专利名称：中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及电力系统故障检测技术领域，尤其涉及中性点经消弧线圈接地系
统配电线路故障选线装置。
背景技术：
中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，由于消弧线圈的存在，不能形成有效短路回路，因此短路电流小，只有数值不大的电容电流。 尽管没有形成有效短路回路，故障接地电流也不大，但是，这种情况不能长期存在。一方面非故障相电压会升高，对线路绝缘造成威胁；另一方面接地点的电弧电流会烧坏线路，造成线路永久损坏。所以，我国电力运行规程规定中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障持续时间不得超过2小时，故障线路必须在2小时内从电网退出。因此，就提出了哪一条线路是接地线路的问题——即故障线路选择问题。 围绕该问题，国内外进行了大量的研究，也研制出了许多装置，譬如工频零序电流幅值、相位选线法。但工频零序电流数值小，难以和正常运行时的不平衡零序电流相区别，所以现场应用中，无法正确选择出故障线。现场应用表明迄今为止没有一种装置能从根本上解决中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障线路选择问题。
实用新型内容本实用新型的目的是改变使用工频电气量故障选线不准的现状，提出一种有望从根本上解决中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障线路选择问题的装置。本实用新型采
用故障后产生的暂态行波电流来选择故障线路。单相接地故障发生时，故障线路的暂态初始行波电流幅值最大，极性与非故障线路相反。因为行波仅与其传播路径上的设备有关，而且初始电流行波是先到达测量点，再到达中性点，所以线路上测量到初始电流行波与中性点接地方式无关因此利用行波的故障选线装置可以从根本上解决中性点经消弧线圈接地系统故障线选择问题。 本实用新型提供了一种中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，包括变换器，与零序电流互感器连接，将来自所述零序电流互感器的大电流变换成第一模拟电压信号，并将所述第一模拟电压信号输出给数据采集；与电压互感器相连，将来自所述电压互感器的高电压变换成第二模拟电压信号，并将所述第二模拟电压信号输出给所述数据采集器，所述第一模拟电压信号和所述第二模拟电压信号的电压值均小于或等于预定阈值；所述数据采集器，用于将来自所述变换器的所述第一模拟电压信号和所述第二模拟电压信号分别转换成所述第一数字电压信号和所述第二数字电压信号，并存储在数据存储器中，在故障发生后输出给中央处理器；所述中央处理器，用于处理来自所述数据采集器的数据，执行故障线路判断，并将判断结果输出给结果输出接口，由所述结果输出接口输出；所述结果输出接口 ，用于将来自所述中央处理器的所述判断结果输出，通过液晶屏幕显示出来，并通过通讯口将结果上传给控制系统。[0007] 优选地，所述预定阈值为5伏。 优选地，所述中央处理器采用小波变换分析行波信号，提取行波信号幅值特征和极性，并将行波幅值最大，极性与其他线路相反的线路选择为故障线路。 优选地，所述中央处理器结合电压信号判断系统是否发生了故障，如果发生了故障，将结果输出给结果输出接口板。 优选地，所述数据采集器包括接地故障硬件启动单元和数据采集单元。所述接地故障硬件启动单元用于比较输入电流和门槛值，如果所述输入电流中的预定频率的分量达到所述门槛值，则输出低电平，判断系统中发生了接地。 优选地，所述数据采集单元包括多路转换开关、高速数模转换器和数据存储器。[0012] 优选地，所述中央处理器对来自所述数据采集器的暂态电流进行滤波处理和小波转换处理，判断故障线路，并将结果输出给所述结果输出接口。并通过通讯口将故障记录上传远方控制系统。 优选地，进一步包括电源，用于为所述变换器、所述数据采集器、所述中央处理器、所述结果输出接口供电。 优选地，所述数据采集器循环不断地采集数据，所述接地故障硬件启动单元启动
后，从循环存储器中读取每回线路上的零序电流行波数据128个采样点。 本实用新型还提供了一种中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，包
括 变换器板，它与零序电流互感器的二次侧相联，将来自于零序电流互感器的大电流变换成5伏的电压信号，并将该电压信号输出给数据采集板。 数据采集板它把来自变换器板的模拟电压信号转换成数字信号，并存储在数据
存储器中，故障发生后输出给中央处理器板；所提数据采集板采集电流行波。 中央处理器板它处理来自数据采集板的数据，执行故障线路判断，并将判断结果
输出给结果输出接口板输出；所提中央处理器板采用小波变换分析行波信号，提取行波信
号幅值特征和极性，并将行波幅值最大，极性与其他线路相反的线路选择为故障线路。 结果输出接口板该板子把来自中央处理器板的结果输出，通过液晶屏幕显示出
来，并通过通讯口将故障记录上传远方控制系统。
电源板为整套装置提供工作电源。
采用上述技术方案，可以实现以下技术效果 1、能够准确选择出故障线路； 2、能够快速选择出故障线路，从接地故障发生开始，到故障线路被选择出来，时间不超过2个周波； 3、能够同时监测3段母线，24回线路。
图1示出了根据本实用新型的[0026] 图2示出了根据本实用新型的[0027] 图3示出了根据本实用新型的[0028] 图4示出了根据本实用新型的
一个实施例的配电线路故障选线装置的框图；一个实施例的小电流接地故障选线装置的结构图；一个实施例中所采用的数据采集器的框图；以及一个实施例中所采用的中央处理器的框图。
具体实施方式
下面将结合附图，具体描述本实用新型。 图1示出了根据本实用新型的一个实施例的配电线路故障选线装置的框图。[0031] 用于中性点经消弧线圈接地系统的配电线路故障选线装置100包括变换器102、数据采集器104、中央处理器106以及结果输出接口 108。变换器102与零序电流互感器1022连接，将来自所述零序电流互感器1022的大电流变换成第一模拟电压信号，并将所述第一模拟电压信号输出给数据采集。变换器102同时与电压互感器1024相连，将来自所述电压互感器1024的高电压变换成第二模拟电压信号，并将所述第二模拟电压信号输出给所述数据采集器104，所述第一模拟电压信号和所述第二模拟电压信号的电压值均小于或等于预定阈值。数据采集器104用于将来自所述变换器的所述第一模拟电压信号和所述第二模拟电压信号分别转换成所述第一数字电压信号和所述第二数字电压信号，并存储在数据存储器中，在故障发生后输出给中央处理器106。中央处理器用于处理来自所述数据采集器104的数据，执行故障线路判断，并将判断结果输出给结果输出接口 108，由所述结果输出接口 108输出。结果输出接口 108用于将来自所述中央处理器106的所述判断结果输出，通过液晶屏幕显示出来，并通过通讯口将结果上传给控制系统。优选地，所述预定阈值为5伏。优选地，所述中央处理器采用小波变换分析行波信号，提取行波信号幅值特征和极性，并将行波幅值最大，极性与其他线路相反的线路选择为故障线路。 优选地，所述中央处理器106结合电压信号判断系统是否发生了故障，如果发生了故障，将结果输出给结果输出接口 108。 优选地，所述数据采集器104包括接地故障硬件启动单元1042和数据采集单元
1044。所述接地故障硬件启动单元1042用于比较输入电流和门槛值，如果所述输入电流中
的预定频率的分量达到所述门槛值，则输出低电平，判断系统中发生了接地。 优选地，所述数据采集单元1044包括多路转换开关、高速数模转换器和数据存储器。 优选地，所述中央处理器106对来自所述数据采集器的暂态电流进行滤波处理和小波转换处理，判断故障线路，并将结果输出给所述结果输出接口。并通过通讯口将故障记录上传远方控制系统。 优选地，配电线路故障选线装置IOO进一步包括电源IIO，用于为所述变换器102、
所述数据采集器104、所述中央处理器106、所述结果输出接口 108供电。 优选地，所述数据采集器104循环不断地采集数据，所述接地故障硬件启动单元
启动后，从循环存储器中读取每回线路上的零序电流行波数据128个采样点。 图2示出了根据本实用新型的一个实施例的小电流接地故障选线装置的结构图。 该小电流接地故障选线装置包括变换器板202、数据采集板204、中央处理器板
206、结果输出的接口板208、电源板210以及电源板、蜂鸣器、液晶屏幕等(未示出)，如图
2所示。 各个板子的组成与连接如下 1.变换器板把来自于电力系统电流互感器的电流成比例变换成5伏以下的电压信号；把来自于电力系统电压互感器的电压成比例变换成5伏以下的电压信号。每块板可接8路电流信号，1路电压信号；一台装置中可配置3块变换器板。变换器板将变换后的5伏以下电压信号提供给数据采集板使用。 2.数据采集板它把来自于变换器板21的所有5伏模拟电压信号转换成数字信号，并存储在数据存储器中。
该板子由两个单元组成接地故障硬件启动单元I和数据采集单元II，如图3。[0044] 其中 硬件启动单元比较输入电流和一个门槛值(定值)，如果输入电流中的3 10Khz暂态分量达到门槛值时，比较器输出低电平。判断系统中发生了接地。 数据采集单元由多路转换开关、高速模数转换器芯片、数据存储器和相应的控制电路组成。高速模数转换器循环不停地采集(模数转换)所有路电流数据，并存储到数据存储器中。 8个模数转换器芯片采用AD公司生产的AD803，8个多路开关(每个多路开关把四路模拟信号分时接通给8个AD)采用该公司生产的AD9300。循环数据存储器采用双口廳。
3.中央处理器板它把来自于数据采集板的暂态电流行波数据进行滤波处理和
小波变换处理，判断故障线路，并将结果输出给结果输出接口板，如图4。 该板由数字信号处理器芯片和相应的外围电路组成。它主要执行小波变换处理，
获得所有接入线路的电流行波幅值和极性特征，并将行波幅值最大，极性与其他线路相反
的线路选择为故障线路。 数字信号处理器采用TI公司的TMS320C32数字信号处理器芯片。图3中，RAM为数据存储器，Flash为程序存储器。16D、32D分别表示16位、或者32位的数据总线或程序总线。 4.结果输出接口板该板子把来自于中央处理器计算结果输出通过液晶屏幕显示出来，并通过通讯口上传给远方的控制系统。 5.电源板提供整套装置的工作电源，电源模块采用上海衡孚实业有限公司生产的开关电源。
根据本实用新型的技术方案的工作过程如下 如果一条线路发生了单相接地，本装置将启动，其工作过程如下 1.通过安装于每回线路上的零序电流互感器，每回线路的零序电流(可多达24回
线路的电流)被引入变换器板； 2.每个电流电压变换器把来自于电流互感器的电流变换成5伏特以下的模拟电压信号； 3.数据采集板前面的启动单元检测到扰动发生，硬件启动单元启动，输出触发电平； 4.数据采集板循环不断采集数据，硬件启动元件启动后，从循环存储器中读取每
回线路上的零序电流行波数据128个采样点； 5.对这多达24回的每回128点行波数据进行小波变换； 6.根据每回线路对应的的小波变换特征值，比较选择出故障线路； 7.每个电压变换器把来自于电压互感器的电压变换成5伏特以下的电压信号，并与整定值比较，判断系统是否发生了故障。如果测量值大于整定值，把选择结果输出到结果输出板； 8.结果输出板一方面将结果显示在装置液晶屏幕上；另一方面通过通讯口，将故
障结果上传给控制系统，通知运行人员。 采用上述技术方案，可以实现以下技术效果 1、能够准确选择出故障线路； 2、能够快速选择出故障线路，从接地故障发生开始，到故障线路被选择出来，时间不超过2个周波； 3、能够同时监测3段母线，24回线路。 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，包括变换器，与零序电流互感器连接，将来自所述零序电流互感器的大电流变换成第一模拟电压信号，并将所述第一模拟电压信号输出给数据采集；与电压互感器相连，将来自所述电压互感器的高电压变换成第二模拟电压信号，并将所述第二模拟电压信号输出给所述数据采集器，所述第一模拟电压信号和所述第二模拟电压信号的电压值均小于或等于预定阈值；所述数据采集器，用于将来自所述变换器的所述第一模拟电压信号和所述第二模拟电压信号分别转换成所述第一数字电压信号和所述第二数字电压信号，并存储在数据存储器中，在故障发生后输出给中央处理器；所述中央处理器，用于处理来自所述数据采集器的数据，执行故障线路判断，并将判断结果输出给结果输出接口，由所述结果输出接口输出；所述结果输出接口，用于将来自所述中央处理器的所述判断结果输出，通过液晶屏幕显示出来，并通过通讯口将结果上传给控制系统。
2. 根据权利要求1所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，所述预定阈值为5伏。
3. 根据权利要求1或2所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，所述中央处理器采用小波变换分析行波信号，提取行波信号幅值特征和极性，并将行波幅值最大，极性与其他线路相反的线路选择为故障线路。
4. 根据权利要求3所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，所述中央处理器结合电压信号判断系统是否发生了故障，如果发生了故障，将结果输出给结果输出接口。
5. 根据权利要求1或2所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，所述数据采集器包括接地故障硬件启动单元和数据采集单元。
6. 根据权利要求5所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，所述接地故障硬件启动单元用于比较输入电流和门槛值，如果所述输入电流中的预定频率的分量达到所述门槛值，则输出低电平，判断系统中发生了接地。
7. 根据权利要求5所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，所述数据采集单元包括多路转换开关、高速数模转换器和数据存储器。
8. 根据权利要求1或2所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，所述中央处理器对来自所述数据采集器的暂态电流进行滤波处理和小波转换处理，判断故障线路，并将结果输出给所述结果输出接口。
9. 根据权利要求1或2所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，进一步包括电源，用于为所述变换器、所述数据采集器、所述中央处理器、所述结果输出接口供电。
10. 根据权利要求5所述的中性点经消弧线圈接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于，所述数据采集器循环不断地采集数据，所述接地故障硬件启动单元启动后，从循环存储器中读取每回线路上的零序电流行波数据128个采样点。
专利摘要本实用新型提供了配电线路故障选线装置，包括变换器，与零序电流互感器连接，将大电流变换成第一模拟电压信号，并将第一模拟电压信号输出给数据采集；与电压互感器相连，将来自高电压变换成第二模拟电压信号，并将第二模拟电压信号输出给数据采集器，模拟电压信号的电压值均小于或等于预定阈值；数据采集器，将来自变换器的模拟电压信号转换成数字电压信号，并存储在数据存储器中，在故障发生后输出给中央处理器；中央处理器，处理来自数据采集器的数据，执行故障线路判断，将判断结果输出给结果输出接口输出；结果输出接口，用于将来自中央处理器的判断结果输出。通过上述技术方案能够准确选择出故障线路，快速选择出故障线路。
文档编号H02H7/26GK201532430SQ200920246170
公开日2010年7月21日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者张小勇, 朱建军, 李世伟, 李勇, 李成学, 杨建明, 王利平, 纪青春, 董新洲, 黄承源 申请人:甘肃省电力公司兰州供电公司;北京衡天北斗科技有限公司;清华大学