基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统的制作方法

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统。

背景技术：

10kV、35kV配电线路作为电网的末端和用电客户的电源，其可靠、稳定的运行对电网的供电可靠率以及用电客户的生产来说至关重要。在配电线路发生单相接地故障时，需要准确地确定出发生故障的线路，对发生故障的线路进行急时切除并采取相应安全措施，以避免故障的进一步加剧。

在现有技术中，通常采用小电流故障选线装置来确定发生故障的线路。小电流故障选线装置是一种安装在变电站，在配电线路发生单相接地时用于判断线路故障的一种监测设备。目前，市场上的小电流故障选线装置通常利用故障线路的零序电流是从线路流向母线，而非故障线路的零序电流是从母线流向线路，两者的方向相反，以及故障线路的零序电流要滞后于零序电压90°的特点来确定故障线路。

然而在实际中，由于配电线路单相接地时产生的零序电流是系统电容电流，数值甚小，这使得基于零序电流和零序电压的检测方法灵敏度较低，此外，仅仅依靠零序电流和零序电压很难准确实现对故障线路的判定，只有结合配电线路的多方面数据，将多种判据的优势互补，才能够减少单一判据导致的误判。因此，现有的小电流故障选线装置无法为故障线路的准确分析提供充足的数据支持。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统，以解决现有的小电流故障选线装置无法为故障线路的准确分析提供充足的数据支持的问题。

本发明提供一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统，包括：

电力线缆、零序电流互感器、架空导线、压电陶瓷式电压互感器、波形记录仪、小电流故障选线装置以及处理器；

所述电力线缆包括A相母线、B相母线以及C相母线；所述架空导线包括与所述A相母线连接的第一架空导线、与所述B相母线连接的第二架空导线，以及与所述C相母线连接的第三架空导线；所述压电陶瓷式电压互感器包括第一压电陶瓷式电压互感器、第二压电陶瓷式电压互感器以及第三压电陶瓷式电压互感器；

所述A相母线、B相母线、C相母线构成三芯电缆，所述零序电流互感器套设于所述三芯电缆的外围，所述零序电流互感器与所述波形记录仪连接；

所述第一压电陶瓷式电压互感器的顶部与所述第一架空导线连接，底部引出电压抽头；所述第二压电陶瓷式电压互感器的顶部与所述第二架空导线连接，底部引出电压抽头；所述第三压电陶瓷式电压互感器的顶部与所述第三架空导线连接，底部引出电压抽头；所述第一压电陶瓷式电压互感器、所述第二压电陶瓷式电压互感器以及所述第三压电陶瓷式电压互感器的电压抽头分别与所述波形记录仪连接；

所述波形记录仪与所述处理器连接，所述处理器与所述小电流故障选线装置连接。

可选的，所述电力线缆还包括接地线，所述接地线位于所述三芯电缆的一侧，所述接地线穿过所述零序电流互感器。

可选的，所述零序电流互感器通过绝缘导线与所述波形记录仪连接。

可选的，所述绝缘导线的电压等级为0.6～1KV。

可选的，所述第二压电陶瓷式电压互感器以及所述第三压电陶瓷式电压互感器的电压抽头分别通过同轴电缆与所述波形记录仪连接。

由以上技术方案可知，本发明提供的一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统，包括：电力线缆、零序电流互感器、架空导线、压电陶瓷式电压互感器、波形记录仪、小电流故障选线装置以及处理器；通过压电陶瓷式电压互感器采集线路相对地电压，零序电流互感器采集线路故障时线路零序电流，当线路零序电流或线路相对地电压的跃变超过波形记录仪的触发值时，可通过波形记录仪记录电压、电流波形，并将记录的电流、电压波形数据传输至处理器，便于处理器根据上述电流、电压波形来判断故障类型，进而将故障线路信号传输至小电流故障选线装置，本发明提供的基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统，能够为故障线路的准确分析提供包括线路零序电流、线路相对地电压在内的充足的数据支持，作为小电流选线装置选线的辅助手段，通过结合配电线路的多方面数据，将多种判据的优势互补，从而减少单一判据导致的误判。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明提供的一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统的示意图。

图2为本发明提供的一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统的零序电流互感器的安装示意图。

图示说明：1-电力线缆，2-零序电流互感器，3-架空导线，4-压电陶瓷式电压互感器，5-绝缘导线，6-波形记录仪，7-同轴电缆，8-小电流故障选线装置，9-处理器，10-三芯电缆，11-A相母线，12-B相母线，13-C相母线，14-接地线，31-第一架空导线，32-第二架空导线，33-第三架空导线，41-第一压电陶瓷式电压互感器，42-第二压电陶瓷式电压互感器，43-第三压电陶瓷式电压互感器。

具体实施方式

请参阅图1至图2，本发明实施例提供一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统，包括：电力线缆1、零序电流互感器2、架空导线3、压电陶瓷式电压互感器4、波形记录仪6、小电流故障选线装置8以及处理器9。

其中，所述电力线缆1包括A相母线11、B相母线12以及C相母线13，在本实施例中所述电力线缆1为三相四线制输电线路。所述架空导线3包括与所述A相母线11连接的第一架空导线31、与所述B相母线12连接的第二架空导线32，以及与所述C相母线13连接的第三架空导线33。

所述压电陶瓷式电压互感器4包括第一压电陶瓷式电压互感器41、第二压电陶瓷式电压互感器42以及第三压电陶瓷式电压互感器43。此外，所述第一压电陶瓷式电压互感器41、第二压电陶瓷式电压互感器42以及第三压电陶瓷式电压互感器43也可以替换成其他形式的电压互感器。本申实施例采用压电陶瓷式电压互感器与其他形式的互感器相比，成本更低，并且便于投运变电站，安装时只相当于增加一个支柱绝缘子，安装方便。

其中，所述A相母线11、B相母线12、C相母线13构成三芯电缆10，所述零序电流互感器2套设于所述三芯电缆10的外围，所述零序电流互感器2与所述波形记录仪6连接。在本实施例中，安装所述零序电流互感器2时可将所述零序电流互感器2卡于所述三芯电缆10的电缆头下部。此外，所述电力线缆1还包括接地线14，所述接地线14位于所述三芯电缆10的一侧，所述接地线14穿过所述零序电流互感器2，其中，所述零序电流互感器2通过绝缘导线5与所述波形记录仪6连接，用于将所述零序电流互感器2采集的零序电流数据传输至所述波形记录仪6进行记录。

由于故障线路零序电流的大小等于所有非故障线路的零序电流之和，故障线路零序电流方向与非故障线路的零序电流方向相反，因此所述零序电流互感器2采集的零序电流数据可用于根据电流方向进行故障判断，以甄别是否为本线路故障。在本实施例中，所述绝缘导线5为低压绝缘导线，电压等级为0.6～1KV。

具体地，所述第一压电陶瓷式电压互感器41的顶部与所述第一架空导线31连接，底部引出电压抽头，用于采集第一架空导线31的相对地电压。所述第二压电陶瓷式电压互感器42的顶部与所述第二架空导线32连接，底部引出电压抽头，用于采集第二架空导线32的相对地电压。所述第三压电陶瓷式电压互感器43的顶部与所述第三架空导线33连接，底部引出电压抽头，用于采集第三架空导线33的相对地电压。在本实施例中，所述第一压电陶瓷式电压互感器41、所述第二压电陶瓷式电压互感器42以及所述第三压电陶瓷式电压互感器43能分别连续采集所述第一架空导线31、所述第二架空导线32以及所述第三架空导线33的相对地电压。

所述第一压电陶瓷式电压互感器41、所述第二压电陶瓷式电压互感器42以及所述第三压电陶瓷式电压互感器43的电压抽头分别与所述波形记录仪6连接，用于将所述第一架空导线31、所述第二架空导线32以及所述第三架空导线33的相对地电压数据传输至所述波形记录仪6进行记录。在本实施例中，所述第二压电陶瓷式电压互感器42以及所述第三压电陶瓷式电压互感器43的电压抽头分别通过同轴电缆7与所述波形记录仪6连接。

进一步地，所述波形记录仪6与所述处理器9连接，所述处理器9与所述小电流故障选线装置8连接。所述波形记录仪6可将记录的所述第一架空导线31、所述第二架空导线32以及所述第三架空导线33的相对地电压数据，以及所述零序电流互感器2采集的零序电流数据传输至所述处理器9，便于所述处理器9根据上述电流、电压波形来判断故障类型，进而将故障线路信号传输至小电流故障选线装置8。

需要强调的是，本申请仅涉及通过一种新的硬件构架，为故障线路的准确分析向处理器9提供包括线路零序电流、线路相对地电压在内的充足的数据支持，本申请解决的技术问题的也仅限于通过该系统的硬件构架连接关系，解决现有硬件构架无法为故障线路的准确分析提供充足的数据支持的问题，并不涉及对处理器9的程序本申请的改进，即本申请解决技术问题并不需要用到处理器9的软件程序。

在本实施例中，所述波形记录仪6在线路正常运行时处于待机状态，若线路发生故障时，所述第一架空导线31、所述第二架空导线32以及所述第三架空导线33的相对地电压数据，以及所述零序电流互感器2采集的零序电流数据的跃变超过所述波形记录仪6的触发值，则所述波形记录仪6启动并同步记录所述第一架空导线31、所述第二架空导线32以及所述第三架空导线33的相对地电压波形，以及所述零序电流互感器2采集的零序电流波形。此外，也可选择手动触发所述波形记录仪6以记录所述第一架空导线31、所述第二架空导线32以及所述第三架空导线33的相对地电压波形，以及所述零序电流互感器2采集的零序电流波形。所述波形记录仪6的上述功能可根据现有技术实现。

本发明实施例提供的一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统在现场安装时，可先将所述零序电流互感器2卡装于所述三芯电缆10的电缆头下部，使得所述A相母线11、B相母线12、C相母线13穿过所述零序电流互感器2，并且将接地线14也穿过零序电流互感器2。然后，将所述零序电流互感器2与所述波形记录仪6连接。之后，将所述第一压电陶瓷式电压互感器41、所述第二压电陶瓷式电压互感器42以及所述第三压电陶瓷式电压互感器43分安装于所述第一架空导线31、所述第二架空导线32以及所述第三架空导线33上，用来采集线路相对地电压，并通过同轴电缆7将所述第一压电陶瓷式电压互感器41、所述第二压电陶瓷式电压互感器42以及所述第三压电陶瓷式电压互感器43连接至波形记录仪6，最后将所述波形记录仪6与处理器9通过数据线进行连接。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统，包括：电力线缆1、零序电流互感器2、架空导线3、压电陶瓷式电压互感器4、波形记录仪6、小电流故障选线装置8以及处理器9。电力线缆1包括A相母线11、B相母线12以及C相母线13；架空导线3包括与A相母线11连接的第一架空导线31、与B相母线12连接的第二架空导线32，以及与C相母线13连接的第三架空导线33；压电陶瓷式电压互感器4包括第一压电陶瓷式电压互感器41、第二压电陶瓷式电压互感器42以及第三压电陶瓷式电压互感器43。A相母线11、B相母线12、C相母线13构成三芯电缆10，零序电流互感器2套设于三芯电缆10的外围，零序电流互感器2与波形记录仪6连接；第一压电陶瓷式电压互感器41的顶部与第一架空导线31连接，底部引出电压抽头；第二压电陶瓷式电压互感器42的顶部与第二架空导线32连接，底部引出电压抽头；第三压电陶瓷式电压互感器43的顶部与第三架空导线33连接，底部引出电压抽头；第一压电陶瓷式电压互感器41、第二压电陶瓷式电压互感器42以及第三压电陶瓷式电压互感器43的电压抽头分别与波形记录仪6连接；本发明实施例提供的一种基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统，通过压电陶瓷式电压互感器4采集线路相对地电压，零序电流互感器2采集线路故障时线路零序电流，当线路零序电流或线路相对地电压的跃变超过波形记录仪6的触发值时，可通过波形记录仪6记录电压、电流波形，并将记录的电流、电压波形数据传输至处理器9，便于处理器9根据上述电流、电压波形来判断故障类型，进而将故障线路信号传输至小电流故障选线装置8，本发明提供的基于压电陶瓷电压采集的小电流故障选线系统，能够为故障线路的准确分析提供包括线路零序电流、线路相对地电压在内的充足的数据支持，作为小电流选线装置选线的辅助手段，通过结合配电线路的多方面数据，将多种判据的优势互补，从而减少单一判据导致的误判。

以上的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。