一種智能接地故障小電流放大裝置的制造方法
【專利摘要】一種智能接地故障小電流放大裝置，包括信號(hào)放大裝置，信號(hào)放大裝置包括A、B、C三相電壓互感器、控制芯片和信號(hào)放大電路，A、B、C三相電壓互感器分別與母線上的ABC三相電對(duì)應(yīng)連接，信號(hào)放大電路包括充電電池、蓄能繼電器、升壓模塊和電容器，電容器上并聯(lián)有A相電容繼電器和C相電容繼電器，A相電容繼電器連接有第一高壓真空接觸器，用于向A相電投放接地故障放大信號(hào)，C相電容繼電器連接有第二高壓真空接觸器，用于向C相電投放接地故障放大信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到線路某相發(fā)生單相接地故障時(shí)，控制芯片處理并控制，向非故障一相線路投放接地故障放大信號(hào)，由此解決配電線路單相接地時(shí)電流變化值小，難以被有效捕捉定位等問題。
【專利說明】
一種智能接地故障小電流放大裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及配電線路接地故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是指一種智能接地故障小電流放大裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)按接地處理方式可分為大電流接地系統(tǒng)(包括直接接地，電抗接地和低阻接地)、小電流接地系統(tǒng)(包括高阻接地，消弧線圈接地和不接地)。我國3?66kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，即為小電流接地系統(tǒng)。
[0003]在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是一種常見的臨時(shí)性故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。發(fā)生單相接地后，故障相對(duì)地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對(duì)稱，因而不影響對(duì)用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)依然可運(yùn)行I?2個(gè)小時(shí)，這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)。但是若發(fā)生單相接地故障時(shí)電網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行，因非故障的兩相對(duì)地電壓升高，可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴(kuò)大，影響用戶的正常用電，還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過負(fù)荷而燒毀。同時(shí)弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，必須及時(shí)找到故障線路予以切除，但是單相接地時(shí)相電流變化過小，現(xiàn)有的故障指示器等線路檢測(cè)設(shè)備難以有效捕捉判斷，所以，當(dāng)下急需一種能夠快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)定位單相接地故障的系統(tǒng)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供一種智能接地故障小電流放大裝置，以解決現(xiàn)有配電線路單相接地時(shí)電流變化值小，現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備難以有效捕捉定位線路中的單相接地故障等問題。
[0005]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種智能接地故障小電流放大裝置，包括設(shè)置于配電線路中母線中任意一條支線上的信號(hào)放大裝置，所述信號(hào)放大裝置包括A、B、C三相電壓互感器、控制芯片和信號(hào)放大電路，所述A相電壓互感器、B相電壓互感器、C相電壓互感器分別與母線上的A相電、B相電、C相電對(duì)應(yīng)連接，所述信號(hào)放大電路包括依次連接的充電電池、蓄能繼電器、升壓模塊和電容器，所述電容器上并聯(lián)有A相電容繼電器和C相電容繼電器，A相電容繼電器連接有第一高壓真空接觸器，C相電容繼電器連接有第二高壓真空接觸器，第一高壓真空接觸器與母線上A相電連接，并可向A相電投放接地故障放大信號(hào)，第二高壓真空接觸器與母線上C相電連接，并可向C相電投放接地故障放大信號(hào)，所述控制芯片分別與所述A、B、C三相電壓互感器、蓄能繼電器、A相繼電器、C相繼電器連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述蓄能繼電器、A相電容繼電器、C相電容繼電器分別設(shè)有一常開型復(fù)位開關(guān)，所述常開型復(fù)位開關(guān)均與所述控制芯片連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一高壓真空接觸器和第二高壓真空接觸器上分別連接有一交流接觸器。
[0009]進(jìn)一步地，所述信號(hào)放大裝置還包括用于給信號(hào)放大裝置各部件供電的太陽能蓄電池。
[00? O]進(jìn)一步地，所述接地故障放大信號(hào)為50A的額定放大電流。
[0011]進(jìn)一步地，所述電容器電容量為500 kvAr。
[0012]由上述對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)占.V.
[0013]本實(shí)用新型一種智能接地故障小電流放大裝置，分別通過A、B、C三相電壓互感器監(jiān)測(cè)線路上的相電壓，當(dāng)檢測(cè)某相線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，經(jīng)控制芯片處理，判斷控制動(dòng)作，充電電池給升壓模塊供電，升壓模塊給電容器充電，最后控制A相電容繼電器或C相電容繼電器的常開型復(fù)位開關(guān)動(dòng)作，從而決定向非故障的一相線路投放一個(gè)容易被故障指示器等設(shè)備捕捉的接地故障放大信號(hào)，即通過電容器放電控制第一真空接觸器或第二真空接觸器動(dòng)作，向A相線路或C相線路投放故障放大信號(hào)。由此解決配電線路單相接地時(shí)電流變化值小，現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備難以有效捕捉定位線路中的單相接地故障等問題，方便查找定位單相接地故障區(qū)域，提高配電線路檢測(cè)效率。
【附圖說明】

[0014]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型工作原理圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型信號(hào)放大裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型信號(hào)放大裝置工作原理圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型單相接地故障處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面參照【附圖說明】本實(shí)用新型實(shí)施例應(yīng)用于一種接地故障智能研判系統(tǒng)里的【具體實(shí)施方式】。
[0020]參照?qǐng)D1和圖2，一種智能接地故障信號(hào)放大監(jiān)控系統(tǒng)，包括信號(hào)放大裝置1、監(jiān)控采集終端2、故障指示器3和監(jiān)測(cè)主站4，故障指示器3設(shè)置于配電線路中，用于采集配電線路上的各種電流或電壓信號(hào)，信號(hào)放大裝置I設(shè)置于配電線路中母線上的任意一條支線，用于監(jiān)測(cè)該條母線上ABC三相的相電壓，并投放接地故障放大信號(hào)，該接地故障放大信號(hào)為50A的額定電流，以便于配電線路中的故障指示器3捕捉，又不會(huì)影響線路運(yùn)行;監(jiān)控采集終端2設(shè)置于配電線路中，用于采集故障指示器3的告警信號(hào)并向監(jiān)測(cè)主站4發(fā)送;監(jiān)測(cè)主站4分別與信號(hào)放大裝置1、監(jiān)控采集終端2連接。
[0021]參照?qǐng)D2、圖3和圖4，信號(hào)放大裝置I包括A、B、C三相電子式電壓互感器11、控制芯片12和信號(hào)放大電路13。其中，A相電子式電壓互感器I la、B相電子式電壓互感器I lb、C相電子式電壓互感器I Ic分別與母線上的A相電、B相電、C相電對(duì)應(yīng)連接。信號(hào)放大電路13包括依次連接充電電池131、蓄能繼電器132、升壓模塊133、電容器134，電容器134上并聯(lián)有A相電容繼電器135和C相電容繼電器136，A相電容繼電器135連接有第一高壓真空接觸器137和交流接觸器KMl，C相電容繼電器136連接有第二高壓真空接觸器138和交流接觸器KM2，且第一高壓真空接觸器137與母線上A相電連接，用于向A相電投放接地故障放大信號(hào)，第二高壓真空接觸器138與母線上C相電連接，用于向C相電投放接地故障放大信號(hào)。蓄能繼電器132、A相電容繼電器135、(:相電容繼電器136分別對(duì)應(yīng)設(shè)有常開型復(fù)位開關(guān)1(01、1(02、1(03?？刂菩酒?2分別與A、B、C三相電子式電壓互感器11、蓄能繼電器132、A相電容繼電器135、C相電容繼電器136連接，并控制蓄能繼電器132、A相電容繼電器135、C相電容繼電器136上的復(fù)位開關(guān)K01、K02、K03。另外，信號(hào)放大裝置I還包括用于給信號(hào)放大裝置I各部件供電的太陽能蓄電池14，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保等目的。
[0022]參照?qǐng)D1和圖5，本實(shí)用新型單相接地故障處理流程如下:
[0023]步驟1、當(dāng)配電線路母線的A、B、C三相線路中任意一相線路放生單相接地時(shí)，連接于A、B、C三相線路的A、B、C三相電子式電壓互感器11檢測(cè)到線路中U/I發(fā)生突變，觸發(fā)信號(hào)放大裝置I作業(yè)，信號(hào)放大裝置I根據(jù)設(shè)定工作流程及判斷依據(jù)，向配電線路投放故障放大信號(hào)；
[0024]步驟2、配電線路中的故障指示器3檢測(cè)到該故障放大信號(hào)，并根據(jù)線路中發(fā)生單相接地時(shí)，所出現(xiàn)的多種復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象，綜合判斷，并發(fā)送告警數(shù)據(jù)給監(jiān)控采集終端2;
[0025]步驟3、監(jiān)控采集終端2進(jìn)行數(shù)據(jù)同步處理，并將數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)測(cè)主站4;
[0026]步驟4、監(jiān)測(cè)主站4在接收監(jiān)控采集終端2的告警數(shù)據(jù)及信號(hào)放大裝置I的動(dòng)作信息后，并根據(jù)故障指示器3所監(jiān)測(cè)的對(duì)地故障電流首半波的大小、歷史數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌惴?，判斷是否出現(xiàn)單相接地，并定位出接地故障區(qū)域；
[0027]步驟5、最后由配網(wǎng)搶修流程，處理解決單相接地故障，并將故障處理結(jié)果記錄。
[0028]此外，監(jiān)測(cè)主站4也可以根據(jù)分鐘數(shù)據(jù)點(diǎn)分析判斷，假如監(jiān)測(cè)主站4監(jiān)測(cè)到符合單相接地故障數(shù)據(jù)條件，但未接收到監(jiān)控采集終端2的告警信號(hào)，此時(shí)，監(jiān)測(cè)主站4可以主動(dòng)向信號(hào)放大裝置I發(fā)送命令，控制器投放相應(yīng)的接地故障放大信號(hào)。
[0029]參照?qǐng)D1至圖4，步驟I中，信號(hào)放大裝置I工作原理流程及判斷依據(jù)如下:
[0030]A、信號(hào)放大裝置1A、B、C三相電子式電壓互感器11檢測(cè)到線路中U/I發(fā)生突變，經(jīng)過控制芯片12處理判斷，當(dāng)一相電壓降低超過限值，另外至少一相電壓升高超過限值，且時(shí)間超過30秒(時(shí)間可以根據(jù)需要自行設(shè)定)，控制芯片12控制蓄能繼電器132的復(fù)位開關(guān)KOl閉合，進(jìn)行開關(guān)蓄能，充電電池131通過升壓模塊133給電容器134充電。
[0031]B、當(dāng)一相電壓降低超過限值，另外至少一相電壓升高超過限值，且時(shí)間超過60秒(時(shí)間可以根據(jù)需要自行設(shè)定)，蓄能繼電器132的復(fù)位開關(guān)KOl斷開，投切閉合A相電容繼電器135的復(fù)位開關(guān)K02或C相電容繼電器136的復(fù)位開關(guān)K03，電容器134放電控制第一高壓真空接觸器137或第二真空接觸器動(dòng)作，從而向配電線路A相線路或C相線路投放接地故障放大信號(hào)，即投放50A的額定電流。
[0032]C、投切A相電容繼電器135或C相電容繼電器136的吸合時(shí)間到了，根據(jù)設(shè)定的投切次數(shù)，如果次數(shù)為I，則投切全部完成，如果次數(shù)非I，則蓄能繼電器132復(fù)位開關(guān)動(dòng)作，重新開始蓄能投切動(dòng)作。
[0033]D、如果A相電壓或者B相電壓降低超過限值(S卩A相或B相放生單相接地現(xiàn)象)，則投切C相電容繼電器136的復(fù)位開關(guān)K03，向配電線路C相線路投放接地故障放大信號(hào);如果C相電壓降低超過限值，則投切A相電容繼電器135的復(fù)位開關(guān)K02，向配電線路C相線路投放接地故障放大信號(hào)。
[0034]另外，電壓升高和降低的限值、信號(hào)放大裝置I動(dòng)作時(shí)間等均可以通過本地設(shè)定或監(jiān)測(cè)主站4遠(yuǎn)程設(shè)定，并根據(jù)其設(shè)定值的范圍，智能判斷出單相故障的接地類型，如樹枝等被風(fēng)臨時(shí)吹壓到配電線路造成臨時(shí)性單相接地現(xiàn)象，其發(fā)生單相接地時(shí)間短，則可以不必報(bào)警等，從而提高系統(tǒng)的智能性和警報(bào)準(zhǔn)確性。
[0035]步驟2中，配電線路發(fā)生單相接地時(shí)，根據(jù)不同的接地條件(例如金屬性接地、高阻接地等)，會(huì)出現(xiàn)多種復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象，包括出現(xiàn)線路對(duì)地的分布電容放電電流、接地線路對(duì)地電壓下降、接地線路出現(xiàn)5次和7次等高次諧波增大，以及該線路零序電流增大等。
[0036]綜合以上情況，故障指示器3單相接地判斷如下:
[0037]a、線路正常運(yùn)行(有檢測(cè)到電流或電壓)超過30秒；
[0038]b、線路中有突然增大的電容放電電流(接地故障放大信號(hào)，S卩50A的額定電流)，并超過設(shè)定的接地故障檢測(cè)參數(shù)(暫態(tài)接地電流增量定值)；
[0039]c、接地線路電壓降低，并超過設(shè)定的接地故障檢測(cè)參數(shù)(線路對(duì)地電壓下降比例、對(duì)地電壓下降延時(shí)等參數(shù))；
[0040]d、接地線路依然處于供電(有電流)狀態(tài)。
[0041]以上四個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，故障指示器3發(fā)送告警數(shù)據(jù)給監(jiān)控采集終端2。
[0042]參照?qǐng)D1，信號(hào)放大裝置I與母線三相電之間設(shè)有氧化鋅避雷器5和跌落式熔斷器6，氧化鋅避雷器5是具有良好保護(hù)性能的避雷器，利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時(shí)流過避雷器的電流極小(微安或毫安級(jí))，當(dāng)過電壓作用時(shí)，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達(dá)到保護(hù)的效果;跌落式熔斷器6可縮小停電范圍，具備了隔離開關(guān)的功能，給檢修斷線路和信號(hào)放大裝置I時(shí)創(chuàng)造了一個(gè)安全作業(yè)環(huán)境，增加了檢修人員的安全。
[0043]另外，根據(jù)配電線路母線的三相線圈的中性點(diǎn)，信號(hào)放大電路13可選擇電容式投放接地故障放大信號(hào)，或采用電阻式投放接地故障放大信號(hào)。如中性點(diǎn)不接地，采用電容式投放，電容器134容量計(jì)算如下:額定電流I=50A，接地時(shí)線電壓U=1kv,電容器134的電容量為P=UI=10*50=500kvAr ；如中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，建議采用電阻式投放，電阻器的電阻大小計(jì)算如下:額定電流I=50A，接地時(shí)線電壓U=10kv，電阻器電阻大小為R=U/1 = 10000/50=200 Ω。
[0044]上述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行為。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能接地故障小電流放大裝置，包括設(shè)置于配電線路中母線中任意一條支線上的信號(hào)放大裝置，其特征在于:所述信號(hào)放大裝置包括A、B、C三相電壓互感器、控制芯片和信號(hào)放大電路，所述A相電壓互感器、B相電壓互感器、C相電壓互感器分別與母線上的A相電、B相電、C相電對(duì)應(yīng)連接，所述信號(hào)放大電路包括依次連接的充電電池、蓄能繼電器、升壓模塊和電容器，所述電容器上并聯(lián)有A相電容繼電器和C相電容繼電器，A相電容繼電器連接有第一高壓真空接觸器，C相電容繼電器連接有第二高壓真空接觸器，第一高壓真空接觸器與母線上A相電連接，并可向A相電投放接地故障放大信號(hào)，第二高壓真空接觸器與母線上C相電連接，并可向C相電投放接地故障放大信號(hào)，所述控制芯片分別與所述A、B、C三相電壓互感器、蓄能繼電器、A相繼電器、C相繼電器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能接地故障小電流放大裝置，其特征在于:所述蓄能繼電器、A相電容繼電器、C相電容繼電器分別設(shè)有一常開型復(fù)位開關(guān)，所述常開型復(fù)位開關(guān)均與所述控制芯片連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能接地故障小電流放大裝置，其特征在于:所述第一高壓真空接觸器和第二高壓真空接觸器上分別連接有一交流接觸器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能接地故障小電流放大裝置，其特征在于:所述信號(hào)放大裝置還包括用于給信號(hào)放大裝置各部件供電的太陽能蓄電池。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能接地故障小電流放大裝置，其特征在于:所述接地故障放大信號(hào)為50A的額定放大電流。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能接地故障小電流放大裝置，其特征在于:所述電容器電容量為500 kvAr。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK205720528SQ201620673021
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】賴安定, 張金春
【申請(qǐng)人】上海宏力達(dá)信息技術(shù)股份有限公司