一种小电流接地系统单相接地故障的定位装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力领域，尤其涉及小电流接地系统单相接地故障的选线和定位方法。
【背景技术】
[0002]单相接地故障是配电系统最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气。由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。单相接地不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。虽然单相接地故障是电力系统中发生率最高的故障，但是对于单相接地故障的精确定位却一直未能得到很好的解决。
[0003]目前，小电流接地系统包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经高阻抗接地等。当小电流接地系统发生单相接地故障时，虽不影响正常供电，但可能会导致系统产生工频过电压、谐振过电压、弧光接地过电压等，从而引发绝缘击穿，导致系统短路事故，扩大事故范围及事故损失。另外，小电流接地系统发生单相接地故障，故障点往往只流过系统的电容电流或经补偿后的残流，该电流较小，故障特征不明显，因而难以检测和定位故障位置，正确选择故障线路也比较困难，严重影响了电力系统的供电可靠性和安全稳定运行。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种采用可控干扰信号对小电流接地系统单相接地故障的选线和定位方法，用以解决小电流接地系统单相接地故障的选线和定位问题。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种小电流接地系统单相接地故障的定位装置，该装置由可控干扰信号源、信号监测终端两部分组成；其中，可控干扰信号源由电压互感器、测量控制器、可控电力电子开关器件、接地电阻依序连接构成；信号监测终端，根据配电网络结构和运行维护需要，分散安装在配电线路的不同位置上；整个可控干扰信号源安装在小电流接地系统的电源侧，位于母线或出线断路器外侧。
[0007]本发明所述电压互感器和接地电阻均采用可选配器件。
[0008]一种小电流接地系统单相接地故障的定位装置使用方法，可控电力电子开关器件间歇性导通的过程中，步骤a被执行，包括:
[0009]al.可控干扰信号源和信号监测终端实时采集电流瞬时值；
[0010]a2.根据采集到的电流瞬时值，获取电流扰动信号；
[0011]a3.信号监测终端根据电流扰动信号，进行故障定位。
[0012]本发明步骤a3包括:
[0013]a31.将所述信号监测终端进行编号；
[0014]a32.判断最后一个检测到电流扰动信号的信号监测终端和第一个未接检测电流扰动信号的信号监测终端之间的位置为故障发生位置。
[0015]本发明通过改变所述可控电力电子开关器件的导通角控制电流扰动信号的幅值；通过改变所述可控电力电子开关器件的导通时间控制电流扰动信号的频谱。
[0016]本发明当小电流接地系统发生单相接地故障时，通过安装在母线或线路上的电压互感器以及测量控制器检测到零序电压或电压不平衡度，从而判断出系统发生了单相接地故障。
[0017]本发明测量控制器驱动非接地相的可控电力电子开关器件间歇性导通；这样就在受控的非接地相、接地相、接地点、大地、可控干扰信号源之间的闭合电路中产生了受控制的电流扰动信号；
[0018]本发明安装在上述所述的闭合电路中的信号监测终端能够采集到受控制的电流干扰信号；安装在其它位置的信号监测终端不能检测到该电流干扰信号；所有检测到受控电流干扰信号的信号监测终端发出报警信息，从而能够判断故障位置，也能够选择出故障线路；
[0019]本发明所述的信号监测终端发出的报警信息的具体方式是:①通过通信系统发送到远方的故障监测主站系统；②信号监测终端在本地通过状态变化告知电力线路维护人员。
[0020]本发明所述的电压互感器可以采用变电站或线路上已经装设的母线电压互感器或者线路电压互感器，因而所述的电压互感器是可选配器件。
[0021]本发明所述的接地电阻是为了防止在所述的控制过程中，发生导通角和导通时间的控制错误而设置的保护用电阻；因而所述的接地电阻是可选配器件。
[0022]本发明测量控制器驱动可控电力电子开关器件，使非接地相与大地间歇性导通，并且导通角和导通时间能够被控制。
[0023]本发明通过可控干扰信号源产生可控电信号，在不对电力系统造成任何不良影响的前提下，形成电压和电流波形上的小扰动；利用信号监测终端对电流扰动进行特征提取和分析，实现故障定位。在不影响线路正常工作的前提下，对单相接地故障进行准确定位。原理简单，定位准确度高，成本较低，易于推广。
[0024]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的工作示意图。
[0026]图2是本发明的原理示意图。
[0027]图3是本发明的故障定位流程示意图。
[0028]图4是本发明的晶闸管导通角为15度时晶闸管导通前后电流波形图。
[0029]图5是本发明的晶闸管导通角为20度时晶闸管导通前后电流波形图。
[0030]图6是本发明的晶闸管导通角为25度时晶闸管导通前后电流波形图。
[0031]图7是按照本发明提取出的扰动电流的波形。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0033]一种小电流接地系统单相接地故障的定位装置，该装置由可控干扰信号源、信号监测终端两部分组成；其中，可控干扰信号源由电压互感器、测量控制器、可控电力电子开关器件、接地电阻依序连接构成；信号监测终端，根据配电网络结构和运行维护需要，分散安装在配电线路的不同位置上；整个可控干扰信号源安装在小电流接地系统的电源侧，位于母线或出线断路器外侧。所述电压互感器和接地电阻均采用可选配器件。
[0034]一种小电流接地系统单相接地故障的定位装置使用方法，可控电力电子开关器件间歇性导通的过程中，步骤a被执行，包括:
[0035]al.可控干扰信号源和信号监测终端实时采集电流瞬时值；
[0036]a2.根据采集到的电流瞬时值，获取电流扰动信号；
[0037]a3.信号监测终端根据电流扰动信号，进行故障定位。
[0038]本发明步骤a3包括:
[0039]a31.将所述信号监测终端进行编号；
[0040]a32.判断最后一个检测到电流扰动信号的信号监测终端和第一个未接检测电流扰动信号的信号监测终端之间的位置为故障发生位置。
[0041]本发明通过改变所述可控电力电子开关器件的导通角控制电流扰动信号的幅值；通过改变所述可控电力电子开关器件的导通时间控制电流扰动信号的频谱。