35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置及控制方法

技术领域

本发明涉及变电站监测技术领域，具体涉及35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置及控制方法。

背景技术

35千伏电力系统单相接地不能跳闸的技术存在的问题是一种常见的电力系统故障。这种故障通常是由于系统中存在单相接地故障，导致电流无法正常流动，从而导致系统无法跳闸。这种故障会对电力系统的正常运行造成严重影响，甚至会导致电力系统的短路和火灾等安全事故。

目前，针对35千伏电力系统单相接地不能跳闸的技术存在的问题，已经有了一些解决方案。其中，最常见的解决方案是采用接地电流保护装置。这种装置可以监测电力系统中的接地电流，一旦接地电流超过设定值，就会自动跳闸，从而保护电力系统的安全运行。此外，还有一些其他的解决方案，比如采用差动保护装置、过电压保护装置等。这些装置可以有效地保护电力系统的安全运行，避免因单相接地故障而导致的电力系统故障和安全事故。

然而，这些解决方案也存在一些问题。比如，接地电流保护装置需要对电力系统进行复杂的接线和调试，成本较高；差动保护装置对电力系统的接线要求较高，容易受到外界干扰等。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提供35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置及控制方法。

本发明提出的技术方案为：

35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置，包括：

采样电路，信号处理模块，测距模块，多路模拟开关，模数转换器、存储模块、可编程控制器、数字信号器和工控机；

所述采样电路的输出端连接信号处理模块，所述信号处理模块的输出端连接多路模拟开关，所述信号处理模块还连接高频测距模块，所述高频测距模块还连接可编程控制器的输出端，所述多路模块开关的输出端连接模数转换器，所述模数转换器的输出端连接存储器和可编程控制器，所述可编程控制器与数字信号处理器的输出端连接，所述数字信号处理器与工控机连接。

作为本发明的进一步技术方案为，所述采样保持电路包括：零序电流互感器、零序电压互感器、第一电压形成回路、第二电压形成回路、低通滤波器、采样保持器和多路模拟开关；所述零序电流互感器的输出端连接第一电压形成回路，所述零序电压互感器的输出端连接第二电压形成回路，所述第一电压形成回路和第二电压形成回路的输出端连接低通滤波器，所述低通滤波器的输出端连接采样保持器，所述采样保持器的输出端连接多路模拟开关。

作为本发明的进一步技术方案为，所述采样保持电路包括可调电阻PR2、电容C4、电容Cn和与非门电路SN74F04D；采样频率脉冲信号的输出端通过与非门电路SN74F04D和可调电阻调零，通过电容C4、电容Cn进行采样保持输出。

作为本发明的进一步技术方案为，所述测距模块为高频信号测距模块。

本发明还提供35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置控制方法，包括以下步骤：

通过零序电流互感器采集各条线路的零序电流；

对各条线路的零序电流进行小波变换判断故障线路；

对故障线路增加高频信号判断单相接地的距离；

根据单相接地的距离控制高压断路器跳闸并发出告警信号。

作为本发明的进一步技术方案为，所述通过零序电流互感器采集各条线路的零序电流；具体为：通过设置于零序电流线路上的零序电流互感器采集各条线路的零序电流。

作为本发明的进一步技术方案为，所述采集各条线路的零序电流，具体为：从线路上的综合保护装置中获取零序电流。

作为本发明的进一步技术方案为，对各条线路的零序电流进行小波变换判断故障线路；具体包括：

对各条线路的零序电流进行小波变换并计算模极大值；

依次各条线路的模极大值进行排序，选出排名最大的模极大值且同一时刻与其他线路的极性相反的对应的线路为故障线路。

作为本发明的进一步技术方案为，所述对故障线路施加高频信号判断单相接地的距离；具体包括：

对故障线路施加高频信号，根据其发设置装置到故障点的往返时间实现故障测距。

本发明的有益效果为：

本发明的采样电路用于对各条线路的零序电流进行采集；信号处理模块用于对采集的零序电流进行放大和低通滤波处理；测距模块用于对故障线路的故障位置进行测距；多路模拟开关用于对采集信号进行切换输出，存储模块用于对多路模块开关转换为数字信号后进行存储，可编程控制器接收信号处理器的处理信号形成控制指令对测距模块进行控制，同时通过数字信号处理模块与工控机进行数据交互。本发明弥补现有的35kV的线路保护装置单相接地无法告警跳闸的功能，同时该装置还具有基于小波变换理论的测距功能，在35kV的线路有单相接地时，工作人员能通过保护装置的测距功能，尽快的消除线路的缺陷，从而能尽快的恢复供电，保证了用户用电的可靠性，在实际运用中能够降低一线工作人员的工作量，提升工作效率。

附图说明

图1为本发明提出的35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置结构图；

图2为本发明提出的采样电路图；

图3为本发明提出的采样电路控制电路图；

图4为本发明提出的35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置控制方法流程图；

图5为本发明提出的采集各条线路的零序电流控制结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，其示出了本发明的具体实施方式：

35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置，包括：采样电路，信号处理模块，测距模块，多路模拟开关，模数转换器、存储模块、可编程控制器、数字信号器和工控机；所述采样电路的输出端连接信号处理模块，所述信号处理模块的输出端连接多路模拟开关，所述信号处理模块还连接高频测距模块，所述高频测距模块还连接可编程控制器的输出端，所述多路模块开关的输出端连接模数转换器，所述模数转换器的输出端连接存储器和可编程控制器，所述可编程控制器与数字信号处理器的输出端连接，所述数字信号处理器与工控机连接。

本发明实施例中，采样电路用于对各条线路的零序电流进行采集；信号处理模块用于对采集的零序电流进行放大和低通滤波处理；测距模块用于对故障线路的故障位置进行测距；多路模拟开关用于对采集信号进行切换输出，存储模块用于对多路模块开关转换为数字信号后进行存储，可编程控制器接收信号处理器的处理信号形成控制指令对测距模块进行控制，同时通过数字信号处理模块与工控机进行数据交互。

参见图2，本发明实施例中，采样保持电路包括：零序电流互感器、零序电压互感器、第一电压形成回路、第二电压形成回路、低通滤波器、采样保持器和多路模拟开关；所述零序电流互感器的输出端连接第一电压形成回路，所述零序电压互感器的输出端连接第二电压形成回路，所述第一电压形成回路和第二电压形成回路的输出端连接低通滤波器，所述低通滤波器的输出端连接采样保持器，所述采样保持器的输出端连接多路模拟开关。

参见图3，八路零序电流互感器接入第一电压形成回路，通过通信选择信号0-2输出至低通低通滤波器LF398进行滤波，通过采样保持器进行采样保持，然后输出多路模拟开关；

其中，采样保持电路包括可调电阻PR2、电容C4、电容Cn和与非门电路SN74F04D；采样频率脉冲信号的输出端通过与非门电路SN74F04D和可调电阻调零，通过电容C4、电容Cn进行采样保持输出。当保持电容Cn为0.01uF，Ts为1.25ms。

同理，对于一路零序电压互感器通过第二电压形成回路至低频滤波器LF398进行滤波，通过采样保持电流进行采样保持，然后输出多路模拟开关。

本发明实施例中，如果出现故障，则故障相的电压将为0伏，非故障的两相电压升高为线电压，升高为原来的1.732倍，可以运行2小时用户巡线工人进行故障查找。本发明实施例中，所述测距模块为高频信号测距模块。

参见图4，本发明提供35千伏高压线路单相接地跳闸辅助装置控制方法，包括以下步骤：

步骤201，采集各条线路的零序电流；

步骤202，对各条线路的零序电流进行小波变换判断故障线路；

步骤203，对故障线路增加高频信号判断单相接地的距离；

步骤204，根据单相接地的距离控制高压断路器跳闸并发出告警信号。

参见图5，本发明实施例中，采集各条线路的零序电流；可采用通过设置于零序电流线路上的零序电流互感器采集各条线路的零序电流，也可以从线路上的综合保护装置中获取零序电流。

本发明可采用直接从电流互感器采样，或通过原有的保护装置采样，然后再线路中加入高频信号，进而判断单相接地的距离和单相接地后在1-2秒内跳闸。

本发明实施例中，对各条线路的零序电流进行小波变换判断故障线路；具体包括：

对各条线路的零序电流进行小波变换并计算模极大值；

依次各条线路的模极大值进行排序，选出排名最大的模极大值且同一时刻与其他线路的极性相反的对应的线路为故障线路。

本发明实施例中，对故障线路施加高频信号判断单相接地的距离；具体包括：对故障线路施加高频信号，根据其发设置装置到故障点的往返时间实现故障测距。

本发明能弥补现有的35kV的线路保护装置单相接地无法告警跳闸的功能，同时该装置还具有基于小波变换理论的测距功能，在35kV的线路有单相接地时，工作人员能通过保护装置的测距功能，尽快的消除线路的缺陷，从而能尽快的恢复供电，保证了用户用电的可靠性，在实际运用中能够降低一线工作人员的工作量，提升工作效率。

以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。