一種利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法

2023-09-10 02:50:05 1

一種利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法，利用零序電流信號作為裝置的啟動信號，現場裝置對系統中的零序電流進行採樣，對比採樣信號與裝置啟動的門檻值判定是否滿足裝置的啟動條件：當採樣窗口的所有採樣點存在連續m個採樣點中有n個採樣點的幅值大於裝置啟動的門檻值的情況時，則裝置啟動，記錄故障數據；否則，裝置不啟動，繼續對系統中的零序電流信號進行採樣。該方法不僅現場適應性強，而且提高了裝置啟動的靈敏性。
【專利說明】一種利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及現場裝置啟動【技術領域】，特別涉及一種利用零序故障電流突變的小電 流接地故障啟動方法。

【背景技術】
[0002] 目前現場裝置的啟動信號有零序電壓、三相電壓或零序電流，通過對比啟動信號 的採樣點幅值與啟動門檻值來決定裝置是否啟動，但裝置啟動的啟動信號和啟動條件不盡 相同，可能會導致裝置在硬體條件相差無幾的情況下，在工作效率及準確性上有較大的差 距。
[0003] 現有的裝置啟動方法：裝置始終處於對啟動信號(零序電壓、三相電壓或零序電 流）採樣的狀態，將採樣信號的幅值與裝置啟動門檻值進行比較，若滿足裝置設定的啟動條 件，則裝置啟動並開始記錄故障數據，否則，裝置不啟動，繼續對啟動信號進行採樣。雖然利 用零序電壓或者三相電壓作為啟動信號的啟動方法在啟動可靠性上高於利用電流作為啟 動信號的啟動方法，但其啟動靈敏性較低，在一定程度上會使裝置無法及時準確的啟動，導 致錯過一些故障信息；另外，受現場條件的限制，現場可能無法獲得電壓啟動信號，只能利 用電流作為裝置的啟動信號。即使電流信號可以作為所有裝置的啟動信號，但其啟動條件 的不同也會使裝置的工作效率和工作準確性有較大的差別，當有採樣點幅值大於門檻值時 就啟動的方法無法克服外界因素對裝置的幹擾，導致裝置頻繁啟動；連續三個採樣點中有 至少兩個連續採樣點的幅值大於門檻值時就啟動的方法無法適應現場故障暫態信號諧振 頻率較高的情況，將會導致裝置拒動，無法保證裝置的工作效率及工作準確性，錯過一些故 障信息。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的在於提供一種利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法， 該方法不僅現場適應性強，而且提高了裝置啟動的靈敏性。
[0005] 為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種利用零序故障電流突變的小電流接 地故障啟動方法，利用零序電流信號作為裝置的啟動信號，現場裝置對系統中的零序電流 進行採樣，對比採樣信號與裝置啟動的門檻值判定是否滿足裝置的啟動條件：當採樣窗口 的所有採樣點存在連續m個採樣點中有η個採樣點的幅值大於裝置啟動的門檻值的情況 時，則裝置啟動，記錄故障數據；否則，裝置不啟動，繼續對系統中的零序電流信號進行採 樣。
[0006] 所述利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法，包括以下步驟： 步驟S1 :設置現場裝置啟動的門檻值;門檻值設定為： Ist Kre]I 況 式中，尤為可靠性係數;是檢測點i下遊線路對地電容電流的有效值，其中： I〇J - 3 ω UqjCqj 式中，是檢測點i的零序電壓的有效值仏.是檢測點i下遊線路的對地電容； 步驟S2 :裝置對系統中的暫態零模電流信號進行採樣； 步驟S3 :將採樣信號與裝置啟動的門檻值相比較，判定是否滿足裝置的啟動條件： 將採樣窗口中零序電流採樣信號與裝置啟動的門檻值相比較，若存在連續三個採樣點 中有至少兩個採樣點的幅值大於裝置啟動的門檻值的情況，則裝置啟動，記錄現場故障數 據；否則裝置不啟動，繼續對系統中的零序電流信號進行採樣； 步驟S4 :現場裝置啟動後，記錄現場的故障信息，以進行下一步的處理和運算。
[0007] 本發明的有益效果是解決了利用電壓作為啟動信號裝置啟動靈敏性較低的問題， 大大提高了裝置啟動的靈敏性，能夠較為完整的記錄故障信息。同時，本發明相對於其他利 用電流信號作為啟動信號的啟動方法，提高了裝置的抗幹擾能力，減少因現場幹擾而導致 的裝置頻繁啟動，同時也適應現場暫態信號諧振頻率較高的情況，減輕現場裝置的通信壓 力，使其能夠準確、適時的啟動，提高了其對高頻暫態信號的適應性、工作效率及工作準確 性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本發明實施例的實現流程圖。
[0009] 圖2是本發明實施例中連續三個採樣點中有兩個採樣點的幅值大於門檻值的示 意圖。

【具體實施方式】
[0010] 本發明利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法，利用零序電流信號作 為裝置的啟動信號，現場裝置對系統中的零序電流進行採樣，對比採樣信號與裝置啟動的 門檻值判定是否滿足裝置的啟動條件：當採樣窗口的所有採樣點存在連續三個採樣點中有 兩個採樣點的幅值大於裝置啟動的門檻值的情況時，則裝置啟動，記錄故障數據；否則，裝 置不啟動，繼續對系統中的零序電流信號進行採樣。
[0011] 如圖1所示，所述利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法，具體包括 以下步驟： 步驟S1 :設置現場裝置啟動的門檻值。門檻值設定為： Ist Kre]I 況 式中，尤為可靠性係數;是檢測點i下遊線路對地電容電流的有效值，其中： I〇J - 3 ω UqjCqj 式中，是檢測點i的零序電壓的有效值是檢測點i下遊線路的對地電容。
[0012] 步驟S2 :裝置對系統中的暫態零模電流信號進行採樣。
[0013] 現場裝置的採樣模塊一直處在對系統零模電流信號採樣的狀態，後續將其幅值與 裝置啟動的門檻值進行比較，判斷是否滿足裝置啟動條件。
[0014] 步驟S3 :將採樣信號與裝置啟動的門檻值相比較，判定是否滿足裝置的啟動條 件： 將採樣窗口中零序電流採樣信號與裝置啟動的門檻值相比較，若存在連續三個採樣點 中有至少兩個採樣點的幅值大於裝置啟動的門檻值的情況，如圖2所示，則裝置啟動，記錄 現場故障數據；否則裝置不啟動，繼續對系統中的零序電流信號進行採樣。
[0015] 步驟S4 :現場裝置啟動後，記錄現場的故障信息，以進行下一步的處理和運算。 [0016] 在本實施例中，現場裝置內含有採樣模塊、通信模塊、計數器，採樣模塊包括現場 數據的採樣程序、採樣值與裝置啟動門檻值的比較程序，當採樣信號達不到裝置啟動的條 件時，裝置要繼續對系統的零模電流信號進行採樣。
[0017] 現場的電流信號是通過電流互感器獲得的，其中零序電流的的獲取有直接和間接 兩種方式：直接方式是通過零序電流互感器獲得；間接方式是通過三相電流合成後獲取。 系統正常運行時一般不存在零序分量，直接測量方式獲得的零序電流就是故障電流。而在 間接測量方式下，由於TA誤差、裝置模擬電路處理及計算誤差等，即便是在一次電流對稱、 不存在零序分量的情況下，由三個相分量相加獲得的工頻零序值也不為零，這個分量稱為 不平衡分量。為了保證故障工頻分量測量的準確性，間接測量方式下，需要通過零序分量突 變量方法剔除不平衡量的影響。
[0018] 以上是本發明的較佳實施例，凡依本發明技術方案所作的改變，所產生的功能作 用未超出本發明技術方案的範圍時，均屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法，其特徵在於，利用零序電 流信號作為裝置的啟動信號，現場裝置對系統中的零序電流進行採樣，對比採樣信號與裝 置啟動的門檻值判定是否滿足裝置的啟動條件：當採樣窗口的所有採樣點存在連續m個採 樣點中有η個採樣點的幅值大於裝置啟動的門檻值的情況時，則裝置啟動，記錄故障數據； 否則，裝置不啟動，繼續對系統中的零序電流信號進行採樣。
2. 根據權利要求1所述的一種利用零序故障電流突變的小電流接地故障啟動方法，其 特徵在於，包括以下步驟： 步驟S1 :設置現場裝置啟動的門檻值;門檻值設定為： Ist Krejl 況 式中，尤為可靠性係數;是檢測點i下遊線路對地電容電流的有效值，其中： I〇J - 3 ω UqjCqj 式中，是檢測點i的零序電壓的有效值仏.是檢測點i下遊線路的對地電容； 步驟S2 :裝置對系統中的暫態零模電流信號進行採樣； 步驟S3 :將採樣信號與裝置啟動的門檻值相比較，判定是否滿足裝置的啟動條件： 將採樣窗口中零序電流採樣信號與裝置啟動的門檻值相比較，若存在連續三個採樣點 中有至少兩個採樣點的幅值大於裝置啟動的門檻值的情況，則裝置啟動，記錄現場故障數 據；否則裝置不啟動，繼續對系統中的零序電流信號進行採樣； 步驟S4 :現場裝置啟動後，記錄現場的故障信息，以進行下一步的處理和運算。
【文檔編號】G01R19/165GK104049140SQ201410297198
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月28日 優先權日:2014年6月28日
【發明者】李天友, 吳文宣, 陳彬, 徐丙垠, 薛永端 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司電力科學研究院, 山東理工大學