本发明涉及电力系统保护，具体的说，是一种电站小电流接地选线系统。
背景技术：
1、在现代电力系统中，接地故障是一种常见且具有潜在危害的故障类型，它可能导致设备损坏、供电中断，甚至引发人身安全风险，尤其是在小电流接地系统中，由于故障电流值较低，传统的保护装置往往难以有效检测和定位故障，给电力系统的安全运行带来了挑战。小电流接地系统的设计旨在减少接地故障对电力设备的影响，通过控制接地电流，降低设备因接地故障而受到的损害，然而，随着电力负荷的增加和电力系统的复杂性提升，如何快速、准确地检测接地故障并定位故障点，成为电力行业亟待解决的问题。传统的接地故障检测方法主要依赖于定期的人工巡检和简易的监测设备，存在响应速度慢、准确性低、无法实时监控等缺陷。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种电站小电流接地选线系统，用于解决现有技术中接地故障检测方法主要依赖于定期的人工巡检和简易的监测设备，存在响应速度慢、准确性低、无法实时监控的问题。
2、本发明通过下述技术方案解决上述问题：
3、一种电站小电流接地选线系统，包括数据采集模块、故障检测模块、选线定位模块、控制保护模块以及显示模块，其中：
4、数据采集模块，用于实时获取电力系统的各相电流、各相电压以及接地电阻，计算相电流的有效值、相电压的有效值以及接地电阻的变化率，并将采集和计算的数据传输至故障检测模块以及显示模块；
5、故障检测模块，用于接收所述数据采集模块输入的数据，进行状态分析并作出故障判断，以及通过计算各相电流的不平衡度、故障电流幅值、各相电流的相位角、各相功率因数以及接地故障电流的波形特征，判断接地故障的类型；
6、选线定位模块，用于根据故障检测模块的判断结果，计算故障点至监测点的距离，并将故障点的坐标信息输出，发送至控制保护模块；
7、控制保护模块，用于在接收到接地故障信号后，自动采取保护措施，并生成系统自检报告并发送至显示模块进行展示，自动采取保护措施包括快速切断故障线路、启动备用系统以及切换至冗余电源，系统自检报告用于评估接地保护系统的有效性。
8、本发明通过自动获取各相电流、各相电压和接地电阻数据，快速计算并分析故障状态，极大地提高了响应速度和准确性，通过详细的状态分析，能够精准判断接地故障的类型，并快速计算故障点位置，确保故障定位的高精度，实现了实时监控，此外，控制保护模块在接收到故障信号后，可以迅速自动采取保护措施。
9、进一步地，所述相电流的有效值的计算公式为：
10、
11、其中，ieff表示相电流的有效值，t表示一个完整周期的时间，i(t)表示在时间t的瞬时电流值，dt表示积分符号。
12、进一步地，所述相电压的有效值的计算公式为：
13、
14、其中，veff表示相电流的有效值，t表示一个完整周期的时间，v(t)表示在时间t的瞬时电压值，dt表示对于时间变量t的微分。
15、进一步地，所述接地电阻的变化率的计算公式为：
16、
17、其中，δrg表示接地电阻的变化率，rg(t1)表示时间点t1的接地电阻值，rg(t2)表示时间点t2的接地电阻值。
18、进一步地，所述各相电流的不平衡度的计算公式为：
19、
20、其中，ia,ib,ic表示各相的电流值，bp表示各相电流的不平衡度，iavg表示各相电流的平均值。
21、进一步地，所述故障电流幅值的计算公式为：
22、
23、其中，if表示故障电流幅值，ia,ib,ic表示各相的电流值。
24、进一步地，所述各相电流的相位角的计算公式为：
25、
26、其中，表示各相电流的相位角，arctan表示反函数，iq表示各相的虚部电流，id表示各项的实部电流。
27、进一步地，所述各相功率因数的相位角的计算公式为：
28、
29、其中，pf表示各相的功率因数，cos表示余弦函数。
30、进一步地，所述接地故障电流的波形特征的计算公式为：
31、
32、其中，f(x)表示频域中的信号，f(t)表示时间域中的故障电流波形，是由电流传感器实时采集到的波形信号经过模数转换后得到的数字信号，j表示虚数单位，w表示f(t)的频率，e-jwt表示复指数函数，dt表示对于时间变量t的微分。
33、进一步地，所述故障点至监测点的距离的计算公式为：
34、ds＝vc*tf
35、其中，ds表示故障点至监测点的距离，vc表示信号传播速度，通过制造商提供的电缆的电磁参数表获取，tf表示从故障发生到检测点所需时间，通过高速采样仪进行获取。
36、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
37、本发明通过自动获取各相电流、各相电压和接地电阻数据，快速计算并分析故障状态，极大地提高了响应速度和准确性，故障检测模块通过详细的状态分析，能够精准判断接地故障的类型，并结合数字信号处理算法，快速计算故障点位置，确保故障定位的高精度，此外，控制保护模块在接收到故障信号后，可以迅速自动采取保护措施，如切断故障线路和切换至冗余电源，从而有效降低因接地故障带来的安全隐患和经济损失，同时，系统自检报告的生成和显示模块的实时监控界面，进一步提升了用户对电力系统状态的掌控能力。
1.一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，包括数据采集模块、故障检测模块、选线定位模块、控制保护模块以及显示模块，其中：
2.根据权利要求1所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述相电流的有效值的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述相电压的有效值的计算公式为：
4.根据权利要求1所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述接地电阻的变化率的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述各相电流的不平衡度的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述故障电流幅值的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述各相电流的相位角的计算公式为：
8.根据权利要求7所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述各相功率因数的相位角的计算公式为：
9.根据权利要求1所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述接地故障电流的波形特征的计算公式为：
10.根据权利要求1所述的一种电站小电流接地选线系统，其特征在于，所述故障点至监测点的距离的计算公式为：