故障指示器就没法在这种线路上安装，大大限制了它的使用。另外，为了满足不同用户的需要，生产厂家不得不生产各种电流设定值档次的指示器，会增加厂家库存，提高成本。所以，现有技术的以过流法判断故障的方法及其指示器存在着正常负荷电流与过负荷电流不好区分、生产和使用不方便的缺点。

本发明的目的是提供一种受运行状态影响很小的，有效的短路故障电流通路的检测方法及其故障指示器。

电力系统发生短路故障时，线路电流的一个变化特征是，电流有一个正的跳变，另一个特征是，在发生短路故障后的一个很短的时间间隔内，线路在继电保护装置控制下，故障电流会被出断路器切断从而线路电流下降为零。本发明提供一种检测短路故障电流通路的电流突变方法是：

(A)检测电流正突变的电流变化率ΔI/Δt＞K；

(B)检测掉电电流下降为零的时间ΔT ；

(C)判断时间ΔT是否满足：ΔT≤t₂；

(D)判断时间ΔT是否满足：ΔT≥t₁；

(E)给出故障信号。

其中，t₁是断路器切除故障的最短时间；t₂是断路器切除故障的最长时间。

应用上述突变法实现的故障检测指示器具有I/v转换电路，完成交流电流至直流电压的转换；大电流跳变检测电路执行对I/v转换电路来的短路突变电流的检测，它能够对线路可能出现的最小短路电流突变做出响应；掉电检测电路对线路停电、电流降零进行检测；脉冲宽度及故障判别电路根据接到大电流跳变检测电路和掉电检测电路的脉冲信号，检测线路短路后的电流正突变至降零的脉冲宽度，且只有脉冲宽度ΔT满足t₁≤ΔT≤t₂时做出响应，当此判别电路判定线路有故障时，给出触发信号触发故障指示器动作，同时启动定时电路完成动作/返回驱动及执行电路。

本发明的上述检测短路故障电流通路的电流突变方法的步骤能够正确判别正常负荷电流和过负荷电流。根据本发明的方法实施的故障指示器不会有误动作发生，且能满足不同用户对各种动作值档次的指示器需求，因此使用方便，同时厂家也不需生产各种动作值档次的产品，故成本低。

图1是现有技术的检测短路故障电流通路的过流方法示意图；

图2是运行状况变化时，过流法可能发生误判的示意图。

图3是说明本发明的电流突变方法的示意图。

图4是按电流突变法检测故障的电路原理框图。

图5是本发明的一个实施例的短路故障指示器。

下面参照附图，详细说明本发明的技术内容。

图3是说明本发明的电流突变方法的示意图。线路短路故障时，线路内电流的一个变化特征是：电流有一个正的跳变，如图3所示。另一个特征是：在发生短路故障后的一个很短的时间间隔内，线路在继电保护装置控制下，故障电流会被出断路器切除，从而线路电流下降为零。

本发明正是利用这两个特征，提出一个有效的故障检测方法：

(A)检测电流正突变的电流变化率ΔI/Δt＞K；

(B)检测掉电电流下降为零的时间ΔT；