本发明公开的基于随机共振的小电流单相接地故障电流检测电路,包括由加法器电路、两个电位器、积分电路、反相器电路和三次方电路构建成的电路模型,电路模型的输入端连接有电流互感器,电路模型的输出端连接有A/D转换芯片。采用上述电路进行检测的方法,首先利用电流传感器和信号采集电路实现现场故障信号的采集;其次将采集到的故障信号送入基于随机共振的小电流单相接地故障电流检测电路中,电路对采集到的故障信号进行处理,得到故障零序电流。
本发明所采用的技术方案是,基于随机共振的小电流单相接地故障电流检测电路,包括由加法器电路、两个电位器、积分电路、反相器电路和三次方电路构建成的电路模型,电路模型的输入端连接有电流互感器,电路模型的输出端连接有A/D转换芯片。
本发明所采用的另一技术方案是,基于随机共振的小电流单相接地故障电流检测方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1:利用电流传感器和信号采集电路实现现场故障信号的采集;
步骤2:将采集到的故障信号送入基于随机共振的小电流单相接地故障电流检测电路中,电路对采集到的故障信号进行处理,得到故障零序电流。
基于随机共振的小电流单相接地故障电流检测方法,具体按照以下步骤实施:
步骤2:将采集到的故障信号送入基于随机共振原理的小电流接地系统单相接地故障电流检测方法构建的硬件电路中,硬件电路对采集到的故障信号进行处理,得到故障零序电流;具体处理步骤为:
将小电流单相接地的故障零序电流S(t)(包含现场噪声η(t))通过电流互感器1接入电路模型,调节电路模型中的两个电位器4(即随机共振系统的参数a和b)达到合适值,同时观察输出波形成为明显的平滑的频率为50HZ的正弦波形,且毛刺较小则达到合适值,就产生了随机共振,系统处于随机共振状态,这时候的输出信号x(t)与故障零序电流的波形一样,从而实现从强噪声环境中准确提取出故障零序电流;
步骤3:将步骤2得到的经过随机共振的输出信号x(t)通过A/D转换芯片7转换为数字信号供选线装置做故障录波、选线算法等处理,保证接地故障选线装置的准确、可靠动作,提高整个电网运行的可靠性。根据式(3)再结合图4可知,图4中的积分电路3的输出即为经过随机共振的输出信号x(t)。
目前世界各国的配电网都采用中性点不接地、经消弧线圈或电阻接地。因其发生接地故障时,流过接地点的电流小,所以称其为小电流接地系统。在小电流接地系统中最常见的故障是单相接地。单相接地时接地电流较小,按电力系统安全运行规程的规定,发生单相接地故障后可继续运行1至2小时,但此时系统非故障相对地电压升高为线电压,若不及时处理,极易发展成两相短路使故障扩大。弧光接地还会引起全系统过电压。
据统计,单相接地故障是最频繁也是发生最多的故障。以前找出故障线路的方法是逐次切断变电站配电装置的各条馈线,哪条馈线切断后电压恢复正常就确认为是故障线路。这种方法的缺点是会导致非故障线路被切除且找出故障所需时间长。由于各类负荷的供电重要性日益提高,越来越不允许变电站以逐次切断各条馈线的方式找出故障线路。因此,变电站急需要一种智能检测装置在系统发生单相接地后短时间内准确判断出故障线路并切除。
目前电力系统中投运的微机式接地选线装置品种和数量较多,但正确动作率不高,尤其是在经消弧线圈接地系统中动作正确率很低,究其原因主要是因为电力系统中电压、电流里的5次谐波和基波不同,是个很小而且不稳定的电量,容易淹没在噪声中,很难准确检测。因此,多年来中性点经消弧线圈接地的电力系统单相接地选线问题,是电力系统的难题之一。
利用小电流接地系统单相接地时故障电流具有微弱性和周期性特征,采用随机共振原理使得微弱的故障电流信号、现场噪声和随机共振非线性系统三者之间产生一种协同效应,将噪声能量转移到周期性微弱故障电流信号上,提高信号的输出信噪比,放大故障电流信号,从而准确检测出故障电流;保证接地故障选线装置的准确、可靠动作,避免了装置因为电流信号太小检测不准而导致的选线错误,提高了整个电网运行的可靠性。
本发明实现了故障信号的快速、有效地检测,解决了现有检测方法准确度不高而导致的选线困难的问题,提高选线装置的可靠性。此项专利技术应用前景广泛。
本专利目前处于研发阶段,含金量高,可以为企业带来更大的经济效益。
技术转移、转化
如您想进一步了解本项目的详细信息,可以直接拨打大市场服务部了解详情或者可在下方填写相关资讯信息及您的联系方式,我们会有专家对您的咨询进行回复。