一种基于信号注入的中性点间接接地故障检测系统

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于信号注入的中性点间接接地故障检测系统。

背景技术

随着电力用户越来越多，配电网络也变得越来越复杂，线路越来越多，当线路发生单相接地时，如果不能及时排除故障而持续较长时间带故障运行，会造成更严重的短路故障，严重影响电力系统的正常运行。因此，当单相接地故障发生时，尽快找到故障线路对保证电力系统的安全可靠运行具有重大的意义。对于中性点间接接地系统，在发生接地故障后，因为接地电流较小，各线路稳态特征变化量不明显，其现场选线问题一直没有得到彻底解决。

本发明提出一种基于信号注入的中性点间接接地故障检测系统，根据采集的零序电压信号初步判断是否发生故障，再通过母线电压互感器注入特定频率的电流信号，特定频率的电流信号仅沿着故障线路的故障相流动，并通过故障接地点入地，通过特定频率的电流信号的流向确定具体故障线路。

发明内容

本发明提供一种基于信号注入的中性点间接接地故障检测系统，能够准确检测出接地故障和具体的接地线路，保证配电系统的工作可靠性。

本发明具体为一种基于信号注入的中性点间接接地故障检测系统，所述故障检测系统包括信号采集单元、第一信号调理单元、信号注入单元、注入信号采集单元、第二信号调理单元、控制处理单元、显示单元和通信单元，所述信号采集单元与所述第一信号调理单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述信号注入单元、所述注入信号采集单元、所述第二信号调理单元、所述显示单元、所述通信单元相连接，所述注入信号采集单元与所述第二信号调理单元相连接；所述故障检测系统根据所述信号采集单元采集的信息控制所述信号注入单元是否向系统注入电流信号，再根据所述注入信号采集单元采集的信息判断具体的接地线路，并通过所述显示单元进行故障显示、通过所述通信单元上传至远程监控中心。

所述信号采集单元通过零序电压传感器采集零序电压信号，通过零序电流传感器采集各线路零序电流信号。

所述第一信号调理单元包括放大单元、第一滤波单元和第一A/D转换单元，所述放大单元采用放大器对输入的信号进行放大处理，输出符合所述第一A/D转换单元输入要求的信号，所述第一滤波单元采用低通滤波器，滤除高频干扰信号。

所述信号注入单元采用信号发生器生成频率为220HZ、幅值为3A的电流信号，通过母线电压互感器二次侧输入配电网。

所述注入信号采集单元采用信号接收线圈采集所述信号发生器生成的信号流经各线路的电流信号。

所述第二信号调理单元包括第二滤波单元和第二A/D转换单元，所述第二滤波单元采用两级带通滤波器滤除干扰信号，输出频率为220HZ的信号。

所述控制处理单元采用微处理器对所述故障检测系统进行整体控制和信息分析判断：

判断所述零序电压信号是否大于零序电压参考值，若不是，继续采集所述零序电压信号；若是，控制所述信号注入单元向所述母线电压互感器二次侧注入电流信号；

控制所述注入信号采集单元采集所述信号发生器生成的信号流经各线路的电流信号，再经过所述第二信号调理单元滤除干扰性，并转换为数字信号传输至所述控制处理单元；

对所述信号发生器生成的信号流经各线路的电流信号叠加强度为D、均值为0的高斯白噪声信号；

将所述电流信号与参考值进行比较，若都不大于所述参考值，为母线接地故障，若存在大于所述参考值的线路，即为接地故障线路。

所述控制处理单元还包含输入输出串行接口，通过所述输入输出接口将所述故障检测系统信息导出和进行参数设置。

所述显示单元采用LCD显示屏对所述故障检测系统进行故障信息显示，所述通信单元采用无线通信技术将所述故障检测系统的故障信息上传至所述远程监控中心，同时能够接收所述远程监控中心的控制指令。

与现有技术相比，有益效果是：所述故障检测系统根据采集的零序电压信号初步判断是否发生故障，再通过母线电压互感器注入特定频率的电流信号，通过特定频率的电流信号的流向确定具体故障线路。

附图说明

图1为本发明一种基于信号注入的中性点间接接地故障检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于信号注入的中性点间接接地故障检测系统的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本发明的故障检测系统包括信号采集单元、第一信号调理单元、信号注入单元、注入信号采集单元、第二信号调理单元、控制处理单元、显示单元和通信单元，所述信号采集单元与所述第一信号调理单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述信号注入单元、所述注入信号采集单元、所述第二信号调理单元、所述显示单元、所述通信单元相连接，所述注入信号采集单元与所述第二信号调理单元相连接；所述故障检测系统根据所述信号采集单元采集的信息控制所述信号注入单元是否向系统注入电流信号，再根据所述注入信号采集单元采集的信息判断具体的接地线路，并通过所述显示单元进行故障显示、通过所述通信单元上传至远程监控中心。

所述信号采集单元通过零序电压传感器采集零序电压信号，通过零序电流传感器采集各线路零序电流信号。

所述第一信号调理单元包括放大单元、第一滤波单元和第一A/D转换单元，所述放大单元采用放大器对输入的信号进行放大处理，输出符合所述第一A/D转换单元输入要求的信号，所述第一滤波单元采用低通滤波器，滤除高频干扰信号。

所述信号注入单元采用信号发生器生成频率为220HZ、幅值为3A的电流信号，通过母线电压互感器二次侧输入配电网；所述电流信号仅沿着故障线路的故障相流动，并通过故障接地点入地，可通过对所述电流信号的检测和跟踪来实现故障线路的选择。

所述注入信号采集单元采用信号接收线圈采集所述信号发生器生成的信号流经各线路的电流信号。

所述第二信号调理单元包括第二滤波单元和第二A/D转换单元，所述第二滤波单元采用两级带通滤波器滤除干扰信号，输出频率为220HZ的信号。

所述控制处理单元采用微处理器对所述故障检测系统进行整体控制和信息分析判断：

判断所述零序电压信号是否大于零序电压参考值，若不是，继续采集所述零序电压信号；若是，控制所述信号注入单元向所述母线电压互感器二次侧注入电流信号；

控制所述注入信号采集单元采集所述信号发生器生成的信号流经各线路的电流信号，再经过所述第二信号调理单元滤除干扰性，并转换为数字信号传输至所述控制处理单元；

对所述信号发生器生成的信号流经各线路的电流信号叠加强度为D、均值为0的高斯白噪声信号；

将所述电流信号与参考值进行比较，若都不大于所述参考值，为母线接地故障，若存在大于所述参考值的线路，即为接地故障线路。

所述控制处理单元还包含输入输出串行接口，通过所述输入输出接口将所述故障检测系统信息导出和进行参数设置。

所述显示单元采用LCD显示屏对所述故障检测系统进行故障信息显示，所述通信单元采用无线通信技术将所述故障检测系统的故障信息上传至所述远程监控中心，同时能够接收所述远程监控中心的控制指令。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。