一种工矿低压电网单相接地漏电选线方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电网故障选线方法及装置，具体地说是一种工矿低压电网单相接地漏电选线方法及装置，尤其涉及中性点非有效接地系统的工矿低压电网单相接地漏电选线保护装置和小电流接地系统中压电网单相接地选线装置的单相接地漏电故障选线的判别方法，属于电力系统单相接地故障检测和继电保护、电气安全技术含义领域。
【背景技术】
[0002]目前我国的工矿380?1140V低压电网以及3.3KV?35KV中压电网广泛采用中性点不直接接地系统，大致分为:中性点不接地系统，中性点经零序电抗器或消弧线圈接地系统，中性点经电阻器接地系统三种不同的接地方式，中性点经零序电抗器或消弧线圈接地系统，称为谐振接地系统。关于中低压电网中性点接地方式和谐振接地系统的有关介绍，可参阅《电力系统谐振接地》(要焕年、曹梅月著)一书中的第一章“电力系统中性点接地方式”和第二章“谐振接地原理”的内容。
[0003]中性点不直接接地系统的工矿中低压电网中发生最多的横向电气故障是单相接地漏电故障，而且是引发人身触电伤亡、相间短路、电火灾和引燃瓦斯、煤尘、粉尘爆炸的主要因素。
[0004]我国工矿低压电网的漏电保护在80年代前期基本都采用无选择性的总检漏继电器，虽然比较灵敏、可靠，但是低压电网一旦发生漏电故障就会引起全电网停电、整个采区停产。1986年，有选择性的低压漏电保护项目列为国家“七五”科技攻关任务;经过几年的艰苦科技攻关，90年代初期，我国研制出几种具有选择性的低压选漏保护装置，使选择性漏电保护的技术取得了进步，在工矿低压电网安全方面发挥了重要作用。
[0005]近几年来，随着工矿企业生产规模和生产能力的不断扩展，工矿低压电网的容量也日益增大，特别是煤田井下开采的不断拓展，井下变电所、电力负荷也不断增加，工矿地面和井下低压电网大都采用多级放射式供电的结构网络，并且都是电缆线路，对地分布电容较大，甚至有些对地电容已经超过1.0yF，发生单相接地漏电故障时，电容性电流特别大，为了减少和避免人身触电伤亡和预防瓦斯煤尘、粉尘爆炸，一是要保证选漏保护动作的准确性和速动性，同时必须恢复原有零序电抗器(Im)补偿功能。采用零序电抗器补偿、减少单相接地漏电的电容性电流，从而使工矿低压电网如同6KV?35KV中压电网的谐振接地系统一样，而其单相接地漏电选线保护的实现却比中压谐振接地系统的单相接地选线复杂、困难的多，不易实现，像中压谐振接地系统中采用的零序导纳法、残留增量法、信号注入法、暂态分量法、五次谐波法等，在工矿低压电网的选漏保护中都无法采用。
[0006]到目前为止，我国工矿低压电网使用的各种类型的单相接地漏电选线保护装置的“选漏原理”基本上都是采用零序功率方向原理或零序电流绝对值比较方法构成的，由于采用原理的落后、陈旧，所以选漏保护的准确性、可靠性比较差，保护动作时间也无法满足低压电网多级选漏保护的要求，而且必须废除总检漏继电器(如TY-82型)中的零序电抗器补偿功能为前提，这也不符合JB6314-92标准中的4.2.1条和5.15条的规定。
[0007]因此，研发一种不仅选漏准确、动作时间快，而且又能适应带有零序电抗器补偿的低压多级电网的新型单相接地漏电选线保护技术，一直是生产现场亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0008]针对上述不足，本发明提供了一种工矿低压电网单相接地漏电选线方法及装置，其能够实现快速、准确地判别出单相接地漏电故障支路，并分别通用于带有零序电抗器补偿的低压电网，无论零序电抗器是处于欠补偿还是过补偿状态和小电流接地系统的无补偿、欠补偿、过补偿电网。
[0009]本发明解决其技术问题采取的技术方案是:一种工矿低压电网单相接地漏电选线方法，其特征是，包括以下步骤:
[0010](I)从三相电网母线上取出故障判断启动电压信号Uoq和零序电压信号U0，故障判断启动电压信号Uoq进入单相漏电选线模块后形成方波信号Uqq，用做零序基波倍频相位判别方法的启动信号;零序电压信号Uo进入单相漏电选线模块后形成脉宽为O?180度变化的初始电压方波信号Uoa和初始电压方波信号UQL，用以作为零序电压信号倍频处理的基础信号;UQq、UQA和Uol信号均进入零序基波倍频相位判别装置；
[0011](2)从该三相电网同一段母线上取出的反映三相电网绝缘水平大小的Ujy信号，Ujy信号进入单相漏电选线模块后形成Ujy信号，作为三相电网绝缘水平动作电阻值大小的直流检测信号;1^信号进入零序基波倍频相位判别装置；
[0012](3)从该三相电网同一段母线各馈出线路上的零序电流互感器的二次侧取出零序电流信号iQ，iQ信号进入单相漏电选线模块后形成脉宽为O?170度之间变化的初始电流方波信号1a和初始电流方波信号1u作为零序电流信号倍频处理的基础信号;各馈出线路上的Iqa和1%信号均进入零序基波倍频相位判别装置；
[0013](4)设定单相接地漏电故障线路的零序基波倍频相位判别规则:I)同时将基波零序电压和零序电流信号倍频为50HZ至250HZ之间的任意频率Uqb信号和Iqb信号；2)零序电压信号Uob的下降沿必须位于零序电流信号1b的上升沿和下降沿之间，且零序电压信号Uqb的脉宽必须大于零序电流信号1b的脉宽;各个支路的零序电流和零序电压信号按上述两条零序基波倍频相位判别规则进行判别；
[0014](5)当某一馈出支路发生单相接地漏电故障时，零序基波倍频相位判别装置根据规定的判别规则对接于同一三相电网上的各条馈出支路的零序电流信号1进行零序基波倍频相位判别，如果为非故障支路，零序基波倍频相位判别装置无故障信号输出；如果为故障支路，零序基波倍频相位判别装置输出故障信号，且通过外围驱动电路进行灯光指示故障支路和音响报警，经过单片机管理系统进行汉字显示、联网通讯、打印故障信息；同时经驱动电路使故障支路动作于跳闸。
[0015]优选地，所述步骤(I)的具体过程为:从该三相电网母线上的零序电抗器Ssk的中性点经变压器TC1和隔直电容Co1对地，从变压器TC1的次级线圈取出故障判断启动电压信号uoq，从变压器TC1的次级线圈经降压变压器TC2取出零序电压信号邮啊和!!。信号分别进入单相漏电选线模块，故障判断启动电压信号!^进入单相漏电选线模块，经低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成方波信号UQQ，用做零序基波倍频相位判别方法的启动信号;零序电压信号Uo进入单相漏电选线模块后，经稳压二极管DWl和稳压二极管DW2后分成两路，一路经低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为O?180度变化的方波信号UQA，用以作为零序电压信号倍频的信号之一;另一路经低通滤波、移相、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为O?180度变化的方波信号UQL，作为零序电压信号倍频的信号之二;UQq、UQA和Uql信号均进入零序基波倍频相位判别装置。
[0016]优选地，所述步骤(2)的具体过程为:从变压器1^的初级线圈和隔直电容CQ1、电阻Ro、滤波电容Co2取出的反映三相电网绝缘水平大小的信号进入传统的“附加直流电源三相电网绝缘监视模块”后形成Ujy信号进入单相漏电选线模块，经光电隔离、整形处理，形成Ujy信号，作为三相电网绝缘水平动作电阻值大小的直流检测信号;Ujy信号进入零序基波倍频相位判别装置。
[0017]优选地，所述步骤(3)的具体过程为:从该三相电网同一段母线的各馈出线路上的零序电流互感器TA的二次侧取出零序电流信号1，1信号经i/u变换后进入单相漏电选线模块分成两路，一路经低通滤波、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为O?170度之间变化的初始电流方波信号1a，作为零序电流信号倍频的信号之一；另一路经低通滤波、阻容移相、放大、鉴幅、光电隔离和整形处理，形成脉宽为O?170度之间变化的方波Iql,作为零序电流倍频的信号之二;各馈出线路上的1a和1l信号均进入零序基波倍频相位判别装置。
[0018]本发明还提供了一种工矿低压电网单相接地漏电选线装置，包括单相漏电选线模块、零序电压信号Uo获取电路、故障判断启动电压信号uQq获取电路、三相电网绝缘水平监视信号Ujy获取电路和若干条零序电流信号1获取电路，其特征是，所述单相漏电选线模块包括零序基波倍频相位判别装置、零序电压信号UO处理电路、故障判断启动电压信号uQq处理电路、三相电网绝缘水平监视信号1^处理电路和若干条零序电流信号1处理电路;所述零序电压信号UO处理电路的输入端与零序电压信号UO获取电路的输出端相连，所述故障判断启动电压信号!^处理电路的输入端与故障判断启动电压信号uQq获取电路的输出端相连，所述三相电网绝缘水平监视信号Ujy处理电路的输入端与三相电网绝缘水平监视信号I^获取电路的输出端相连，所述零序电流信号1处理电路的输入端与零序电流信号i ο获取电路的输出端相连，所述零序电压信号Uo处理电路、故障判断启动电压信号uQq处理电路、三相电网绝缘水平监视信号Ujy处理电路和零序电流信号1处理电路的输出端分别与零