专利名称：一种电压二次回路中性线网络多点接地检测方法及系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及电力技术领域，特别涉及一种电压二次回路中性线网络多点接地的检测方法及系统。
背景技术：
在电力技术领域，通常将生产、变换、输送、分配电能的设备(如发电机、变压器和输配电力线等)，以及使用电能的设备(如电动机、电炉、继电保护和控制装置等)，乃至能量管理系统组成的同一整体称为电力系统。电力系统的组成根据功能差异可划分为一次系统(或一次回路)和二次系统(或二次回路):前者担负电能输送和分配任务，后者用于对一次系统(或一次回路)进行监视、控制、测量和保护等任务，在一次系统中的设备称为一次设备，在二次系统中的设备称为二次设备。电力系统中的一次回路与二次回路之间通常存在连接设备，电压互感器即是这种用于联络一次回路与二次回路的设备。在电压互感器之外，将其与测量量表等器件串联形成回路，即可实现对一次回路的监控和管理。这种包含电压互感器的二次回路称为电压二次回路。为了保证电压二次回路的正常工作，电压二次回路的中性线网络必须保持永久性的接地，且只能具有该接地点，如果出现除永久接地点之外的其他接地点，将引起线路零序保护反方向误动、联变保护误动和纵联保护误动等事故，造成重大影响。然而，尽管电压二次回路中性线网络的接地点对于二次电压回路如此重要，但在实际应用过程中，除在电压二次回路的接线之初，可通过注意线路连接避免出现多点接地的现象，在电网运行过程中还未出现较好针对电压二次回路中性线多点接地的检测方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种电压二次回路中性线网络多点接地检测方法及其对应的系统，以实现对多点接地的检测，保证电压二次回路的安全。本申请实施例提供的电压二次回路中性线网络多点接地的检测方法包括:在电压二次回路中性线网络上选择至少一个电流注入点，从该至少一个电流注入点注入第一电流；检测电压二次回路中性线网络的永久接地点附近的电流，得到第二电流；将所述第二电流与所述第一电流的差值与预设阀值进行比较，如果所述差值在预设阀值内，则确定在电压二次回路中性线网络内存在多点接地；根据电压二次回路中性线网络的拓扑结构定位每个接地点。优选地，所述在电压二次回路中性线网络上选择至少一个电流注入点具体为:确定电压二次回路中性线网络的中性线；在所述中性线上选择的至少一个注入点作为电流注入点。优选地，从至少一个电流注入点注入第一电流通过直流电源或低频交流电源注入，所述低频交流电源为频率小于I赫兹的交流电源。进一步优选地，所述直流电源为直流脉冲电流源，所述检测电压二次回路中性网络的永久接地点附近的电流通过差分测量法检测，所述差分测量法为测量脉冲高电平与基准电平之差。进一步优选地，设定直流电源或低频交流电源的输出电流的最大限值，当直流电源或低频交流电源输出电流超过最大限值时，以所述最大限值作为注入电流注入点的第一电流。本申请实施例还提供了一种电压二次回路中性线网络多点接地的检测系统。该系统包括:信号发生器和检测器，以及存储有电压二次回路中性线网络的拓扑结构的存储器，其中:所述信号发生器，用于在电压二次回路中性线网络上选择的至少一个电流注入点注入第一电流；所述检测器包括电流测量器、比较器和计算器，所述电流测量器用于检测电压二次回路中性线网络的永久接地点附件的电流，以得到第二电流，所述比较器用于将所述第二电流与所述第一电流的差值与预设阀值进行比较，如果所述差值在预设阀值内，则确定在电压二次回路中性线网络内存在多点接地，所述计算器用于根据电压二次回路中线性网络的拓扑结构计算确定每个接地点。优选地，所述信号发生器包括电源，所述电源为直流电源或频率小于I赫兹的低频交流电源。进一步优选地，所述信号发生器还包括限值元件，当直流电源或低频交流电源的输出电流超过最大限值时，信号发生器以所述最大限值作为注入电流注入点的第一电流。本申请实施例先在电压二次回路中性线网络上选择至少一个电流注入点，从该注入点注入电流，然后电压二次回路中性线网络的永久接地点附近检测电流，如果检测到的电流与注入电流之间的差值在预设范围之外，则确定电压二次回路中性线网络内存在多点接地，进而可根据电压二次回路中性线网络的拓扑结构计算定位到每个接地点。本申请实施例提供了一种方便的电压二次回路中性线网络多接地点的检测方法和检测系统，解决了变电站一旦投入运行后二次回路接地点检测难的问题，填补了国内外在该领域的空白，确保了电力系统的稳定和安全。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为电压二次回路中性线网络多点接地检测电路原理图；图2为本申请的电压二次回路中性线网络多点接地检测流程图；图3为本申请对变电站进行检测的电压二次回路中性线网络结构图；图4(a)为电压二次回路中性线网络多点接地检测系统的信号发生器的结构组成示意图；图4(b)为电压二次回路中性线网络多点接地检测系统的检测器的结构组成示意图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本申请的主要思想在于:在电压二次回路中性线的不同点注入微电流，检测永久接地点的电流变化情况，以此确定是否存在除永久接地点之外的其他接地点。下面先对这种注入法的原理进行简要介绍。参见图1，该图示出了多点接地检测的原理图。在该图中A、B、C、D为中性线网络的一条支路中的几处接点，Rl, R2，R3分别为支路中三段导线的电阻，D为永久接地点，R为在第二接地点接地电阻。通常情况下，变电站电压二次回路各中性线形成一个互相连通的网络，在控制室一点接地。当中性线网络中有且仅有一个接地点时，从该中性网络的任意一点对地之间注入电流，根据基尔霍夫电流定律，流入永久接地点的电流应该与注入的电流值相同，如果存在差异，则说明中间某处有寄生接地点(即除永久接地点之外的其他接地点)导致分流。基于这样的原理，根据中性线网络结构检测相关中性线回路的注入电流分布情况，即可查找出寄生接地点。比如:A点对地(接地点)注入微小的电流I,在正常情况下(单点接地)流经接地导线AB段，BC段和CD段的电流相等，都为注入的电流I。但在支路中存在除永久接地点D之外的接地点C。这种情况下，在C与地之间存在的接地电阻R将起到分流作用，从而使流经接地导线⑶段的电流必定小于注入的电流I。因此，只要检测出流经AB，BC,⑶段的电流并与注入的电流进行比较，即可找到非永久接地点。参见图2，该图示出了本申请的电压二次回路中性线多点接地的检测方法的实施例。该实施例包括:步骤S201:在电压二次回路中性线网络上选择至少一个电流注入点；电流注入点可在电压二次回路中性线网络上根据实际情况进行选择，通常可以有两种类别的选择:一是在电压二次回路中性线网络的中性线上选择；二是在电压二次回路中性线网络的相电压线上选择。本申请实施例优选在中性线上选择电流注入点，原因在于:如果选择相电压线，注入电源可能对二次设备的测量带来误差，特别当电网故障时，由于电压互感器二次电压减小，注入电源不变将使测量误差大大增加，另外，测试设备如果出现故障将导致电压回路短路，危害很大。步骤S202:从该至少一个电流注入点注入第一电流；在确定好注入点后，需要通过该点向电压二次回路注入电流，注入电流时需要考虑采用何种电源注入电流，通常情况下，可以采用直流电源、频率小于I赫兹的低频交流电源或者其他电源，但不同电源具有不同的特点:对于直流电源而言，由于其能够解决零漂带来的测量误差，其对测量精度影响较小，从降低信号注入对电力系统二次设备的影响的角度出发，常作为电源的优先考虑对象，但其也可能影响其磁特性。选用直流电源时，可进一步选择直流脉冲电流源，直流脉冲电流源可产生10mA、100mA等若干直流信号和脉冲信号。在采用直流脉冲电流源的情形下，对电压二次回路的检测方法可以采用差分测量法，所谓的差分测量法指测量脉冲的高地平与基准电平的差值。还需要说明的是:无论采用直流电源还是其他类别的电源，由于电流源加在大阻抗的负载上将可能产生高电压，不利于二次系统的安全稳定，因此，本申请还优选在电源上或者在电源与注入点之间增加限值保护元件，设定向注入点注入的最大电流，即当电源提供的注入电流小于设定的最高阀值时，采用电源提供的电流注入；当电源提供的注入电流大于或等于设定的最高阀值时，采用该最高阀值作为向注入点注入的电流，从而保证安全。步骤S203:检测电压二次回路中性线网络的永久接地点附近的电流，得到第二电流；步骤S204:将所述第二电流与所述第一电流的差值与预设阀值进行比较，如果所述差值在预设阀值内，则确定在电压二次回路中性线网络内存在多点接地；步骤S205:根据电压二次回路中性线网络的拓扑结构定位每个接地点。为了说明本申请实施例的技术效果，申请人进行了两项测试:一是在未投运变电站上利用上述多点接地检测的方法测试其效果；二是在已运行的变电站上利用上述多点接地检测的方法测试其效果。下面分别叙述。对于第一种测试:图3示出了一座接线完善但还未投运的220kV变电站的电压二次回路中性网络示意图。在该类别的测试下，划分为三种情形:情形之一是在正常工况时对电压二次回路中性网络进行是否存在多点接地的测试。正常工况下变电站的中性网络有且存在一个接地点。在情形下，选择如下5个典型点A、B、C、D、E、F作为电流注入点，注入的电流为IOmA脉冲电流，表I列出了注入点附件和永久接地点附近的电流值，以及分流比(分流比=永久接地点电流/注入点电流):表1:电压二次回 路中性网络在正常工况下的测试数据
权利要求
1.一种电压二次回路中性线网络多点接地的检测方法，其特征在于，所述方法包括: 在电压二次回路中性线网络上选择至少一个电流注入点，从该至少一个电流注入点注入第一电流；检测电压二次回路中性线网络的永久接地点附近的电流，得到第二电流；将所述第二电流与所述第一电流的差值与预设阀值进行比较，如果所述差值在预设阀值内，则确定在电压二次回路中性线网络内存在多点接地；根据电压二次回路中性线网络的拓扑结构定位每个接地点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在电压二次回路中性线网络上选择至少一个电流注入点具体为: 确定电压二次回路中性线网络的中性线； 在所述中性线上选择的至少一个注入点作为电流注入点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从至少一个电流注入点注入第一电流通过直流电源或低频交流电源注入，所述低频交流电源为频率小于I赫兹的交流电源。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述直流电源为直流脉冲电流源，所述检测电压二次回路中性网络的永久接地点附近的电流通过差分测量法检测，所述差分测量法为测量脉冲高电平与基准电平之差。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，设定直流电源或低频交流电源的输出电流的最大限值，当直流电源或低频交流电源输出电流超过最大限值时，以所述最大限值作为注入电流注入点的第一电流。
6.一种电压二次回路中性线网络多点接地的检测系统，其特征在于，该系统包括:信号发生器和检测器，以及存储有电压二次回路中性线网络的拓扑结构的存储器，其中: 所述信号发生器，用于在电压二次回路中性线网络上选择的至少一个电流注入点注入第一电流； 所述检测器包括电流测量器、比较器和计算器，所述电流测量器用于检测电压二次回路中性线网络的永久接地点附件的电流，以得到第二电流，所述比较器用于将所述第二电流与所述第一电流的差值与预设阀值进行比较，如果所述差值在预设阀值内，则确定在电压二次回路中性线网络内存在多点接地，所述计算器用于根据电压二次回路中线性网络的拓扑结构计算确定每个接地点。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述信号发生器包括电源，所述电源为直流电源或频率小于I赫兹的低频交流电源。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述信号发生器还包括限值元件，当直流电源或低频交流电源的输出电流超过最大限值时，信号发生器以所述最大限值作为注入电流注入点的第一电流。
全文摘要
本发明公开了一种电压二次回路中性线网络多点接地的检测方法。该方法包括在电压二次回路中性线网络上选择至少一个电流注入点，从该至少一个电流注入点注入第一电流；检测电压二次回路中性线网络的永久接地点附近的电流，得到第二电流；将所述第二电流与所述第一电流的差值与预设阀值进行比较，如果所述差值在预设阀值内，则确定在电压二次回路中性线网络内存在多点接地；根据电压二次回路中性线网络的拓扑结构定位每个接地点。本发明还公开了一种电压二次回路中性线网络多点接地的检测系统。本发明的方案可以对电压二次回路中性线网络是否存在多点接地进行检测。
文档编号G01R31/02GK103197195SQ201310109898
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者陈东海, 郑建梓, 王斌, 王祎, 朱君瀚, 严江波, 张荣伟, 唐明, 黄云兵 申请人:国家电网公司, 浙江省电力公司, 宁波电业局