一种小电流接地系统的接地故障选线方法

摘要

本发明提供一种小电流接地系统的接地故障选线方法，该方法包括：零序电压互感器和零序电流互感器分别获取小电流接地系统故障时的零序电压信号和零序电流信号；二次电压变送器和二次电流变送器分别将电压信号和电流信号转换为故障线路识别的测量信号；将测量信号经可编程运算放大器处理后发送至FPGA模块；FPGA模块控制AD采样模块进行高速同步采样；FPGA模块采样获取的采样码流数据以DMA的方式送到嵌入式处理器中；嵌入式处理器处理所述采样码流数据；接地故障选线检测。该方法利用FPGA控制AD采样芯片实现高速采样，实现嵌入式处理器与FPGA模块之间的DMA通信，提升数据吞吐能力，使嵌入式处理器有更多的资源用于多种故障选线算法判断逻辑的综合应用。

主权项

一种小电流接地系统的接地故障选线方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：I、零序电压互感器和零序电流互感器分别获取小电流接地系统故障时的零序电压信号和零序电流信号；II、二次电压变送器和二次电流变送器分别将所述电压信号和电流信号转换为故障线路识别的测量信号；III、将所述测量信号经可编程运算放大器处理后发送至FPGA模块，所述可编程运算放大器的放大倍数由进行故障识别判断的嵌入式处理器根据接地故障时零序故障电流的强弱确定；IV、FPGA模块控制AD采样模块进行高速同步采样；V、所述FPGA模块采样获取的采样码流数据以DMA的方式送到嵌入式处理器中；VI、所述嵌入式处理器处理所述采样码流数据；VII、接地故障选线检测；所述步骤VI中，所述嵌入式处理器对所述采样码流数据进行有效值和相位信息计算，包括零序电压的基波幅值信息、基波相位信息、五次谐波幅值信息、五次谐波相位信息和零序电压的频率的计算；所述步骤VII包括以下步骤：S701、根据所述步骤VI的数据及缓冲数据进行零序电压突变量检测，当零序电压突变量启动且零序电压越限则进入接地故障选线逻辑；S702、当零序电压突变量启动，获取所有线路的暂态能量并排序，对前三大暂态能量的线路进行暂态强度检测；当暂态强度大于2时，则运用暂态极性方法分析表征线路接地故障特征的零序电流，确定故障线路；当暂态强度小于2时，分析零序电压的相位，当零序电压在过零点附近时，判断小电流系统是否存在消弧线圈接地，存在则确定衰减直流分量，在前三明显的暂态故障特征线路中，衰减直流分量大于另两条线路衰减直流分量之和的线路为故障线路，进入步骤S704；否则进入步骤S703；S703、当暂态强度小于2时，小电流接地系统不存在消弧线圈接地，则确定前三大每周波零序电流幅值的线路，对比线路的相位和零序电压的相位；若某线路的相位与零序电压相位相反，则认为故障线路；获取其零序电流码值的放大倍数，保证下次接地故障时，故障特征以所述放大倍数放大；进入步骤S705；S704、连续3次进行步骤S702中的选线判断，若结果一致，则认为选线正确；否则获取小电流接地系统存在消弧线圈接地时零序电流中五次谐波电流最大的线路，判断该线路的五次谐波电流与基波电流的比值是否大于8％，大于则比对五次谐波电流前三大的线路的相位与零序电压的五次谐波相位，认为五次谐波电流和零序电压的五次谐波相位相反的线路为故障线路；进入步骤S703；S705、连续3次进行步骤S703中五次谐波选线判断，若结果一致，则认为选线正确；否则获取小电流接地系统消弧线圈接地时，利用能量法对所述步骤S702中五次谐波电流前三大的线路进行选线，认为有功功率大于另两条线路之和的线路为故障线路；S706、若上述步骤S702、S703、S704和S705选线失败，则认为母线接地故障。