一种小电流接地选线系统及判断方法与流程

本发明涉及电网技术领域，尤其涉及一种小电流接地选线系统及判断方法。

背景技术：

在中性点非直接接地电网(又称小电流接地系统)中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许再继续运行1至2小时，而不必立即跳闸，这也是采用中性点非直接接地运行的主要优点。但是在单相接地以后，其他两相的对地电压要升高倍。为了防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路，就应该及时发出信号，以便运行人员采取措施予以消除。

因此，在单相接地时，一般只要求继电保护能有选择性地发出信号，而不必跳闸。但是当单相接地对人身和设备的安全有危险时，则应动作于跳闸。

遗憾的是，中性点非直接接地系统中发生单相接地时，零序电流非常小，准确选出故障出线一直是科研人员探索研究的一个难题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中不能准确的判断三相电源母线间的出线中哪条出线接地的问题，在此提供一种小电流接地选线系统及判断方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种小电流接地选线系统，包括高频阻波器、带通滤波器、高频信号源、高频信号继电保护装置，所述选线系统设置在与三相电源母线电性连接的出线上，所述出线包括三相出线，分别为a相出线、b相出线、c相出线，所述高频阻波器设置在三相电源母线之间的每相出线上，且每相出线首尾各设置一个，两个高频阻波器之间，每相出线通过带通滤波器与高频信号继电保护装置连接，并且，每相出线还通过带通滤波器与高频信号源连接。

进一步地，所述高频信号源的中性点接地连接。

进一步地，所述高频信号继电保护装置为微机型高频信号继电保护装置。

进一步地，还包括延时型继电保护装置，所述延时型继电保护装置设置在带通滤波器和高频信号源之间。

进一步地，当出线为多条时，多个选线系统共用一个高频信号继电保护装置。

进一步地，每组高频信号源产生对称的、三相的高频信号，并且每个高频信号源产生的高频信号的频率均不相同，所述每条出线内的高频阻波器将本条出线中高频信号源产生的高频电流限制在两个高频阻波器之间的出线中。

进一步地，所述带通滤波器滤除工频电流。

使用上述小电流接地选线系统的判断方法，步骤如下：

(1)首先将系统连接完成；

(2)系统工作，所述高频信号发生器产生高频电流，所述高频信号继电保护装置负责接收从输电出线传回的高频电流；当高频信号继电保护装置当中无零序电流时，判断出线均正常运行；当高频信号继电保护装置检测出高频零序电流时，综合分析各组高频信号源产生的高频信号频率和该零序电流的频率和幅值，判断出哪条出线接地。

该发明的有益效果在于：

(1)本发明能准确的判断三相电源母线间的出线中哪条出线接地。

(2)本发明中的高频阻波器对本出线中的高频电流呈现很大的阻抗，对工频电流呈现低阻抗，高频阻波器的位置和个数的设置把高频电流限制在该条出线内，而工频电流能够顺利通过，从而不影响电能的传输。

(3)本发明中带通滤波器的设置对本条出线所需的高频电流呈现低阻抗，从而不影响高频电流从高频信号源输出到出线和高频电流进入微机型高频信号继电保护装置中，对工频电流呈现高阻抗，防止工频电流进入到高频信号源和微机型高频信号继电保护装置中，而损坏高频信号源和微机型高频信号继电保护装置。

(4)本发明中延时型继电保护装置负责保护高频信号源，当出线中高频电流大于设定值时，延时型继电保护装置延时跳开，起到保护高频信号源的动作。

附图说明

图1为本发明的一种小电流接地选线系统及判断方法的原理电路图；

图2为本发明的一种小电流接地选线系统及判断方法的具体实施例的电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种小电流接地选线系统，包括高频阻波器1、带通滤波器2、高频信号源3、高频信号继电保护装置4、延时型继电保护装置5，高频信号源3的中性点直接接地。高频信号继电保护装置4为微机型高频信号继电保护装置4。带通滤波器2阻止工频电流进入高频信号源与微机型高频继电保护装置中。

所述选线系统设置在与三相电源母线电性连接的出线上，所述出线包括三相出线，分别为a相出线、b相出线、c相出线，所述高频阻波器1设置在三相电源母线之间的每相出线上，，且每相出线首尾各设置一个，在两个高频阻波器1之间，每相出线通过带通滤波器2与微机型高频信号继电保护装置4连接，并且，每相出线还通过带通滤波器2与高频信号源3连接，延时型继电保护装置5设置在带通滤波器2和高频信号源3之间。高频阻波器1对本出线中的高频电流呈现很大的阻抗，对工频电流呈现低阻抗，高频阻波器1的位置和个数的设置把高频电流限制在该组出线内，而工频电流能够顺利通过，从而不影响电能的传输。

当出线为多条时，多个选线系统共用一个高频信号继电保护装置4，也可以是每个选线系统中的高频信号继电保护装置4以通讯的方式互相传输信号。

判断方法如下：

(1)首先将系统连接完成；

(2)系统工作，所述高频信号发生器3产生高频电流，所述高频信号继电保护装置4负责接收从输电出线传回的高频电流；当高频信号继电保护装置4当中无零序电流时，判断出线均正常运行；当高频信号继电保护装置4检测出高频零序电流时，综合分析各组高频信号源4产生的高频信号频率和该零序电流的频率和幅值，判断出哪条出线接地。

具体实施如下：

假设出线为三条，该三条出线的选线系统共用一个高频信号继电保护装置4。每组高频信号源3产生对称的、三相的高频信号且三组高频信号源3产生的高频信号的频率均不相同，所述每条出线内的高频阻波器将本条出线中高频信号源产生的高频电流限制在两个高频阻波器之间的出线中。

具体如下：

如图2所示，所述三条出线分别为l1、l2、l3，三条出线由各自的高频信号源3产生对称的、三相的高频信号，而且三条出线的高频信号频率均不相同，假设此系统中出线l1的高频信号源3产生的高频信号的频率为10mhz，出线l2的高频信号源3产生的高频信号的频率为11mhz，出线l3的高频信号源3产生的高频信号的频率为12mhz，三条出线的三相高频电流均接入到微机型高频信号继电保护装置4中。由于各条出线中高频阻波器1的存在，使得各组出线中高频信号源3所产生的高频电流无法流入其他出线，也就是说，出线l1中流过的电流只有50hz和10mhz两种频率的电流，出线l2中流过的电流只有50hz和11mhz两种频率的电流，出线l3中流过的电流只有50hz和12mhz两种频率的电流。同时，又由于带通滤波器2的存在，使得工频电流无法进入微机型高频信号继电保护装置4中，那么，出线l1流入微机型高频信号继电保护装置4的电流频率只能是10mhz，出线l2流入微机型高频信号继电保护装置4的电流频率只能是11mhz，出线l3流入微机型高频信号继电保护装置4的电流频率只能是12mhz。

平时各出线在正常运行时，由于出线l1、出线l2和出线l3均没有发生接地故障，所以微机型高频信号继电保护装置4中没有零序电流。假定某时刻出线l3的c相发生单相接地故障，此时，出线l3中便会产生工频的零序电流，这个电流是中性点不接地系统中的小电流，数值很小，不会损坏输电出线；出线l3中也会产生频率为12mhz的零序电流，这个电流是由出线l3的高频信号源3产生的，由于这个高频信号源3是中性点接地的，所以电流数值很大(“很大”是相对于原高频电流来说的，相对于出线l3中的工频电流来说，这个高频电流的数值还是很小的，不会损坏输电出线)；工频零序电流会流入其他出线，但是，频率为12mhz的零序电流只能在出线l3上流过。也就是说，如果微机型高频信号继电保护装置4检测到系统中有频率为12mhz的零序电流流过，只有可能是在出线l3上发生接地故障产生的。而此时，流入微机型高频信号继电保护装置4的高频电流为：出线l3流入频率为12mhz的三相电流，经过微机型高频信号继电保护装置4的计算，有频率为12mhz的零序电流，数值很大；出线l1流入频率为10mhz的三相电流，经过微机型高频信号继电保护装置4的计算，有频率为10mhz的零序电流，但是数值远小于频率为12mhz的高频电流；出线l2流入频率为11mhz的三相电流，经过微机型高频信号继电保护装置4的计算，有频率为11mhz的零序电流，但是数值远小于频率为12mhz的高频电流。这样，微机型高频信号继电保护装置4就可以根据零序电流的频率和数值大小，判定出是出线l3发生了接地故障。

具体地，如果出线l3发生的不是单相接地故障，而是两相短路接地，此时，微机型高频信号继电保护装置4也会有高频零序电流流入，但是两相短路接地属于相间短路故障，可以由其他继电保护原理与装置很容易的判断出，比如三段式电流保护，这样可以区分出是否属于单相接地故障。

进一步地，延时型继电保护装置5设置在高频信号源3和带通滤波器2之间，当该条出线中高频电流大于设定值时，延时型继电保护装置5延时预设的时长后t才跳开，起到保护高频信号源3的作用，延时t设定为大于微机型高频信号继电保护装置4对发生单相接地的出线做出选择的时间，这样在预设的时长内，微机型高频信号继电保护装置4已经采集到各条出线不同频率的电流，计算出各频率零序电流的大小了，所以不影响选线装置的工作。

判断方法如下：

(1)首先将系统连接完成；

(2)系统工作，所述高频信号发生器3产生高频电流，所述高频信号继电保护装置负责接收从输电出线传回的高频电流；当高频信号继电保护装置当中无零序电流时，判断出线均正常运行；当高频信号继电保护装置检测出高频零序电流时，综合分析各组高频信号源产生的高频信号频率和该零序电流的频率和幅值，判断出哪条出线接地。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。