基于零序突變法及向量法的接地故障定位方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種小電流接地故障定位方法，具體的說，是涉及一種基于零序突變 法及向量法的接地故障定位方法。
【背景技術】
[0002] 中壓配網接線復雜，分支較多，線路故障中絕大部分是單相接地故障。我國的中壓 配網多數采用中性點經消弧線圈接地系統和中性點不接地系統。這兩種接地的配網系統又 被稱為小電流接地系統。小電流接地系統發生單相接地故障后，不會形成短路回路，僅由系 統的分布電容引起很小的接地電流，三相線電壓繼續保持對稱，系統可帶電運行1-2小時。 由于小電流接地系統的接地電流微弱，這給確定接地故障點帶來了難度，這就是為什么配 網單相接地故障定位成為一個眾所周知的難題。
[0003] 現有的小電流故障定位系統方法有：無源暫態法和有源注入法兩大類。
[0004] 現有的故障定位系統的電流數據采集裝置實用傳統的電工純鐵作為磁路感應器 件，電工純鐵作為磁路感應時精度很低，很難準確的反應出電力電路的電流實際變化，就不 能準確的判斷出線路的故障發生。數據合并通訊裝置中無法合成零序電流，無法計算初相 角，所以以前的技術方案很難準確的捕獲故障信息。原來的技術數據合并通訊裝置不具有 故障判斷能力，只具有通訊功能。
[0005] 電力系統中A、B、C相的相位角相差120°，而現有技術，能采集各相電流的幅值、 不能有效的區分相位關系，無法通過零序穩態的方法判斷故障，只能是監測電流超過某個 值就報告故障，故障判斷不精確。
[0006] 無源暫態電流法：暫態電流法的原理是通過瞬間增大的電流值與設定值做比較， 無論是短路電流還是接地電流，在規定的時間內只要大于設定值即為發生故障。這類系統 通常使用結構簡單的故障檢測探頭，探頭的的檢測精度非常低，有的甚至低至20%左右，致 使在使用中故障判斷指示正確率小于40 %。這類系統往往成本低廉，但正確率太低，在市場 上已經被認識到，將逐漸退出市場。這類系統因其原理的局限，不能工作在消弧線圈接地系 統中。
[0007] 有源注入法：注入法的原理是在站內增加信號PT，當發生接地故障，自動激活信 號PT向所有的線路注入60Hz的半波信號，能接受到此信號的故障指示器報警，最后一個報 警的與下一個未報警的指示器區間即為故障區段。注入法的系統雖能夠適應不同的接地系 統，但在氣候干燥、過渡電阻大、分支較多的電網中該方法失效。并且信號PT的使用可能引 入諧波危及電網系統。注入法的故障定位系統價格很高，增加運營成本。
【發明內容】
[0008] 針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種滿足不同的接地系統要求，提高故 障判斷幾率的基于零序突變法及向量法的接地故障定位方法。
[0009] 本發明所采取的技術方案是：
[0010] -種基于零序突變法及向量法的接地故障定位方法，包括如下步驟：
[0011] 設定變電站內PT零序電壓比對數值USET ;
[0012] 讀取變電站內PT零序電壓U01 ;
[0013] 判斷變電站內PT零序電壓U01是否大于PT零序電壓比對數值USET ;
[0014] 變電站內PT零序電壓U01大于PT零序電壓比對數值USET，向各個節點發零序電 流采樣命令，否則繼續讀取變電站內PT零序電壓U01 ;
[0015] 獲取n個節點零序電流數值I01-I0n ;
[0016] 判斷零序電流是否獲取完畢；
[0017] 零序電流獲取完畢，判斷接地類型，否則繼續獲取節點零序電流數值；
[0018] 確定接地類型為消弧線圈；向消弧線圈發送過補償調節命令；
[0019] 再次讀取系統的零序電壓U02 ;
[0020] 再次下發零序電流采樣命令；
[0021] 獲取n個節點零序電流I01-I0n ;
[0022] 突變量法計算出故障線路故障點；向故障沿線發單相接地報警命令；
[0023] 接地類型為非消弧線圈；取零序最大的線路為故障線路；
[0024] 零序向量法定位出故障點；
[0025] 向故障沿線發單相接地報警命令。
[0026] -種基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置，包括：
[0027] 用于獲取n個節點零序電流數值I01-I0n的架空電流采集單元；
[0028] 對采集的數據進行波形還原，計算出平均電流值的幅值，計算出每次采樣的初相 角，計算合成零序電流的數據合并通訊單元；
[0029] 用于設定變電站內PT零序電壓比對數值USET，讀取變電站內PT零序電壓U01 ;采 用突變量法和零序向量法計算出故障線路故障點，根據系統中故障點與非故障點的遍歷識 另IJ，判斷出故障區段，向故障沿線發單相接地報警命令并在顯示器上顯示出來的上位機。
[0030] 所述數據合并通訊單元包括箱體和箱蓋，所述箱體兩側設置有固定吊耳，固定吊 耳設置有耳孔，U型卡環兩個自由端通過螺母與耳孔相連接；所述箱蓋通過鉸鏈軸與箱體 相連接；所述箱蓋上設置有太陽能電池板，所述箱蓋表面設置有支撐耳；所述太陽能電池 板底部設置有連接耳；支撐耳和連接耳設置有連接孔；所述支撐耳和連接耳呈三角形分 布，上方支撐耳與連接耳相連接；下方支撐耳通過支撐架與連接耳相連接。
[0031] 所述數據合并通訊單元包括：用于與架空電流采集單元通訊的2. 4G通訊電路；用 于與上位機裝置通訊的GPRS模塊。
[0032] 所述架空電流采集單元包括太陽能電池板，太陽能電池板與取電儲能電路相連 接；取電儲能電路與開啟式電流互感器、電流采樣電路、低功耗單片處理器、故障指示電路 和2. 4G通訊電路相連接；開啟式電流互感器與短路前置判斷電路、電流采樣電路相連接； 低功耗單片處理器與短路前置判斷電路和電流采樣電路相連接；低功耗單片處理器與故障 指示電路和2. 4G通訊電路相連接。
[0033] 所述數據合并通訊單元包括設置在箱體內的嵌入式處理器、電壓監測電路和電源 運行指示電路。
[0034] 所述數據合并通訊單元包括充電管理電路，充電管理電路與太陽能電池板和免維 護蓄電池相和放電保護電路相連接；放電保護電路與運行開關和電壓監測電路相連接。
[0035] 本發明相對現有技術的有益效果：
[0036] 本發明基于零序突變法及向量法的接地故障定位方法，能夠提高小電流接地系統 發生接地故障的判斷幾率，價格比有源注入法便宜很多，對系統干擾少。同時本發明兼顧負 荷監視功能，方便查詢架空線的負荷情況。
[0037] 本發明將接地類型加以分區，因為不同的接地類型有本身特有的接地故障特征， 因其特征選擇不同的方法，這樣就會更準確的判斷出故障，據高故障判斷幾率。
[0038] 發明采用A、B、C相不同的電流采集單元，應用采集單元分為A、B、C相采集指示 單元，非三相程序地址一致，使得采集的電流信息中不但帶有幅值參數，還帶有相位角的參 數，這樣有利于使用本發明使用的突變量法，及向量法，故障判斷更準確。
[0039] 應用零序突變法及向量法相結合的故障判斷機理，滿足不同的接地系統要求。
【附圖說明】
[0040] 圖1本實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的系統結構框圖；
[0041] 圖2本實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的故障判斷流程 圖；
[0042] 圖3實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的中性點不接地系 統接地故障零序等效圖；
[0043] 圖4實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的消弧線圈參數改 變后的零序網絡圖；
[0044] 圖5實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的消弧線圈參數改 變如的零序網絡圖；
[0045] 圖6實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的架空網采集指示 單元的系統框圖；
[0046] 圖7實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的數據合并通訊單 元系統圖；
[0047] 圖8實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的數據合并通訊單 元的主視結構示意圖；
[0048] 圖9實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的數據合并通訊單 元的側視結構示意圖；
[0049] 圖10實用新型基于零序突變法及向量法的接地故障定位裝置的數據合并通訊單 元的立體結構示意圖。
[0050] 附圖中主要部件符號說明：
[0051] 圖中：
[0052] 1 GPS 天線
[0053] 2 2.4G 天線
[0054] 3 GPRS 天線
[0055] 4數據合并通訊控制器
[0056] 5固定吊耳
[0057] 6連接耳
[0058] 7 U型卡環
[0059] 8 箱體
[0060] 9太陽能電池板
[0061] 10支撐架
[0062] 11運行開關。
[0063] 12保險絲。
[0064] 13蓄電池
[0065] 14支撐耳
[0066] 15 箱蓋。
【具體實施方式】
[0067] 以下參照