一種工礦低壓電網單相接地漏電選線方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電網故障選線方法及裝置，具體地說是一種工礦低壓電網單相接地漏電選線方法及裝置，尤其涉及中性點非有效接地系統的工礦低壓電網單相接地漏電選線保護裝置和小電流接地系統中壓電網單相接地選線裝置的單相接地漏電故障選線的判別方法，屬于電力系統單相接地故障檢測和繼電保護、電氣安全技術含義領域。
【背景技術】
[0002]目前我國的工礦380?1140V低壓電網以及3.3KV?35KV中壓電網廣泛采用中性點不直接接地系統，大致分為:中性點不接地系統，中性點經零序電抗器或消弧線圈接地系統，中性點經電阻器接地系統三種不同的接地方式，中性點經零序電抗器或消弧線圈接地系統，稱為諧振接地系統。關于中低壓電網中性點接地方式和諧振接地系統的有關介紹，可參閱《電力系統諧振接地》(要煥年、曹梅月著)一書中的第一章“電力系統中性點接地方式”和第二章“諧振接地原理”的內容。
[0003]中性點不直接接地系統的工礦中低壓電網中發生最多的橫向電氣故障是單相接地漏電故障，而且是引發人身觸電傷亡、相間短路、電火災和引燃瓦斯、煤塵、粉塵爆炸的主要因素。
[0004]我國工礦低壓電網的漏電保護在80年代前期基本都采用無選擇性的總檢漏繼電器，雖然比較靈敏、可靠，但是低壓電網一旦發生漏電故障就會引起全電網停電、整個采區停產。1986年，有選擇性的低壓漏電保護項目列為國家“七五”科技攻關任務;經過幾年的艱苦科技攻關，90年代初期，我國研制出幾種具有選擇性的低壓選漏保護裝置，使選擇性漏電保護的技術取得了進步，在工礦低壓電網安全方面發揮了重要作用。
[0005]近幾年來，隨著工礦企業生產規模和生產能力的不斷擴展，工礦低壓電網的容量也日益增大，特別是煤田井下開采的不斷拓展，井下變電所、電力負荷也不斷增加，工礦地面和井下低壓電網大都采用多級放射式供電的結構網絡，并且都是電纜線路，對地分布電容較大，甚至有些對地電容已經超過1.0yF，發生單相接地漏電故障時，電容性電流特別大，為了減少和避免人身觸電傷亡和預防瓦斯煤塵、粉塵爆炸，一是要保證選漏保護動作的準確性和速動性，同時必須恢復原有零序電抗器(Im)補償功能。采用零序電抗器補償、減少單相接地漏電的電容性電流，從而使工礦低壓電網如同6KV?35KV中壓電網的諧振接地系統一樣，而其單相接地漏電選線保護的實現卻比中壓諧振接地系統的單相接地選線復雜、困難的多，不易實現，像中壓諧振接地系統中采用的零序導納法、殘留增量法、信號注入法、暫態分量法、五次諧波法等，在工礦低壓電網的選漏保護中都無法采用。
[0006]到目前為止，我國工礦低壓電網使用的各種類型的單相接地漏電選線保護裝置的“選漏原理”基本上都是采用零序功率方向原理或零序電流絕對值比較方法構成的，由于采用原理的落后、陳舊，所以選漏保護的準確性、可靠性比較差，保護動作時間也無法滿足低壓電網多級選漏保護的要求，而且必須廢除總檢漏繼電器(如TY-82型)中的零序電抗器補償功能為前提，這也不符合JB6314-92標準中的4.2.1條和5.15條的規定。
[0007]因此，研發一種不僅選漏準確、動作時間快，而且又能適應帶有零序電抗器補償的低壓多級電網的新型單相接地漏電選線保護技術，一直是生產現場亟待解決的技術難題。
【發明內容】
[0008]針對上述不足，本發明提供了一種工礦低壓電網單相接地漏電選線方法及裝置，其能夠實現快速、準確地判別出單相接地漏電故障支路，并分別通用于帶有零序電抗器補償的低壓電網，無論零序電抗器是處于欠補償還是過補償狀態和小電流接地系統的無補償、欠補償、過補償電網。
[0009]本發明解決其技術問題采取的技術方案是:一種工礦低壓電網單相接地漏電選線方法，其特征是，包括以下步驟:
[0010](I)從三相電網母線上取出故障判斷啟動電壓信號Uoq和零序電壓信號U0，故障判斷啟動電壓信號Uoq進入單相漏電選線模塊后形成方波信號Uqq，用做零序基波倍頻相位判別方法的啟動信號;零序電壓信號Uo進入單相漏電選線模塊后形成脈寬為O?180度變化的初始電壓方波信號Uoa和初始電壓方波信號UQL，用以作為零序電壓信號倍頻處理的基礎信號;UQq、UQA和Uol信號均進入零序基波倍頻相位判別裝置；
[0011](2)從該三相電網同一段母線上取出的反映三相電網絕緣水平大小的Ujy信號，Ujy信號進入單相漏電選線模塊后形成Ujy信號，作為三相電網絕緣水平動作電阻值大小的直流檢測信號;1^信號進入零序基波倍頻相位判別裝置；
[0012](3)從該三相電網同一段母線各饋出線路上的零序電流互感器的二次側取出零序電流信號iQ，iQ信號進入單相漏電選線模塊后形成脈寬為O?170度之間變化的初始電流方波信號1a和初始電流方波信號1u作為零序電流信號倍頻處理的基礎信號;各饋出線路上的Iqa和1%信號均進入零序基波倍頻相位判別裝置；
[0013](4)設定單相接地漏電故障線路的零序基波倍頻相位判別規則:I)同時將基波零序電壓和零序電流信號倍頻為50HZ至250HZ之間的任意頻率Uqb信號和Iqb信號；2)零序電壓信號Uob的下降沿必須位于零序電流信號1b的上升沿和下降沿之間，且零序電壓信號Uqb的脈寬必須大于零序電流信號1b的脈寬;各個支路的零序電流和零序電壓信號按上述兩條零序基波倍頻相位判別規則進行判別；
[0014](5)當某一饋出支路發生單相接地漏電故障時，零序基波倍頻相位判別裝置根據規定的判別規則對接于同一三相電網上的各條饋出支路的零序電流信號1進行零序基波倍頻相位判別，如果為非故障支路，零序基波倍頻相位判別裝置無故障信號輸出；如果為故障支路，零序基波倍頻相位判別裝置輸出故障信號，且通過外圍驅動電路進行燈光指示故障支路和音響報警，經過單片機管理系統進行漢字顯示、聯網通訊、打印故障信息；同時經驅動電路使故障支路動作于跳閘。
[0015]優選地，所述步驟(I)的具體過程為:從該三相電網母線上的零序電抗器Ssk的中性點經變壓器TC1和隔直電容Co1對地，從變壓器TC1的次級線圈取出故障判斷啟動電壓信號uoq，從變壓器TC1的次級線圈經降壓變壓器TC2取出零序電壓信號郵啊和!!。信號分別進入單相漏電選線模塊，故障判斷啟動電壓信號!^進入單相漏電選線模塊，經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理，形成方波信號UQQ，用做零序基波倍頻相位判別方法的啟動信號;零序電壓信號Uo進入單相漏電選線模塊后，經穩壓二極管DWl和穩壓二極管DW2后分成兩路，一路經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理，形成脈寬為O?180度變化的方波信號UQA，用以作為零序電壓信號倍頻的信號之一;另一路經低通濾波、移相、鑒幅、光電隔離和整形處理，形成脈寬為O?180度變化的方波信號UQL，作為零序電壓信號倍頻的信號之二;UQq、UQA和Uql信號均進入零序基波倍頻相位判別裝置。
[0016]優選地，所述步驟(2)的具體過程為:從變壓器1^的初級線圈和隔直電容CQ1、電阻Ro、濾波電容Co2取出的反映三相電網絕緣水平大小的信號進入傳統的“附加直流電源三相電網絕緣監視模塊”后形成Ujy信號進入單相漏電選線模塊，經光電隔離、整形處理，形成Ujy信號，作為三相電網絕緣水平動作電阻值大小的直流檢測信號;Ujy信號進入零序基波倍頻相位判別裝置。
[0017]優選地，所述步驟(3)的具體過程為:從該三相電網同一段母線的各饋出線路上的零序電流互感器TA的二次側取出零序電流信號1，1信號經i/u變換后進入單相漏電選線模塊分成兩路，一路經低通濾波、鑒幅、光電隔離和整形處理，形成脈寬為O?170度之間變化的初始電流方波信號1a，作為零序電流信號倍頻的信號之一；另一路經低通濾波、阻容移相、放大、鑒幅、光電隔離和整形處理，形成脈寬為O?170度之間變化的方波Iql,作為零序電流倍頻的信號之二;各饋出線路上的1a和1l信號均進入零序基波倍頻相位判別裝置。
[0018]本發明還提供了一種工礦低壓電網單相接地漏電選線裝置，包括單相漏電選線模塊、零序電壓信號Uo獲取電路、故障判斷啟動電壓信號uQq獲取電路、三相電網絕緣水平監視信號Ujy獲取電路和若干條零序電流信號1獲取電路，其特征是，所述單相漏電選線模塊包括零序基波倍頻相位判別裝置、零序電壓信號UO處理電路、故障判斷啟動電壓信號uQq處理電路、三相電網絕緣水平監視信號1^處理電路和若干條零序電流信號1處理電路;所述零序電壓信號UO處理電路的輸入端與零序電壓信號UO獲取電路的輸出端相連，所述故障判斷啟動電壓信號!^處理電路的輸入端與故障判斷啟動電壓信號uQq獲取電路的輸出端相連，所述三相電網絕緣水平監視信號Ujy處理電路的輸入端與三相電網絕緣水平監視信號I^獲取電路的輸出端相連，所述零序電流信號1處理電路的輸入端與零序電流信號i ο獲取電路的輸出端相連，所述零序電壓信號Uo處理電路、故障判斷啟動電壓信號uQq處理電路、三相電網絕緣水平監視信號Ujy處理電路和零序電流信號1處理電路的輸出端分別與零