基于零序电流故障转移原理的故障选线方法及装置与流程

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及基于零序电流故障转移原理的故障选线方法及装置。

背景技术：

目前国家低压电网大部分采用中心点不接地系统，这种方式电网允许带单相接地故障运行2小时，具有较高的可靠性。但是随着城市电缆线路的普及和发展，单相接地故障电弧对电缆固体绝缘的长期破坏，发展成两相短路，无法维持2h运行。单相接地故障后，快速选出故障线路很有必要。

虽然选线方法很多，但是却无法保证选线的准确率，采用基于零序电流故障转移前后方向变化原理故障选线技术配合快速涡流驱动开关，利用单相接地故障前后电流的转移及变化快速选出故障线路。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了基于零序电流故障转移原理的故障选线方法及装置，使得稳定可靠、精度高。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于零序电流故障转移原理的故障选线装置，包括消弧选线控制器、快速涡流驱动开关、抗干扰型高精度电源、零序电流互感器，所述零序电流互感器串联快速涡流驱动开关后分四路，一路经电容、带电显示器后接地，一路经过电压保护器后接地，一路经高压熔断器、电压互感器、一次消谐器后接地，一路连接到隔离刀闸。

优选地，所述消弧选线控制器通过光纤连接到快速涡流驱动开关，所述的消弧选线控制器包括消弧模块和快速选线模块，所述消弧模块快速熄灭电弧用于快速选出故障相。

优选地，所述的基于零序电流故障转移原理的故障选线方法，所述故障选线方法包括如下步骤：

s1.正常运行时，消弧选线控制器实时通过电压互感器监测系统电压，并实时计算出零序电压的有效值，实现对零序电压的采集；

s2.发生单相接地，消弧选线控制器1在3ms内判别故障相，通过故障相零序电流转移前后变化量最大的原理选出故障线路，收消弧选线控制器发出分闸命令；

s3.抗干扰高精度电源通过接收消弧选线控制器的命令，控制分闸、合闸可控硅的导通，实现对快速涡流驱动开关的分合闸线圈放电，完成快速涡流驱动开关的分合闸动作；

s4.将故障相电容电流转移到装置内，通过零序电流互感器对装置动作前后的两次10ms的采用对比，采用独特的方向判据及最大增量法判别故障线路，完成故障选线。

本发明提供了基于零序电流故障转移原理的故障选线方法及装置，本发明不受接地电阻大小、短路点距离长短等因素影响，选线迅速，可在接地故障发生后快速选出故障线路，稳定可靠、精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的选线原理图；

图3为本发明的具体故障选线方法判断逻辑图。

具体实施方式

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。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，基于零序电流故障转移原理的故障选线装置，包括消弧选线控制器1、快速涡流驱动开关2、抗干扰型高精度电源、零序电流互感器3，所述零序电流互感器3串联快速涡流驱动开关2后分四路，一路经电容、带电显示器5后接地，一路经过电压保护器6后接地，一路经高压熔断器7、电压互感器8、一次消谐器9后接地，一路连接到隔离刀闸4。

优选地，所述消弧选线控制器1通过光纤连接到快速涡流驱动开关2，所述的消弧选线控制器1包括消弧模块和快速选线模块，所述消弧模块快速熄灭电弧用于快速选出故障相。

优选地，所述的基于零序电流故障转移原理的故障选线方法，所述故障选线方法包括如下步骤：

s1.正常运行时，消弧选线控制器1实时通过电压互感器8监测系统电压，并实时计算出零序电压的有效值，实现对零序电压的采集；

s2.发生单相接地，消弧选线控制器1在3ms内判别故障相，通过故障相零序电流转移前后变化量最大的原理选出故障线路，收消弧选线控制器发出分闸命令；

s3.抗干扰高精度电源通过接收消弧选线控制器1的命令，控制分闸、合闸可控硅的导通，实现对快速涡流驱动开关2的分合闸线圈放电，完成快速涡流驱动开关2的分合闸动作；

s4.将故障相电容电流转移到装置内，通过零序电流互感器3对装置动作前后的两次10ms的采用对比，采用独特的方向判据及最大增量法判别故障线路，完成故障选线。

实施例2：

基于零序电流故障转移原理的故障选线装置，包括消弧选线控制器1、快速涡流驱动开关2、抗干扰型高精度电源、零序电流互感器3，所述零序电流互感器3串联快速涡流驱动开关2后分四路，一路经电容、带电显示器5后接地，一路经过电压保护器6后接地，一路经高压熔断器7、电压互感器8、一次消谐器9后接地，一路连接到隔离刀闸4。

优选地，所述消弧选线控制器1通过光纤连接到快速涡流驱动开关2，所述的消弧选线控制器1包括消弧模块和快速选线模块，所述消弧模块快速熄灭电弧用于快速选出故障相。

优选地，所述的基于零序电流故障转移原理的故障选线方法，所述故障选线方法包括如下步骤：

s1.正常运行时，消弧选线控制器1实时通过电压互感器8监测系统电压，并实时计算出零序电压的有效值，实现对零序电压的采集；

s2.发生单相接地，消弧选线控制器1在3ms内判别故障相，通过故障相零序电流转移前后变化量最大的原理选出故障线路，收消弧选线控制器1发出分闸命令；

s3.抗干扰高精度电源通过接收消弧选线控制器1的命令，控制分闸、合闸可控硅的导通，实现对快速涡流驱动开关2的分合闸线圈放电，完成快速涡流驱动开关2的分合闸动作；

s4.将故障相电容电流转移到装置内，通过零序电流互感器3对装置动作前后的两次10ms的采用对比，采用独特的方向判据及最大增量法判别故障线路，完成故障选线。

如图2所示，第5条线路发生单相接地故障，第一条线路的电容电流的变化基本不变，即δi1≈0，第二条、第三条、第四条如第一条线路一样，电容电流基本不变，即δi2≈0，δi3≈0，δi4≈0。因第五条线路是故障线路，其他非故障线路的电容电流均经过故障线路的零序ct返回母线，故δi5＝-(i1+i2+i3+i4)。而发明中的快速涡流驱动开关装置的消弧选线控制器在3ms内判断故障相后，迅速发出快速涡流驱动开关的合闸命令，直接将故障相接地，将过电压将至到0，将零序电流转移至本装置内部δikx＝-(i1+i2+i3+i4+i5)。

如图3所示，上述的基于零序电流故障转移原理的故障选线方法，所述具体方法包括如下步骤：

s1.当系统正常运行时，采集零序电压u0，并在3ms之内计算出零序电压的有效值；

s2.当uδ＜设定值，继续采集计算，如果uδ>设定值，启动电流采集器，第一次采集电流ii0-1，并发出快速涡流驱动开关的合闸命令，快速合闸；

s3.160ms之后再次采集ii0-2及本装置内电流id，当id＞设定值，采用最大增量法选出故障线路，否则就以第二次采集的最大电流的线路为故障线路。

本发明提供了基于零序电流故障转移原理的故障选线方法及装置，本发明不受接地电阻大小、短路点距离长短等因素影响，选线迅速，可在接地故障发生后快速选出故障线路，稳定可靠、精度高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。