专利名称：一种小电流接地系统配电线路故障选线装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小电流接地系统故障选线装置，属于电力系统继电保护技术 领域。
背景技术：
小电流接地系统发生单相接地故障时，由于中性点不直接接地，所以，不能形成短 路回路，因此没有短路电流，只有数值不大的电容电流流向故障点。这是一个客观现象。尽管没有形成短路回路，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单相接地持续时间不得超过2小时，故 障线路必须从电网退出。因此，就提出了那一条线路是接地线路这个问题——故障线选择 问题。围绕这个问题，国内外进行了无数的研究，也研制出了许多装置。譬如使用零序工 频电流的故障选线等。由于工频零序电流数值很小，难以和正常运行时的不平衡零序电流 相区别，所以无法正确选择出故障线。根本问题在于使用了工频电气量。导致迄今为止没 有一种装置从根本上解决小电流接地故障线路选择问题。
发明内容本实用新型的目的是彻底改变使用工频电流或者电压进行故障选线，选线效果不 好的现状。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，故障线路的行波幅 值最大，极性与非故障线路相反。因为行波与中性点接地方式无关不管中性点接地与否初 始暂态电流行波都要出现，因此利用行波的故障选线装置可以从根本上解决小电流接地系 统故障线选择问题。本实用新型提出了一种小电流接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于该装 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，并通过蜂鸣器通知值班人员。电源板为整套装置提供工作电源。本实用新型特点及有益效果[0013]1、能够准确选择出故障线路，不论是金属性故障还是瞬时性故障；2、能够实时选择出故障线路，从接地故障发生开始，到故障线路被选择出来，时间 不超过50毫秒；3、能够同时监测多达24回配电线路。4、能够应用于各种中性点接地系统中性点不接地系统；中性点经消弧线圈接地 系统；中性点经高阻接地系统；中性点经中阻接地系统；中性点经低阻接地系统以及中性 点直接接地系统。

图1小电流接地故障选线装置结构图图2数据采集板框图图3中央处理器板框图
具体实施方式
本实用新型提出一种小电流接地系统配电线路故障选线装置，结合附图及实施例 详细说明如下本实用新型由变换器板、数据采集板、中央处理器板和结果输出的接口板，电源 板，蜂鸣器，液晶屏幕等组成一个有机的整体装置，如图1所示。各个板子的组成与连接如下1.变换器板它把来自于零序电流互感器的大电流变换成5伏的模拟电压信号， 最多可接24个零序电流互感器，并将该模拟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2。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 IOKhz 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)24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 RAM03.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3。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24回线路的零序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(数字量)的结果输 出，通过液晶屏幕显示出来，并通过蜂鸣器通知值班人员。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。本实用新型工作过程如果一条线路发生了单相接地，本装置将启动工作，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.每个变换器把来自于电流互感器的5安培(或1安培)左右的电流变换成5伏 特的模拟电压信号；3.数据采集板前面的启动单元将检测到扰动发生，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.把选择结果(数字量，0代表不是故障线，1代表故障线)输出到输出结果板。8.结果输出板将给出蜂鸣器叫声，通知值班人员，并将选择结果显示在液晶屏幕 上。
权利要求1. 一种小电流接地系统配电线路故障选线装置，其特征在于该装置包括 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；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 通过蜂鸣器通知值班人员；电源板为整套装置提供工作电源。
专利摘要本实用新型涉及小电流接地系统故障选线装置，由变换器板、数据采集板、中央处理器板和结果输出的接口板，电源板，蜂鸣器，液晶屏幕组成。变换器板与零序电流互感器的二次侧相连。数据采集板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；所提数据采集板采集电流行波。中央处理器板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。电源板为整套装置提供工作电源。及时，准确选出小电流接地系统单相接地故障线路。
文档编号G01R31/08GK201780353SQ20092015964
公开日2011年3月30日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者刘崇静, 齐天来 申请人:北京衡天北斗科技有限公司