专利名称：一种补偿电网单相接地故障选线装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种补偿电网单相接地故障选线装置及方法。
背景技术：
长期以来，国内外很多学者对小电 流接地的补偿电网系统单相接地故障选线问题做了大量研究，并且已经产生了较多接地选线的理论、方法和装置。但是在实际使用中，由于这些选线原理和判据存在一定的局限性，使得在实际应用中选线装置准确率不高。比如，应用最为广泛的传统五次谐波法，其故障判据利用的信号本身很微弱，检测时的准确率已经较低，而在经过处理和计算后，准确率完全无法得到保证。特别是经消弧线圈接地系统，流过故障线路的稳态电流非常微弱，甚至比健全线路的电流还�。由匣肪车绱鸥扇�、高次谐波的干扰，加上受线路结构、参数、运行状态的影响较大，因此直接按傅里叶分解来提取五次谐波很不可靠，往往检测不到五次谐波。因此很有必要对小电流接地系统单相接地故障选线进行进一步的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种补偿电网单相接地故障选线装置及方法，以提升补偿电网系统单相接地故障选线方法的便捷性与精确度。本发明的目的通过以下技术方案来实现
一种补偿电网单相接地故障选线装置，电网外端连接有接地的可换向直流检测源，电网上连接有模拟信号提取装置，模拟信号提取装置通过A/D转换模块连接有DSP数字信号处理器，所述DSP数字信号处理器连接有控制计算机和报警显示器，并且所述DSP数字信号处理器与可换向直流检测源相连接。一种补偿电网单相接地故障选线方法，包括以下步骤
1)通过可换向直流检测源向电网注入一个大小、方向可控的脉动直流检测信号，信号中包含五次谐波分量，并根据注入时的电网状态，调整调整电路的电流大�。�
2)通过模拟信号提取装置将电网反馈的信号中的五次谐波分量进行提�。⑼ü鼳/D转换�？樽晃中藕牛渲罝SP数字信号处理器；
3)由DSP数字信号处理器采用小波包分解重构的数学方法，对电网反馈的信号中的五次谐波分量进行处理和计算；以及
4)将DSP数字信号处理器的处理和计算结果显示至控制计算机和报警显示器上，并反馈至可换向直流检测源。本发明的有益效果为在电网发生单相接地故障时，能够增强故障信号中的五次分量，且不受系统参数变化影响，为故障选线提供了一个稳定的判据量，并且采用比传统的傅里叶变换处理信号能力更强的小波技术，通过重构来提取五次谐波，将信号中的干扰量、高次谐波滤除，提高了信噪比。
图I为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线装置的结构框 图2为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线装置的电路结构示意图； 图3为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线装置的可换向直流检测
源的电路结构示意 图4为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线装置的由可控硅控制导通方向、角度的检测源电路的电路结构示意图； 图5为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线方法的电网模型简化图；图6为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线方法的三相对地之间接RLC并联电路的电网结构示意 图7为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线方法的戴维南等效电路结构示意 图8为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线方法的注入脉动直流波形示意 图9为本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线方法的脉动直流的五次谐波分量波形示意图。
具体实施例方式如图I所示，本发明实施例所述的一种补偿电网单相接地故障选线装置，电网外端连接有接地的可换向直流检测源，电网上连接有模拟信号提取装置，模拟信号提取装置通过A/D转换�？榱佑蠨SP数字信号处理器，所述DSP数字信号处理器连接有控制计算机和报警显示器，并与可换向直流检测源相连接。图2和图3分别为补偿电网单相接地故障选线装置的电路结构图和可换向直流检测源的电路结构示意图，其中6个二极管分别串接限流电阻，并与KMl和KM2分别构成两个三相半波整流电路；R2为采样电阻；R3是二极管的限压保护电阻，可以防止二极管反向击穿；R4保证直流检测源电路对地保持高阻状态，减少了人身触电的危险，加强了装置的安全性。三相交流电源信号经整流以后形成脉动直流信号，该电流不能通过分布电容形成回路，只能经过电网的三相绝缘电阻返回变压器中性点，从而对电网的绝缘状况进行监视。由于对于中性点经消弧线圈接地的系统，即使在系统正常运行时，线圈的电感也为注入的直流提供了回路，形成较大的电流，容易使保护误动作，不符合相关规程的要求。为了将零序直流保护原理推广到中性点经消弧线圈接地的系统中，需要在消弧线圈与地之间串接一个隔直电容CO。同时由于隔直电容的存在，直流检测信号不再经过消弧线圈，此时的系统与中性点不接地系统一样，仅通过电网对地绝缘电阻形成回路。由此可知，零序直流保护原理不受中性点接地方式的影响。因此，加入的隔直电容等效于每相对地分布电容的增大，而对交流回路的中性点电压，感性电流和容性电流的变化在10%左右，因此总体上隔直电容的存在对补偿回路的影响很小。图4为实施例中一种补偿电网单相接地故障选线装置的由可控硅控制导通方向、角度的检测源电路的电路结构示意图。用可控硅代替其中的二极管，由微机控制其正向导通，或反向导通。在工作时，可调整可控硅的导通角，从而改变注入信号的波形，使其中的五次分量含量达到一个最大值，从而进一步提升其对选线信号的助增能力。而对于隔直电容Ctl的选�。虿捎萌缦路椒�
由于变压器中性点对地之间的消弧线圈支路可以等效移至三相对地之间构成RLC并联电路，图2为中性点经消弧线圈接地电网模型，将电感并联电阻的形式化为
电感串联电阻的形式后有
权利要求
1.一种补偿电网单相接地故障选线装置，其特征在于电网外端连接有接地的可换向直流检测源，电网上连接有模拟信号提取装置，模拟信号提取装置通过A/D转换�？榱佑蠨SP数字信号处理器，所述DSP数字信号处理器连接有控制计算机和报警显示器，并且所述DSP数字信号处理器与可换向直流检测源相连接。
2.一种补偿电网单相接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤 1)通过可换向直流检测源向电网注入一个大小、方向可控的脉动直流检测信号，信号中包含五次谐波分量，并根据注入时的电网状态，调整调整电路的电流大�。� 2)通过模拟信号提取装置将电网反馈的信号中的五次谐波分量进行提取，并通过A/D转换�？樽晃中藕牛渲罝SP数字信号处理器； 3)由DSP数字信号处理器采用小波包分解重构的数学方法，对电网反馈的信号中的五次谐波分量进行处理和计算；以及 4)将DSP数字信号处理器的处理和计算结果显示至控制计算机和报警显示器上，并反馈至可换向直流检测源。
全文摘要
本发明涉及一种补偿电网单相接地故障选线装置及方法，电网外端连接有接地的可换向直流检测源，电网上连接有模拟信号提取装置，模拟信号提取装置通过A/D转换模块连接有DSP数字信号处理器，所述DSP数字信号处理器连接有控制计算机和报警显示器，并与可换向直流检测源相连接。本发明的有益效果为在电网发生单相接地故障时，能够增强故障信号中的五次分量，且不受系统参数变化影响，为故障选线提供了一个稳定的判据量，并且采用比传统的傅里叶变换处理信号能力更强的小波技术，通过重构来提取五次谐波，将信号中的干扰量、高次谐波滤除，提高了信噪比。
文档编号G01R31/08GK102768326SQ20121023077
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者袁振海 申请人:南京工业大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
