专利名称：中性点接地系统故障选线方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种中性点接地系统故障选线方法和装置。
背景技术：
目前，配电网中性点广泛采用高电阻接地技术。研究发现，在中性点接地系统中有 目的地接入高电阻，将接地故障电流限制在IOA或以下，可使系统电流继续流过一段时间 而不致加重设备的损坏。 例如在小电流中性点接地系统中最常见的故障通常是单相接地，实践证明，较短
时间的单相接地故障虽然不会破坏整个中性点接地系统的对称运行，但如果不能及时发现
和处理该单相接地故障，极易发展成更严重的短路故障，甚至可能酿成重大的事故。 因此，如何快速准确的寻找到发生单相接地的故障线路，是业界一个亟待研究的
技术课题。
发明内容
本发明实施例提供一种中性点接地系统故障方法和装置，能够相对快速准确的选 出中性点接地系统中发生接地故障的馈线，进而有利于即时的对其进行抢修，以降低事故 发生的几率。 为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案
—种中性点接地系统故障选线方法，包括 利用分别设置于中性点接地系统待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流互 感器，获取所述待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流的感应电流，其中，中性点接地 系统的待监测的每组馈线包括分别连接到中性点接地系统三相输出的三路馈线；
分别解析获取到的各路馈线上的电流的感应电流的组分； 将解析出感应电流的电流组分中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线。 可选的，分别解析获取到的各路馈线上的电流的感应电流的组分包括 分别将获取到的各路馈线上的电流的感应电流进行放大；分别解析放大后的感应
电流的组分。 可选的，所述待监测的至少一组馈线具体为三组馈线。
—种中性点接地系统故障选线装置，包括 用于利用分别设置于中性点接地系统待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电 流互感器，获取所述待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流的感应电流的获取模块， 其中，中性点接地系统的待监测的每组馈线包括分别连接到中性点接地系统三相输出的三 路馈线； 以及与所述获取模块连接的，用于分别解析所述获取模块获取的各路馈线上的电 流的感应电流的组分的电流组分解析模块； 以及与电流组分解析模块连接的，用于将所述电流组分解析模块解析出感应电流的电流组分中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线的故障选线模块。
可选的，所述电流组分解析模块包括 用于分别将所述获取模块获取的各路馈线上的电流的感应电流进行放大的放大 器； 以及与所述放大器连接的，用于分别解析所述放大器放大后的感应电流的组分的 电流组分解析子模块。 可选的，所述获取模块具体用于，利用分别设置于中性点接地系统待监测的三组 馈线中各路馈线上的电流互感器，获取所述待监测的三组馈线中各路馈线上的电流的感应 电流。 由上技术方案可知，本发明实施例中通过获取和解析待监测的至少一组馈线中 各路馈线上的电流的感应电流的组分，来确定和指示发生接地故障的馈线，该方式能够相 对快速准确的选出中性点接地系统中发生接地故障的馈线，进而有利于即时的对其进行抢 修，以降低事故发生的几率；可以对多路馈线同时进行监测且无需关闭系统，具有较高的效 率和较强的实用性。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。 图1-a是本发明实施例提供的一种中性点接地系统示意图； 图1-b是本发明实施例提供的一种中性点接地系统接地故障示意图； 图2是本发明实施例提供的一种中性点接地系统故障选线方法的流程图； 图3是本发明实施例提供的一种中性点接地系统馈线监测示意图； 图4是本发明实施例提供的一种中性点接地系统存在单向接地故障时的零序等
效网络的示意图； 图5是本发明实施例提供的一种中性点接地系统故障选线装置示意图。
具体实施例方式
本发明实施例提供一种中性点接地系统故障选线方法和装置，能够相对快速准确 的选出中性点接地系统中发生接地故障的馈线，进而有利于即时的对其进行抢修，以降低 事故发生的几率。 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 首先参见图1-a和图l-b，图1-a示出了一种中性点接地系统，该中性点接地系统 可提供I、 II、 III三相电压输出，其中包括3组馈线，每组馈线包括分别连接到中性点接地 系统I、 II、 III三相输出的3路馈线。图1-b示出了一种中性点接地系统发生单向接地故障的情况，C3馈线发生接地故障。当发生单向接地故障时，中性点N接地的电阻RN上会有 较大的故障电流。 参见图2，本发明实施例提供的一种中性点接地系统故障选线方法，可以包括 210、利用分别设置于中性点接地系统待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电
流互感器，获取待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流的感应电流。 其中，中性点接地系统的待监测的每组馈线包括分别连接到中性点接地系统三相
输出的三路馈线。 在实际应用中，可以在中性点接地系统待监测的各组馈线中的各路馈线上的设置 电流互感器，利用各电流互感器可以获得各路馈线上的真实电流对应的感应电流，其中，利 用电流互感器获得的感应电流的大小与对应馈线上的真实电流大小成比例关系，该比例关
系主要取决于电流互感器的材质属性，该比例例如可以是感应电流真实电流=i : 50。 举例来说，参见图3，例如可以利用分别设置于中性点接地系统待监测的3组馈线 中的9路馈线上的9个电流互感器，分别获取待监测的3组馈线中的9路馈线上的电流的 感应电流，进而实现对9路馈线的同时检测。 220、分别解析获取到的各路馈线上的电流的感应电流的组分。 发明人实践发现，接地故障馈线上电流的电流组分中包括很大的阻性电流，而非
接地故障馈线上电流的电流组分中通常只包括容性电流。 举例来说，参见图4，图4示出了一种中性点接地系统存在单向接地故障时的零序 等效网络。 如图4所示，故障线路III的始端所反映的零序电流为 j0in ■=■ —[(/01 + /犯)+ i0 A;
而非故障线路I、 II的始端反映的零序电流为 /01 = /011 = jwCu[—4 中性点接地电阻RN接地状态下的电流为
c', 4 =7 其中^/^为中性点接地系统的供电电压，C工、Cn、Cm为对地等效电容，可见，故障线
路的电流组分中包括阻性(有功)电流和容性电流，非故障线路中只有容性电流。
因此，通过对各路馈线上的电流的感应电流的组分进行解析，便可以确定出那些
路馈线上的电流的感应电流的组分包括阻性电流，那些路馈线上的电流的感应电流的组分
只包括容性电流。 在实际应用中，例如可以先分别将获取到的各路馈线上的电流的感应电流进行放 大；然后分别解析放大后的感应电流的组分。 230、将解析出感应电流的电流组分中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障 馈线。 在实际应用中，例如可以根据电流组分解析结果，将解析出感应电流的电流组分 中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线，并可以通过显示装置显示出接地故障馈
5线的编号，以明确指示出发生接地故障的馈线，以便于维护人员即时的对其进行抢修，以降 低事故发生的几率。 由上可见，本实施例中通过获取和解析待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电 流的感应电流的组分，来确定和指示发生接地故障的馈线，能够相对快速准确的选出中性 点接地系统中发生接地故障的馈线，进而有利于即时的对其进行抢修，以降低事故发生的 几率；可以对多路馈线同时进行监测且无需事先关闭系统，具有较高的效率和较强的实用 性。 进一步的，为便于更好的实施本发明上述技术方案，参见图5，本发明实施例还提 供一种中性点接地系统故障选线装置500，可以包括获取模块510、电流组分解析模块520 和故障选线模块530。 其中，用于利用分别设置于中性点接地系统待监测的至少一组馈线中的各路馈线 上的电流互感器，获取待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流的感应电流的获取模块 510，其中，中性点接地系统的待监测的每组馈线包括分别连接到中性点接地系统三相输出 的三路馈线。 在实际应用中，可以在中性点接地系统待监测的各组馈线中的各路馈线上的设置 电流互感器，获取模块510利用各电流互感器可以获得各路馈线上的真实电流对应的感应 电流，其中，利用电流互感器获得的感应电流的大小与对应馈线上的真实电流大小成比例 关系，该比例关系主要取决于电流互感器的材质属性，该比例例如可以是感应电流真实
电流=i : 50。 举例来说，参见图3，获取模块510例如可以利用分别设置于中性点接地系统待监 测的3组馈线中的9路馈线上的9个电流互感器，分别获取待监测的3组馈线中的9路馈 线上的电流的感应电流。 还包括与获取模块510连接的，用于分别解析获取模块510获取的各路馈线上的 电流的感应电流的组分的电流组分解析模块520。 发明人实践发现，接地故障馈线上电流的电流组分中包括很大的阻性电流，而非 接地故障馈线上电流的电流组分中通常只包括容性电流。 举例来说，参见图4，图4示出了一种中性点接地系统发生单向接地故障时的零序 等效网络。如图4所示，故障线路ni的始端所反映的零序电流为 /識=一[(701 +/011)十/0A,
而非故障线路I、 II的始端反映的零序电流为 /01 = >乂,0 /。n = jwC [:r0 中性点接地电阻RN接地状态下的电流为
〖入
iw = f 上述表达式中，乙/^为中性点接地系统的供电电压，C工、Cn、Cm为对地等效电容，可 见，故障线路的电流组分中包括阻性电流(有功电流)和容性电流，非故障线路中只有容性电流。 电流组分解析模块520通过对各路馈线上的电流的感应电流的组分进行解析，可 以确定出那些路馈线上的电流的感应电流的组分包括阻性电流，那些路馈线上的电流的感 应电流的组分只包括容性电流。 以及与电流组分解析模块520连接的，用于将电流组分解析模块520解析出感应
电流的电流组分中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线的故障选线模块530。 在实际应用中，故障选线模块530可以根据电流组分解析模块520的电流组分解
析结果，将解析出感应电流的电流组分中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线，
并可以通过显示装置显示出接地故障馈线的编号，以明确的指示出发生接地故障的馈线，
以便于维护人员即时的对其进行抢修，以降低事故发生的几率。 在一种应用场景下，电流组分解析模块520可以包括 用于分别将获取模块510获取的各路馈线上的电流的感应电流进行放大的多个 放大器。 以及与该多个放大器连接的，用于分别解析放大器放大后的感应电流的组分的电 流组分解析子模块。 可以理解，放大后的感应电流解析更加容易，误差更小。 在一种应用场景下，获取模块510可具体用于，利用分别设置于中性点接地系统 待监测的三组馈线中各路馈线上的电流互感器，获取待监测的三组馈线中各路馈线上的电 流的感应电流。 中性点接地系统故障选线装置500的工作方式可以如下 当中性点接地系统故障选线装置500上电后，获取模块510开始(例如可以周期 性的或在用户控制下)利用分别设置于中性点接地系统待监测的至少一组馈线中各路馈 线上的电流互感器，获取待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流的感应电流；与获取 模块510连接的电流组分解析模块520则分别解析获取模块510获取的各路馈线上的电流 的感应电流的组分，并将解析结果通知给故障选线模块530 ;故障选线模块530则根据电流 组分解析模块520的解析结果，将电流组分解析模块520解析出感应电流的电流组分中包 含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线，以便于维护人员即时对其进行抢修，以降低 事故发生的几率。 综上，本发明实施例中通过获取和解析待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电 流的感应电流的组分，来确定和指示发生接地故障的馈线，能够相对快速准确的选出中性 点接地系统中发生接地故障的馈线，进而有利于即时的对其进行抢修，以降低事故发生的 几率；可以对多路馈线同时进行监测且无需事先关闭系统，具有较高的效率和较强的实用 性。 以上对本发明实施例所提供的一种中性点接地系统故障选线方法和装置进行了 详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的 说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依 据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容 不应理解为对本发明的限制。
权利要求
一种中性点接地系统故障选线方法，其特征在于，包括利用分别设置于中性点接地系统待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流互感器，获取所述待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流的感应电流，其中，中性点接地系统的待监测的每组馈线包括分别连接到中性点接地系统三相输出的三路馈线；分别解析获取到的各路馈线上的电流的感应电流的组分；将解析出感应电流的电流组分中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别解析获取到的各路馈线上的电流的感应电流的组分，包括分别将获取到的各路馈线上的电流的感应电流进行放大；分别解析放大后的感应电流的组分。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述待监测的至少一组馈线具体为三组馈线。
4. 一种中性点接地系统故障选线装置，其特征在于，包括用于利用分别设置于中性点接地系统待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流互感器，获取所述待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流的感应电流的获取模块，其中，中性点接地系统的待监测的每组馈线包括分别连接到中性点接地系统三相输出的三路馈线；以及与所述获取模块连接的，用于分别解析所述获取模块获取的各路馈线上的电流的感应电流的组分的电流组分解析模块；以及与电流组分解析模块连接的，用于将所述电流组分解析模块解析出感应电流的电流组分中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线的故障选线模块。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电流组分解析模块包括用于分别将所述获取模块获取的各路馈线上的电流的感应电流进行放大的放大器；以及与所述放大器连接的，用于分别解析所述放大器放大后的感应电流的组分的电流组分解析子模块。
6. 根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体用于，利用分别设置于中性点接地系统待监测的三组馈线中各路馈线上的电流互感器，获取所述待监测的三组馈线中各路馈线上的电流的感应电流。
全文摘要
本发明实施例公开了一种中性点接地系统故障选线方法和装置。其中的一种中性点接地系统故障选线方法，包括利用分别设置于中性点接地系统待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流互感器，获取所述待监测的至少一组馈线中各路馈线上的电流的感应电流，其中，中性点接地系统的待监测的每组馈线包括分别连接到中性点接地系统三相输出的三路馈线；分别解析获取到的各路馈线上的电流的感应电流的组分；将解析出感应电流的电流组分中包含阻性电流的对应馈线指示为接地故障馈线。本发明技术方案能够相对快速准确的选出中性点接地系统中发生接地故障的馈线，进而有利于即时的对其进行抢修，以降低事故发生的几率。
文档编号G01R31/08GK101726689SQ20091018918
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者张应榜, 蔡献军, 薛海朋, 马永军 申请人:深圳市华力特电气股份有限公司