小电流接地系统单相接地选线装置的原理
小电流接地系统单相接地故障选线装置的设计
目录0 引言 (1)1 绪论 (3)1.1 小电流接地系统研究现状 (3)1.2 小电流接地系统研究的意义 (5)2 小电流接地系统单相接地故障分析 (7)2.1 概述 (7)2.2 小电流接地系统不同接地方式的比较 (9)2.2.1 中性点不接地方式 (9)2.2.2 中性点经消弧线圈接地方式 (10)2.2.3 中性点经电阻接地方式 (10)2.3 小电流接地系统不同接地方式的故障分析 (11)2.3.1 中性点不接地方式的故障分析 (11)2.3.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障分析 (17)2.3.3 中性点经电阻接地系统单相接地故障分析 (21)3 小电流单相接地故障选线算法 (25)3.1 选线算法综述 (25)3.1.1 零序电流比幅算法 (25)3.1.2 群体比幅比相算法 (26)3.1.3 无功功率算法 (27)3.1.4 五次谐波分量算法 (27)3.1.5 有功分量算法 (28)3.1.6 小波算法 (28)3.1.7 能量函数法 (29)3.1.8 信号注入法 (31)3.2 选线影响因素分析 (31)3.3 综合选线算法 (32)3.4 连续选线算法 (34)4 小电流接地选线装置的硬件设计 (36)4.1 CPU模块 (37)4.2 信号采集模块 (39)4.3 A/D转换模块 (40)4.4 存储空间扩展模块 (45)4.4.1 SRAM的扩展 (45)4.4.2 FLASH 芯片的扩展 (48)4.5 人机对话模块 (49)4.6 通信系统 (52)4.7 硬件抗干扰设计 (54)5 小电流接地选线装置的软件设计 (54)5.1 软件框架设计 (55)5.1.1 控制层软件设计 (56)5.1.2 应用层软件设计 (66)5.1.3 各任务之间的切换关系 (68)5.2 软件抗干扰技术的应用 (69)6 经济技术分析 (71)7 结论 (72)致谢 (73)参考文献 (75)附录A 译文 (76)附录B 外文文献 (81)0 引言电力系统中性点接地方式可划分为两大类：大电流接地方式和小电流接地方式。
小电流接地选线装置原理
小电流接地选线装置原理
小电流接地选线装置是一种用于检测电力系统中的接地故障的设备。
其原理基于两个关键概念：小电流接地和选线。
小电流接地是一种特殊的接地方式，通过将电力系统的接地电阻控制在一个较小的范围（如几百欧姆到几千欧姆）内，从而实现对接地故障的灵敏检测。
当电力系统中发生接地故障时，故障点与地之间会形成一个接地回路，导致故障点处出现接地电流。
小电流接地选线装置会通过测量电力系统中的接地电流大小来判断是否存在接地故障。
选线是指在电力系统中确定发生接地故障的位置。
小电流接地选线装置可以通过检测到的接地电流值来确定接地故障的发生位置。
一般而言，接地故障发生位置处的电流值较高，因为故障点与地之间的电阻较小，而其他正常接地点处的电流值较低。
利用这一特点，小电流接地选线装置可以通过比较各个接地点的电流值，找出电流值较高的位置，从而确定接地故障的发生位置。
综上所述，小电流接地选线装置利用小电流接地和选线原理来检测和定位电力系统中的接地故障。
通过测量接地电流大小，并比较各个接地点的电流值，可以准确地确定接地故障的位置，从而及时采取修复措施，确保电力系统的正常运行。
小电流接地选线装置原理
小电流接地选线装置原理
小电流接地选线装置是一种用于电气系统中的保护装置，其原理是利用小电流
接地选线装置来检测接地故障，并在发生故障时及时切断电源，以保护人身安全和设备的正常运行。
首先，小电流接地选线装置的工作原理是基于接地故障电流的检测。
当电气系
统中出现接地故障时，会产生接地故障电流，这些电流会通过接地电阻流回地面，而小电流接地选线装置会通过电流互感器检测这些接地故障电流的存在。
其次，一旦小电流接地选线装置检测到接地故障电流的存在，它会立即切断电源，以防止接地故障电流对人身和设备造成伤害。
这样就可以保证电气系统的安全运行，避免因接地故障而引发的火灾和其他意外事故。
此外，小电流接地选线装置还具有选择性的功能，它可以根据接地故障电流的
大小和持续时间来判断故障的严重程度，并采取相应的保护措施。
这样可以最大程度地减少误动作，提高装置的可靠性和稳定性。
总的来说，小电流接地选线装置是一种非常重要的电气保护装置，它的工作原
理简单清晰，能够有效地保护电气系统和人身安全。
在电气系统中广泛应用，对于提高电气系统的安全性和可靠性具有重要意义。
在实际应用中，小电流接地选线装置的原理可以根据具体的电气系统要求进行
调整和优化，以适应不同的工作环境和需求。
同时，对于小电流接地选线装置的选型和安装也需要根据实际情况进行认真考虑和规划，以确保其能够发挥最大的作用。
综上所述，小电流接地选线装置的原理是基于接地故障电流的检测和切断电源
的保护措施，具有简单清晰、可靠性高等特点，是电气系统中不可或缺的重要装置。
希望本文对小电流接地选线装置的原理有所帮助，谢谢阅读！。
小电流接地系统发生单相接地时的分析与处理
小电流接地系统发生单相接地时的分析与处理作者：杨志斌来源：《华中电力》2014年第04期一、电力系统中性点运行方式概述：在电力系统中短路故障可分为三相短路故障（接地），二相短路（接地）故障和单相接地短路故障。
而接地短路故障按系统中性点运行方式和接地短路电流的大小不同又分为中性点直接接地的大电流接地系统和中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统。
一般理论上将接地短路电流大于500A的纳入大接地电流系统，而在小电流接地系统中当10kV系统接地短路电流大于20A，35kV系统接地短路电流大于10A 时，因容易造成对设备的损坏而需要在变压器中性点加装抵消容性接地电流的感性消弧线圈。
我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。
在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，在该系统中，如发生单相接地时，由于线电压的大小和相位不变（仍对称），且系统绝缘又是按线电压设计的，所以允许短时运行而不切断故障设备，系统可运行1～2h，从而提高了供电可靠性，这也是小电流接地系统的最大优点。
但是，若一相发生接地，则其它两相对地电压升高为相电压的1.732倍，特别是发生间歇性电弧接地时，接地相对地电压可能升高到相电压的2.5～3.0倍。
二、单相接地的影响：在电网运行过程中，单相接地故障是最为常见且故障频率最高的一种“小故障”。
但这种故障在电力系统中影响不可小觑。
它可以造成系统绝缘破坏，引发相间短路故障。
可因零序电流在三角形接线的电机用户中引起电机异常发热和振动，以及引发电机过热故障和产品质量下降，引起星形接线的用户电机无法起动。
还可能因线路断线危及人身安全。
由于单相接地故障往往伴有持续性间隙电弧，引起系统谐振和设备损坏，并可能产生大量三次谐波，引起对民用通讯系统的干扰和对电力系统广泛采用的微机保护和信息系统的干扰，引起保护误动、拒动、死机、乱码和误发报文信息等异常情况的发生。
小接地电流系统的接地选线保护原理
电流保护原理是满足选择性接地保护 的要求 ， 是 电网每相对地总 电容与被保护线路对地 电容
动 作 。 由此 可 见 ，这 一 选 择 性 接 地 保 护 原理 只 适 用 于 被 保 护 线 路 对 地 电容 较 小 而 电 网对 地 总
包括 电容 电流最大线路 上发生单相接 地故障时 征与中性 点不接地系统 的基波零序 电流相似 。 选线 的正确性 。显然 ，此时补偿效果是较 差的， （ ２ ）接 地故障 点过 渡 电阻仅 影响零序 谐 之 比大 于 １ 时 ，才 有 可 能保 证 保 护 装 置 的可 靠 残余 电流 大于 ２ ０ Ａ。另外 ，每条 线路 的对地 电 波 电流和 电压 的保护 。
容 电流 是 经 常 变 化 的 ，计 算 和 实 测 也 较 困 难 。
较小 ，又存在长线路 的情况下 ，较难满足选择 角特性要求较 高；当电网存在架 空出线 ，采用 ９次、１ １ 次 、１ ３次、ｌ ５次 等 谐波 ，由 于三 次 性。例如 图 １ 所示 电网的末端 变电所 ｃ，由于 零 序 电流 滤 过 器 的方 法 获 取 零 序 电流 信 号时 ， 谐波 受变压 器联 结组标 号的影 响，更因其方向 其 属 于 供 电 网塔 的末 端 ，而 电 网前 级 的线 路 较 更容 易受到正常 负荷 电流产生 的不平衡 电流影 致 ，使得相 问没有三 次谐波 电压 ，同样地 ，
一
长 ， 电网 对 地 总 电容 大 ， 比较 适 用 于 零 序 电流 响 。 保护原理来获得选择性 。对于 中性点经 电阻接
也 不 存 在 ９次 、 ｌ ５次 等 谐 波 成 分 。 所 以 零 序 电流 中除基 波成 分外 ，谐波 电流 幅值 大小依
地系统 ，由于 中性 点电阻 ＲＮ提供 了一个额外 的有功电流分量，使故障线路的零序 电流有 了 较大的增加 。当 中性点 电阻提供 的有功满足够
小电流接地选线原理及应用
小电流接地选线原理及应用小电流接地选线是一种电力系统的保护措施，它的原理是通过接地电阻使异常电流通过接地途径回路，并通过保护装置切断故障电流，以达到保护设备和确保人身安全的目的。
小电流接地选线主要应用于电力系统中的中性点接地系统，下面我将从选线原理、选线方式和应用场景等方面详细介绍。
知识点1：小电流接地选线的原理- 电力设备的中性点连接到接地电极，形成接地途径- 当系统发生故障时，异常电流通过接地电阻进入接地途径回路- 接地电阻起到限流作用，使得故障电流保持在较小的范围内- 故障发生时，保护装置检测到故障电流后立即切断故障电流，避免产生更大的损害知识点2：小电流接地选线的选线方式- 直接接地选线：将设备的中性点直接接地，通过接地电阻将异常电流引入地下- 间接接地选线：将设备中性点通过电感或电容与地相连，利用电感或电容的阻抗对异常电流进行限制，实现小电流接地知识点3：小电流接地选线的应用场景- 电力系统的中性点保护：在三相四线电力系统中，中性点是容易出现故障的地方，通过小电流接地选线可以有效保护设备和人身安全- 静电保护：在一些工业生产和仓储场所，存在大量的静电积聚，通过小电流接地选线可以将静电引导到地下，避免静电火花引发事故- 防雷保护：在雷暴天气中，通过小电流接地选线将雷电引导到地下，减少雷击对建筑物和设备的损坏风险- 电力设备的故障检测与定位：通过小电流接地选线可以检测和定位电力设备的故障，为维护和抢修提供便利知识点4：小电流接地选线的优势与不足- 优势：小电流接地选线能够减小故障电流的范围，保护设备和人身安全；对系统的影响小，不会影响系统的正常运行；能够方便地检测和定位故障- 不足：小电流接地选线需要适当的接地电阻和保护装置来实现，增加了系统的成本；对系统的一些特殊设备会产生电磁干扰和电压波动的影响，需要进行特殊的处理综上所述，小电流接地选线是一种有效的电力系统保护措施，通过合理的选线方式和接地装置，可以保护设备的安全性和人身安全，同时也可以用于静电保护、防雷保护和故障检测等方面。
小电流接地选线装置原理
小电流接地选线装置原理
小电流接地选线装置原理是基于电流接地选线原理和电流互感器原理的结合应用。
电流接地选线原理是通过监测输电线路的接地电流来判断故障点位置，其基本原理是：在输电线路发生接地故障时，由于接地电流的存在，形成了一定的电场和磁场。
根据接地故障的性质不同，产生的电场和磁场也有所不同。
电流互感器原理是利用线圈的磁感应作用来检测电流的变化，通过变压器原理将高电流转换为低电流，从而达到测量电流的目的。
小电流接地选线装置的工作过程主要分为两个阶段：故障检测和故障定位。
在检测阶段，装置通过安装在输电线路上的电流互感器，采集输电线路上的接地电流信号，并经过放大处理。
然后，利用特定的算法和故障模型对接收到的信号进行分析，从而确定故障的发生位置，即故障点所在的塔位或区间。
在定位阶段，装置将通过显示屏或其他方式，将故障的发生位置信息提供给操作人员。
操作人员根据显示的信息，可以快速准确地找到故障点，从而针对性地采取相应的修复措施。
小电流接地选线装置的原理是基于电流变化和磁感应的相互作用，通过对接地电流信号的采集、处理和分析，实现对接地故障的检测和定位。
这种装置具有高精度、快速响应和准确定位的特点，可以提高电力系统的可靠性和安全性。
小电流接地原理
小电流接地原理
小电流接地原理是指在电力系统中，将电设备外壳与地之间通过低电阻连接，使得电流能够从设备外壳中安全地流入地，从而保护设备和人身安全的一种电气安全措施。
小电流接地原理的基本思想是利用导体与地之间的接触面积大、接触电阻小的特点，将设备外壳上的电流通过接地导线引入地中。
在正常工作状态下，设备外壳上的电流非常小，但一旦设备出现漏电、短路等故障，会导致设备外壳产生较大的电流。
如果设备外壳没有接地，这些电流将会对人体产生危险。
通过小电流接地原理，将设备外壳与地之间建立一个低电阻路径，使得电流能够安全地通过地漏掉，从而避免对人体产生伤害。
接地导线一般采用导电性能较好的铜或铝材质制成，接地电阻应当尽量小，以确保漏电电流能够迅速地流入地。
小电流接地原理的应用十分广泛。
在家庭中，插座的外壳通过接地导线与地相连，以保护用电设备和家庭成员的安全。
在工业领域，大型的电力设备、机械设备等也都需要接地保护。
此外，在雷击防护、防静电等方面，小电流接地原理也发挥着重要的作用。
总之，小电流接地原理是为了保护电力设备以及人身安全而采取的一种电气安全措施。
通过建立设备外壳与地之间的低电阻连接，将设备外壳上的电流安全地引入地中，避免对人体产生伤害。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
小电流接地系统单相接地选线装置的原理
1接地系统分析
我国的供用电系统分为：“大电流系统”和“小电流系统”。
“小电流系统”是指中性点不接地或经高阻接地的系统，我国66kV以下多采用这一系统。
这样的系统发生单相接地后接地电流小，A、B、C三相相位不变，现场设备可以持续运行一段时间(规程要求2小时以内)，这样就增加了供电的可靠性。
但是为了使故障迅速消除降低故障面，就必须及时找到并切除故障线路。
上世纪50年代末60年代初我国第一台小电流系统接地选线装置研制成功，至今小电流选线设备已经走过了几十年的历程。
但现场运行结果表明，装置的选线效果并不理想，有些厂家的装置因为效果不佳饱受非议。
有大批的电力工作者致力于提高选线准确率的研究。
2各种选线原理分析及失败原因。
目前现场应用的主要有稳态分量法、谐波分量法、暂态法、接地选线和消弧线圈一体化发等四种原理的接地选线装置。
2.1稳态分量法
稳态分量法，又分为零序电流比伏法，零序电流比相法，以及群体比伏比相法。
这种方法利用故障微机线路保护装置的零序电流在数值上等于非故障线路零序电流之和，即故障线路的零序电流最大。
这样就通过比较线路零序电流的幅值找出故障线路。
这种方法是一种实验室内理想的方法，对于现场当中各条线路有长有短，各条出线的负载不平衡，所用TA也不是完全平衡，这样就造成零序电流最大的线路不一定都是故障线路。
基于以上几点大家除了进行幅值比较外又加上了相位比较，因为故障解列装置和非故障线路相位是相反的，这样就弥补了出线不平衡的影响。
提高了选线的正确率。
但从装置内部来讲大家对故障量的采样一般都是循环采集，就是分几次采集才把所有的出线的计算数据采集完毕，这样存在着一个弊端就是没有在同一时刻完全采集所有出
线的故障量，就容易出现误判，这种方法也不适用于有消弧线圈的系统。
2.2谐波分量法
谐波分量法，又分为5次谐波大小和方向，各次谐波平方和等方法。
大家知道对于有消弧线圈的系统由于完全补偿或过补偿的原因，选线装置．微机消谐装置误判率偏高。
消弧线圈进行补偿是基于50Hz基波进行的，对谐波补偿有限。
所以就从各种谐波入手，先是用5次谐波，但不久就发现5次谐波含量太小，不能进行有效的判断。
于是就用各次谐波的平方和作为判断的依据，即便是这样还是有限，这就成了这种方法的瓶颈。
23暂态法
暂态选线法，又分为首半波法和小波分析法。
首半波法是基于接地发生在相电压接近最大瞬间这一假设，此时故障相电容电荷通过故障相线路向故障点放电，故障线路分布电容和分布电感具有衰减特性，该电流不经过消弧线圈，所以暂态电感电流的最大值相应于接地故障发生在相电压经过零瞬间，而故障发生在相电压接近于最大瞬间时，暂态电感电流为零。
此时的暂态电容电流比电感电流大得多。
变压器微机保护利用故障线路暂态零序电流和电压首半波的幅值和方向均与正常情况不同的特点实现选线。
但这种方法存在的前提是故障须发生在相电压接近最大值瞬间。
2.4小波分析法
小波分析法是利用小波分析原理对信号进行精确分析，特别是对暂态信号和微弱信号比较敏感，能可靠的提取出故障特征。
小波分析是上世纪八九十年代提出的理论，从理论上讲是比较完善的。
小波变换，既具有频率局域性质，又具有时间局域性质。
小波变换的多分辨度的变换，能在多个尺
度上分解，便于观察信号在不同尺度(分辨率)上不同时间的特性。
利用小波变换能把一个信号分析成不同尺度和位置的小波之和，利用合适的小波和小波基对暂态量进行变换后，易分辨出故障线路和非故障线路。
但这种分析必须抓取现场接地瞬间所有出线同一时刻的信号，这对装置的硬件平台要求较高，一般循环采样的装置不适合使用这种方法。
之后好多厂家又推出很多和以上相似理论就不再一一赘述了。
3基于失败原因的新解决方案。
以上几种理论各有优缺点。
有些厂家综合以上几种判据，利用现在单片机、DSP高压电动机保护装置运算速度高等特点，在软件上做足功夫。
但运行一段时间后发现也不是很理想，虽然比早期的产品选线率提高了，但是还没达到人们理想中95%以上的正确率。
什么原因呢?人们忽略了硬件平台，一个好的理论、好的软件，必须建立在一个好的硬件平台上。
有两点制约了选线的成功率。
1、大家采样从硬件上都是循环采样，因为没有那么多A/D通道支持一次把所有的故障量全采集上来，这就造成了给软件计算的数据不一定是接地时刻的数据，这是解决问题的关键。
如果把故障瞬间数据全部采集上来，把这些数据横向比较、纵向比较，就很
清晰的看出故障线路。
2、硬件平台要能把现场影响计算的各种干扰尽量去掉，不要把没用的干扰带到计算中去。
如果解决了以上两个问题提升选线准确率，就有了硬件基础，就不是只空谈原理和算法了。
微机型继电保护装置优点
①可以集主，后备保护功能于一身，运行性良好;
②具有自检功能，提高了装置安全工况可知性;
③具有远方通信功能，可满足自动化发展的要求;
④其生产，调试方便，规范，提高了装置革新了传统保护装备的面貌，促进了我国继电保护技术进步，它的出现很快受到运行，设计，制造各方面的欢迎和重视。
微机保护技术成功应用于220KV线路距离保护后，很快就推广到各电压等级的电网，并应用于母线保护，发电机，变压器保护，故障录波装置，变电所综合自动化系统以及电网安全自动装置。
微机型保护在应用中注重改进，继承了传统模拟式保护原理，技术和长期积累的运行经验，在装置本体和运行现场加强了抗干扰措施，CPU由起初的1个发展到多个，位数由8位升到32位，并继而采用2个高速数字信号处理芯片CSP组成的电路，使其运行能力，速度满足并计算的要求，并大大提高了抗干扰能力。
因此，微机型保护以不可阻挡之势迅速得到推广应用，同时也推动了国家微机保护产业的发展。
以往的继电保护装置与继电保护的原理是一一对应的，不同的保护原理必须用不同的硬件电路来实现。
常规的整流型、电磁型、晶体管型已经集成电路型继电器随着微机技术的发展已经被淘汰，微机继电保护专职的出现彻底改变了这一现状。
由于微机技术的发展，变电站内的远动终端、当地监控、故障录波、直流系统与PT保护装置以及通信等相继更新换代，实现了微机化。
这些微机化的设备虽然功能各异，但其基本的数据采集、输入输出回路等硬件结构大体相似。
微机保护硬件的通用性和软件的可重构性，使得在通用的硬件平台上可以实现多种性能更完善、功能更复杂的继电保护原理。
一套微机保护原理往往采用了多种保护原理，可以方便地实现一些常规保护难以实现的通能。
较复杂的微机保护装置采用多cpu结构，多个保护cpu 通过串行通讯总线与人机管理cpu相连，通过装置面板上的键盘和液晶显示来实现对保护cpu的调试与定值设置。
人机管理cpu设计通过现场总线与调度直接连接，便于实现变电站的无人值守和变电站的综合自动化。