一种转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置的制作方法

本实用新型属于电力设备技术领域，具体涉及一种转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置。

背景技术：

玉溪大红山矿业有限公司的转供站系统为中性点不接地系统，采用的系统电力综合保护装置只能监测到三相电压不平衡，不能直接判断单相接地故障故障回路，要切排除故障回路只能通过拉路法，即对系统供电回路逐条停电判断故障回路，这样费时费力，且必然造成生产运行部分甚至全部中断；若不能及时确定故障回路，排除故障，势必对生产和用电安全造成极大的威胁。而小电流接地电力系统设备短路故障通常是绝缘老化后，先发生短时单相接地故障，逐渐发展成单相永久落地故障，最后发展成相间短路故障跳闸停电。目前的单相接地故障检测通常是对单相永久落地故障进行检测，而不能对短时单相接地故障进行检测判断，从而导致故障从小变大。

为此，研究开发一种能够检测单相永久落地故障，又能检测短时单相接地故障并起线路保护的转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置是解决上述问题的关键。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种既能检测单相永久落地故障，又能检测短时单相接地故障，从而提前采取措施，故障排除，减小维护成本和损失的转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置阀。

本实用新型的目的是这样实现，包括设置在供电支路上的信号检测采集模块、与母线连接的监控中心，所述信号检测采集模块与监控中心数据连接，所述监控中心包括监测选线模块、线路保护模块、控制服务器，所述控制服务器与监测选线模块、线路保护模块、信号检测采集模块之间数据连接，完成运行数据管理、逻辑判断和选线保护功能，所述监测选线模块完成特殊信号注入、接地故障判别功能，所述线路保护模块根据控制服务器的逻辑判断完成线路保护功能，所述信号检测采集模块完成特殊信号采集并传输至控制服务器的功能。

本实用新型具有以下技术效果：

小电流接地电力系统设备短路故障通常是绝缘老化后，先发生短时单相接地故障，逐渐发展成单相永久落地故障，最后发展成相间短路故障跳闸停电。对原系统改造后，本装置能够及时监测到短时性和永久性单相接地故障（即在跳闸停电之前，对生产影响较小），并判明落地故障回路，同时通过消弧线圈和真空接触器相互配合动作降低单相接地故障对电力系统的危害，对系统进行临时保护，有利于在电力系统跳闸停电之前提前进入检修，减小设备造成较大损伤风险，降低安全用电风险，通过后台报警信息及时调整生产、供电运行，避免生产被迫停产，规避设备设施意外停机造成的风险。

附图说明

图1为本实用新型工作示意图；

图2为本实用新型控制原理框图；

图中：1-供电母线，2-供电支路，3-信号检测采集模块，4-三相电压监测模块，5-线路保护模块，6－监测选线模块，7－真空接触器，8-消弧线圈，9-高压可控硅，10-电压互感器，11-隔离开关，12-接地变压器，13-熔丝。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换或替换，均属于本实用新型的保护范围。

如附图1－2所示的本实用新型包括设置在供电支路上的信号检测采集模块3、与母线连接的监控中心，所述信号检测采集模块3与监控中心数据连接，所述监控中心包括监测选线模块6、线路保护模块5、控制服务器，所述控制服务器与监测选线模块6、线路保护模块5、信号检测采集模块3之间进行数据交换，完成运行数据管理、逻辑判断和选线保护功能，所述监测选线模块6完成特殊信号注入、接地故障判别功能，所述线路保护模块5根据控制服务器的逻辑判断完成线路保护功能，所述信号检测采集模块3完成特殊信号采集并传输至控制服务器的功能。

所述监测选线模块6包括信号注入装置，所述信号注入装置用于向线路中注入特殊信号。

所述线路保护模块5包括真空接触器7、消弧线圈8，所述用真空接触器7用于旁路暂态、高频接地电容电流，所述消弧线圈8用于暂态电感电流。

所述信号检测采集模块3包括零序电流互感器、选线信号采集器，所述零序电流互感器用于探测支路中的脉冲可控零序电流信号，所述选线信号采集器用于将零序电流互感器探测到的脉冲可控零序电流信号转化成数字信号再发送给控制服务器。

所述监控中心包括报警装置，所述报警装置与控制服务器电连接，所述报警装置用于发出警报。

所述监控中心包括信息输入输出装置。

所述信息输入输出装置包括监视屏。

所述特殊信号为零序电流信号。

本实用新型工作原理和工作过程：三相电压监测模块4检测到三相电压不平衡时，即中性点不直接接地系统发生单相接地故障时，控制服务器快速控制监测选线模块6的高压可控硅的导通和关断，形成一个脉冲可控的零序电流信号（系统短时（10ms）内成为中性点带大电阻接地的系统，系统接地短路电流足够大，能够被零序电流互感器有效检测到，但又不至于使回路跳闸的落地短路电流），该脉冲可控的零序电流信号流过各支路，支路上信号检测采集模块3的零序电流互感器（零序ct）采集信号，并经选线信号采集器转化成数字信号再发送给控制服务器，通过控制服务器选线后台对比运算分析，判断故障回路，并在与控制服务器连接的监视屏上显示及发出警报。然后迅即根据控制服务器判断的单相接地故障的性质，再采用相应不同的保护方式，消弧线圈和触点消弧互相配合，互相保护。若为瞬时性接地故障和弧光接地故障时，完成选线判断后迅速启动真空接触器7和脉冲式消弧线圈8工作，用真空接触器来旁路暂态、高频接地电容电流，用脉冲式消弧线圈暂态电感电流，当脉冲式消弧线圈补偿接地电容电流后，切除真空接触器，待故障消除后再退出脉冲式消弧线圈。若为永久性的单相接地故障，完成选线判断后迅速启动真空接触器工作，用真空接触器直接旁路接地电容电流，保护故障支路特别是电缆支路的安全，待技术人员检修并排除支路故障后恢复正常状态，利于系统的安全运行。

技术特征：

1.一种转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置，包括设置在供电支路上的信号检测采集模块（3）、与母线连接的监控中心，其特征是：所述信号检测采集模块（3）与监控中心数据连接，所述监控中心包括监测选线模块（6）、线路保护模块（5）、控制服务器，所述控制服务器与监测选线模块（6）、线路保护模块（5）、信号检测采集模块（3）之间进行数据交换，完成运行数据管理、逻辑判断和选线保护功能，所述监测选线模块（6）完成特殊信号注入、接地故障判别功能，所述线路保护模块（5）根据控制服务器的逻辑判断完成线路保护功能，所述信号检测采集模块（3）完成特殊信号采集并传输至控制服务器的功能。

2.根据权利要求1所述转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置，其特征是：所述监测选线模块（6）包括信号注入装置，所述信号注入装置用于向线路中注入特殊信号。

3.根据权利要求1所述转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置，其特征是：所述线路保护模块（5）包括真空接触器（7）、消弧线圈（8），所述真空接触器（7）用于接地电容电流，所述消弧线圈（8）用于暂态电感电流。

4.根据权利要求1所述转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置，其特征是：所述信号检测采集模块（3）包括零序电流互感器、选线信号采集器，所述零序电流互感器用于探测支路中的脉冲可控零序电流信号，所述选线信号采集器用于将零序电流互感器探测到的脉冲可控零序电流信号转化成数字信号再发送给控制服务器。

5.根据权利要求1所述转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置，其特征是：所述监控中心包括报警装置，所述报警装置与控制服务器电连接，所述报警装置用于发出警报。

6.根据权利要求1所述转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置，其特征是：所述特殊信号为零序电流信号。

7.根据权利要求1所述转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置，其特征是：所述监控中心包括信息输入输出装置。

技术总结
本实用新型公开了一种转供站小电流接地系统单相接地故障检测选线保护装置，包括设置在供电支路上的信号检测采集模块、与母线连接的监控中心，所述信号检测采集模块与监控中心数据连接，所述监控中心包括监测选线模块、线路保护模块、控制服务器，所述控制服务器与监测选线模块、线路保护模块、信号检测采集模块之间数据连接，完成运行数据管理、逻辑判断和选线保护功能。本实用新型能够及时监测到短时性和永久性单相接地故障，并判明落地故障回路和实施临时性保护，利于在电力系统跳闸停电之前提前进入检修，减小设备造成较大损伤风险，规避设备设施意外停机造成的风险。

技术研发人员：周开伟;邵重阳;杨建华;吴鸿飞;张平南;吴宏明;李忠才;薛颃;常树能;王文东;赵建雄;杨涛;徐宜宾
受保护的技术使用者：玉溪大红山矿业有限公司
技术研发日：2020.03.07
技术公布日：2020.08.18