一种基于特定谐波分析的单相接地检测系统及其检测方法与流程

本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于特定谐波分析的单相接地检测系统及其检测方法。

背景技术：

在我国，6～35kv的中低压配电网常采用中性点不接地或经消弧线圈接地这两种小电流接地方式。在整个电力系统中，配电网故障发生概率最大，究其原因，主要是因为在现实生活中，中低压配电网的线路一般都暴露在野外，分布范围广泛，很容易遭受强雷电、强暴雨、大风等恶劣自然天气的侵袭。

对于中性点不接地系统，在发生单相接地故障时，利用现有的选线方法已经可以达到很高的准确率。但当配电网在中性点经消弧线圈接地方式下运行，由于感性电流的存在，发生单相接地故障时，故障线路的电流变得复杂，因此故障选线问题尚未得到很好的解决。

本发明提出一种基于特定谐波分析的单相接地检测系统，能够根据线路零序电流的谐波分量准确判断接地线路，减小消弧线圈的补偿作用对接地故障检测的影响。

技术实现要素：

本发明提供一种基于特定谐波分析的单相接地检测系统和方法，能够准确及时判断具体接地相和接地线路，提高配电系统的工作可靠性。

本发明具体为一种基于特定谐波分析的单相接地检测系统，所述检测系统包括零序电流采集单元、电压采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、显示单元、存储单元和报警单元，所述零序电流采集单元、所述电压采集单元分别与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述信号调理单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述存储单元、所述报警单元相连接；所述检测系统对采集的信号进行分析判断，得到具体接地故障线路，提高配电系统的可靠性。

所述零序电流采集单元采用零序电流传感器采集所有线路零序电流信号；所述电压采集单元采用电压传感器采集各相相电压信号。

所述信号调理单元包括信号放大电路、滤波电路、a/d转换模块，所述信号放大电路将输入的信号进行放大处理，所述滤波电路采用低通滤波器滤除高频干扰信号。

所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述检测系统进行参数设置。

所述控制处理单元采用微处理器完成对所述检测系统的信息分析和智能控制。

本发明还提供一种基于特定谐波分析的单相接地检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：

步骤(1)：所述电压采集单元采集各相相电压信号，所述零序电流采集单元采集所有线路零序电流信号；

步骤(2)：经过所述放大电路对信号进行放大处理；

步骤(3)：经过所述滤波电路滤除高频干扰性；

步骤(4)：经过所述a/d转换模块进行a/d转换；

步骤(5)：所述控制处理单元判断所述相电压信号是否出现一相降为零，另两相升高至线电压数值，若是，进入步骤(6)；若不是，返回步骤(1)；

步骤(6)：控制所述报警单元发出报警，并在所述显示单元上进行故障显示：相电压降为零所对应的相出现接地故障；

步骤(7)：提取故障前后各一个周期的所述零序电流信号数据；

步骤(8)：所述控制处理单元对所述零序电流信号进行滑窗迭代转换n为等间隔采样点数，nnow为当前采样点；

步骤(9)：k取值5，得到第5次谐波电流：

步骤(10)：比较判断出所述第5次谐波电流最大值；

步骤(11)：所述第5次谐波电流最大值所对应的线路即为发生接地故障的线路；

步骤(12)：控制所述显示单元显示具体故障线路。

与现有技术相比，有益效果是：所述检测系统对采集的零序电流进行分析，得到5次谐波分量，根据谐波分量最大值能够准确判断接地线路，减小消弧线圈的补偿作用对接地故障检测的影响。

附图说明

图1为本发明一种基于特定谐波分析的单相接地检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于特定谐波分析的单相接地检测系统的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本发明的检测系统包括零序电流采集单元、电压采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、显示单元、存储单元和报警单元，零序电流采集单元、电压采集单元分别与信号调理单元相连接，控制处理单元分别与信号调理单元、按键输入单元、显示单元、存储单元、报警单元相连接。

零序电流采集单元采用零序电流传感器采集所有线路零序电流信号；电压采集单元采用电压传感器采集各相相电压信号。

信号调理单元包括信号放大电路、滤波电路、a/d转换模块，小电流接地系统发生单相接地故障时，故障电流幅值较小，需要经过信号放大电路进行放大处理，同时为了防止高频干扰信号需要经过滤波电路进行滤波处理。

按键输入单元包括确认键、取消键、上翻键和下翻键，结合存储单元、显示单元对所述检测系统进行参数设置。

控制处理单元采用微处理器完成对检测系统的信息分析，智能控制零序电流采集单元、电压采集单元、信号调理单元、显示单元、存储单元和报警单元的工作状况。

本发明还提供的检测方法包括如下步骤：步骤(1)：电压采集单元采集各相相电压信号，零序电流采集单元采集所有线路零序电流信号；步骤(2)：经过放大电路对信号进行放大处理；步骤(3)：经过滤波电路滤除高频干扰性；步骤(4)：经过a/d转换模块进行a/d转换；步骤(5)：控制处理单元判断相电压信号是否出现一相降为零，另两相升高至线电压数值，若是，进入步骤(6)；若不是，返回步骤(1)；步骤(6)：控制报警单元发出报警，并在显示单元上进行故障显示：相电压降为零所对应的相出现接地故障；步骤(7)：提取故障前后各一个周期的零序电流信号数据；步骤(8)：控制处理单元对所零序电流信号进行滑窗迭代转换n为等间隔采样点数，nnow为当前采样点；步骤(9)：k取值5，得到第5次谐波电流：步骤(10)：比较判断出第5次谐波电流最大值；步骤(11)：第5次谐波电流最大值所对应的线路即为发生接地故障的线路；步骤(12)：控制显示单元显示具体故障线路。

检测系统还包括通信单元，采用无线通信技术及时将接地故障具体信息上传至监控中心。

当配电网在中性点经消弧线圈接地方式下运行时，由于感性电流的存在，发生单相接地故障时，故障线路的电流变得复杂，而采用上述检测方法，能够根据提取的零序电流的谐波分量直接进行比较判断，准确的得到具体接地线路。

采用本发明的检测系统，工作人员只需根据被检测线路实际工作情况进行必要的参数设定，之后检测系统会自行检测配电系统的工作状况，根据上述检测方法依次工作，能够第一时间发现接地故障，并快速确定接地相和具体的接地线路，并上传到监控中心，以便工作人员及时采取相应的解决措施，保证配电系统的可靠性。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。