專利名稱：標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸電線路的檢測和保護(hù)裝置，特別是一種輸電線路單相接地故障判別與選線保護(hù)裝置。
現(xiàn)有的中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)的輸電線路單相接地故障判別與選線，一般采用絕緣監(jiān)視裝置、零序電流保護(hù)裝置、零序方向保護(hù)裝置等，其組成多數(shù)為電磁型或半導(dǎo)體型裝置，需配置電磁比相元件和專門的零序電流濾過器，電磁變換環(huán)節(jié)較多，靈敏度低、體積大、投資高。如水利電力出版社出版的由山東工業(yè)大學(xué)馬長貴編寫的《繼電保護(hù)基礎(chǔ)》一書中介紹的用于中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)輸電線路單相接地保護(hù)的絕緣監(jiān)視裝置，只能判別線路是否發(fā)生接地故障，不能判別是哪一條線路發(fā)生故障；零序電流保護(hù)在出線較少的情況下靈敏度很低；該書中介紹的零序方向保護(hù)和水利電力出版社出版的由能源部西北電力設(shè)計院編寫的《電力工程設(shè)計手冊(電氣二次部分)》(1992版)第29章附錄中介紹的半導(dǎo)體型輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，需要配置電磁比相元件和專門的零序電流濾過器，電磁變換環(huán)節(jié)較多，誤差大，靈敏度低，體積較大。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服上述缺陷，而提供一種能準(zhǔn)確判斷輸電線路單相接地故障并準(zhǔn)確顯示故障線路，靈敏度高，體積小，使用方便，成本低的標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置。
本實(shí)用新型的上述發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種由電流-電壓變換器、電壓轉(zhuǎn)換器、三次諧波濾波器、加法器、減法器、整流電路、乘法器、電平檢測器、顯示報警裝置組成的標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，其特征在于電壓轉(zhuǎn)換器F一次繞組N7串聯(lián)一個電容器C1，加法器K和減法器L輸出端設(shè)置一乘法器M，乘法器M與電平檢測器0輸入端相連接。
所述的電壓轉(zhuǎn)換器的一次繞組串聯(lián)一個電容器，目的在于使電壓轉(zhuǎn)換器二次繞組測得的零序電壓相量超前發(fā)生單相接地故障時輸電線路中產(chǎn)生的零序電壓相量90°相角，從而使乘法器輸出值為零序電流相量和零序電壓相量的標(biāo)積值Ui(Ui＝-KIoUosin∮，其中K為調(diào)節(jié)系數(shù)，Io為零序電流有效值，Uo為零序電壓有效值，∮為零序電流相量和零序電壓相量的夾角)，當(dāng)輸電線路發(fā)生單相接地故障時，流經(jīng)保護(hù)安裝點(diǎn)處的零序電流相量滯后零序電壓相量90°相角，即∮為90°，則乘法器輸出標(biāo)積值為最大值，可以導(dǎo)致電平檢測器翻轉(zhuǎn)；而未發(fā)生單相接地故障時，零序電流相量和零序電壓相量的夾角為0°，乘法器輸出標(biāo)積值為最小值，電平檢測器不翻轉(zhuǎn)，從而保證了該裝置的靈敏性和準(zhǔn)確性。
所述的加法器和減法器輸出端設(shè)置一乘法器，目的在于將整流后的零序電流相量和零序電壓相量的“和值”和“差值”相乘，獲得一零序電流相量和零序電壓相量的標(biāo)積值。
為了使電流-電壓變換器輸出的零序電流信號和由電壓轉(zhuǎn)換器輸出的零序電壓信號穩(wěn)定可靠，可以在電流-電壓變換器、電壓轉(zhuǎn)換器與三次諧波濾波器之間分別設(shè)置一電壓跟隨器。
為了使電平檢測器獲得一較大的故障信號，提高裝置的檢測準(zhǔn)確性，乘法器輸出、整流電路輸出分別與加法器輸入端相連，并將故障信號傳遞給電平檢測器。
為了宜于觀察，使用方便，可將顯示報警裝置設(shè)置發(fā)光二極管和蜂鳴器。蜂鳴器設(shè)置的目的在于當(dāng)故障發(fā)生時，提醒工作人員，發(fā)光二極管的設(shè)置目的在于指示故障的發(fā)生，并表明故障發(fā)生線路。
本實(shí)用新型標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，通過電流-電壓轉(zhuǎn)換器與輸電線路保護(hù)安裝處的電流互感器相連，測得發(fā)生單相接地故障時流過保護(hù)安裝點(diǎn)處的零序電流；電壓轉(zhuǎn)換器一次繞組與母線上的電壓互感器二次繞組的開口三角形相連，測得發(fā)生單相接地故障時母線上產(chǎn)生的零序電壓。測得的零序電流和零序電壓相量經(jīng)三次諧波濾波器后，分別濾除其中的三次諧波成份，并將該信號分別加至加法器和減法器，從而獲得零序電流和零序電壓相量的“和值”和“差值”，經(jīng)整流電路E和整流電路J整流后，通過加法器K和減法器L相加減，形成新的“和值”和“差值”，再通過乘法器相乘，產(chǎn)生零序電流和零序電壓相量的標(biāo)積值。當(dāng)乘法器輸出標(biāo)積值超過電平檢測器的門檻電壓時，電平檢測器翻轉(zhuǎn)，輸出動作電壓，顯示報警裝置動作，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器報警，表明該輸電線路有單相接地故障發(fā)生；當(dāng)乘法器輸出標(biāo)積值達(dá)不到電平檢測器的門檻電壓時，電平檢測器不翻轉(zhuǎn)，不輸出動作電壓，顯示報警裝置不動作，發(fā)光二極管不亮，蜂鳴器不報警，表明輸電線路無單相接地故障產(chǎn)生。
本實(shí)用新型標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，具有能夠準(zhǔn)確判斷輸電線路是否發(fā)生單相接地故障并正確顯示是哪一條線路發(fā)生單相接地故障，靈敏度高，體積小，使用方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳述

圖1是本實(shí)用新型的裝置外形圖；圖2是本實(shí)用新型的方框接口圖；圖3是電流-電壓變換器、電壓轉(zhuǎn)換器、電壓跟隨器和三次諧波濾波器的電路連接圖；圖4是加法器、減法器的電路連接圖5是整流電路、加法器、減法器和乘法器的電路連接圖；圖6是加法器、電平檢測器和顯示報警裝置的電路連接圖。
實(shí)施例一種標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，包括由線圈N1、N2、N3、N4、N5、N6，電容C2、C3、C4，電阻R1、R2、R3組成的電流-電壓變換器A；由電容C1、線圈N7、N3組成的電壓轉(zhuǎn)換器F；由集成運(yùn)算放大器IC1、IC4組成的電壓跟隨器B和電壓跟隨器G；由集成運(yùn)算放大器IC2、IC3、IC5、IC6，電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，電容C5、C6、C7、C8、C9、C10組成的三次諧波濾波器C和三次諧波濾波器H；由集成運(yùn)算放大器IC7、IC8，電阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20組成的加法器D和減法器I；由集成運(yùn)算放大器IC9、IC10，電阻R21、R22、R23、R24、R25，二極管D1、D2組成的整流電路E；由集成運(yùn)算放大器IC12、IC13，電阻R26、R27、R28、R29、R30，二極管D3、D4組成的整流電路J；由集成運(yùn)算放大器IC11、IC14，電阻R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37組成的加法器K和減法器L；BG314型模擬乘法器M；由集成運(yùn)算放大器IC18，電阻R42、R43、R44組成的加法器N；由集成運(yùn)算放大器IC19、IC20，電阻R45、R46、R47、R48、R49、R50、R51，二極管D5、D6，電容C11組成的電平檢測器；由電容C12，電阻R52，繼電器ZJ，蜂鳴器FM，發(fā)光二極管D7組成的顯示報警裝置。
權(quán)利要求1.一種由電流-電壓變換器、電壓轉(zhuǎn)換器、三次諧波濾波器、加法器、減法器、整流電路、乘法器、電平檢測器、顯示報警裝置組成的標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，其特征在于電壓轉(zhuǎn)換器F一次繞組N7串聯(lián)一個電容器C1，加法器K和減法器L輸出端設(shè)置一乘法器M，乘法器M與電平檢測器0輸入端相連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，其特征在于所述的電流-電壓變換器A、電壓轉(zhuǎn)換器F與三次諧波濾波器C、三次諧波濾波器H間分別設(shè)置電壓跟隨器B和電壓跟隨器G。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，其特征在于所述的整流電路J輸出端與乘法器M輸出端設(shè)置一加法器N，加法器N輸出端與電平檢測器0輸入端相連。
4.按照權(quán)利要求1、權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的一種標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，其特征在于顯示報警裝置P設(shè)置發(fā)光二極管D7和蜂鳴器FM。
專利摘要一種輸電線路的故障判別與保護(hù)裝置，包括由電流-電壓變換器、電壓轉(zhuǎn)換器、三次諧波濾波器、加法器、減法器、整流電路、乘法器、電平檢測器、顯示報警裝置組成的標(biāo)積式輸電線路單相接地故障判別與選線裝置，其特征在于電壓轉(zhuǎn)換器F一次繞組N
文檔編號G01R31/02GK2245219SQ9520033
公開日1997年1月15日 申請日期1995年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月6日
發(fā)明者張海文 申請人:張海文