选线装置总结.doc

系列小电流接地选线智能综合装置。装置应用先进的软硬件设计方法，以暂态过渡过程为分析基础，实现接地选线。硬件方面，应用录波技术和超大规模逻辑电路，实现数据采集完全硬件化；应用同步采样技术，保证了分析数据的精准。算法方面，专门针对难度最大的过补偿高阻接地，开发成功了拥有完全自主知识产权的核心算法。装置还运用其它多种算法同时分析，以动态权值处理多条回路多个算法的判别打分，使选线运算更加可靠、稳定。装置还具有先进的分析机制，能够区分除单相接地以外，引发零序电压升高的电网谐振及其他电网异常事件。装置实现了低阻接地选线正确率达到，高阻接地选线正确率大于（不误动）的优异性能。装置功能装置用于中性点经消弧线圈或电阻接地及中性点绝缘的中压电网单相接地选线及铁磁谐振消除，功能如下：1.接地选线：线路或母线单相接地选线，判别接地相，估算接地点残流；2.保护跳闸：线路单相接地发生后，经延时输出跳闸信号；3.消除谐振：检测并消除各种频率的铁磁谐振；4.判别异常：排除接地和谐振后，初步判别造成零序电压升高的其它电网异常事件；5.故障报警：发生接地、谐振或其它电网异常事件，以及装置故障、装置失电时，产生报警信号；6.通讯功能：支持多种通讯规约，具有三种常用接口，能够配合各种和主站系统；7.记录查询：可分别查询接地事件、谐振事件、电网异常事件等记录及查阅接地故障录波；8.特殊功能：可增加消弧控制功能，亦可根据用户需要增加其他非标功能。装置分为高低端两个系列，本说明书所述均以高端产品为基准。低端产品系由高端产品简化掉增值功能而来，核心选线算法不变，高低端产品的区别详见设备选型表。三、原理简介和特点装置硬件系统结构见图，原理简介如下：装置应用录波技术和超大规模逻辑电路，实现数据采集完全硬件化；应用同步采样技术，每个周波所有信号均采集256 点，使数据分析更加精准。以往的小电流单相接地故障选线装置，由于技术水平和成本因素的制约，只能在以单片机为核心的低性能硬件平台上运行，因此必然限制复杂算法的运用和多种算法同时使用。本装置在最初设计时，就明确了以高性能硬件平台为基础，发展自有核心算法和同时使用多种算法的技术路线。录波技术是电力系统中用于解决电网故障跟踪记录问题的基本手段，但由于其实施过程当中存在成本高昂、技术复杂的限制，因此一直以来只能用在大型的关键变电站当中而不能普及，在小电流单相接地故障选线这类较低价值的设备当中，更是难于应用。通过对当前最新微电子技术的跟踪和开发，在本装置研发当中，找到了一种在有效控制成本的前提下，能够在小电流单相接地故障选线装置上实现的实用化的录波方式，并以此为基础，开展后续研究，最终开发成功了自有的核心算法。本装置的录波是由大规模可编程逻辑电路以完全硬件的方式实现的，配以双端口存储器，在丝毫不占用处理器资源的情况下，自动完成电压电流信号的采集、处理和录波。为了对故障信号的高频成分进行有效处理，本装置信号采集点数达到了256 点周波路，并且应用了同步采样技术，使得电压电流信号在数字化的过程当中，相位信息始终正确保持，这对瞬时接地、弧光接地的计算是至关重要的前提。独创多维波形匹配算法，在各零序电流信号之间进行匹配运算，突出故障回路暂态过渡过程中的异常变化趋势，使用矩阵运算处理计算结果。小电流单相接地故障选线装置在传统上，都是将零序电流与零序电压信号交互运算，而本装置的核心算法是在各零序电流信号之间进行交互运算。这样处理，可以有效地减低零序电流互感器与零序电压互感器的输出相位误差（尤其是接地故障瞬间的高频信号），因为零序电流互感器即使有较大误差，但由于其同批次产品的一致性较好，其间的角度相对误差是很小的。在过补偿方式的高阻接地时，由于零序电压信号响应较慢且电压值较低，再用零序电流与零序电压信号交互运算的方法，将极大地丧失故障信号的真实性，以至于故障选线结果完全错误。零序电流信号之间进行交互运算的计算结果具有庞大的数据量，而此正是由于硬件平台的高性能才得以实现。装置同时运用多种选线算法，以动态权值处理多条回路多个算法的判别打分，使选线运算更加可靠、稳定。本装置为了保证核心算法的绝对可靠和稳定，依靠高性能硬件平台，还实现了多种故障选线算法同时应用，以多个计算结果互相补充、印证、纠错。为处理众多算法的计算输出，本装置采用加权打分的方法，且各算法计算输出占总输出的权重是随着电网参数、接地特征、接地阻抗、接地角度而动态调节的，从而保证了每一次故障数据的计算处理都输出最符合真实状况的判别结果。装置具有先进的分析机制，能够可靠区分除了单相接地以外，引发零序电压升高的电网谐振和电源缺相、PT 熔丝熔断等其他电网异常事件。在中压电网运行中，单相接地故障是以零序电压的升高为标志的，但零序电压升高并不是单相接地故障所独有的特征，能够引发零序电压升高的电网故障还有PT 铁磁谐振、电源缺相、电网局部断线、PT 高低压熔丝熔断等情况。以往的小电流单相接地故障选线装置往往把这些因素忽略掉，用牺牲准确性来换取较低的设备成本和研发难度。本装置由于有高性能的硬件平台为基础，可以从容地解决这些边缘因素带来的不利影响，进而更进一步地保证了准确性和可靠性。装置特点如下：1.选线灵敏度极高，在零序电压仅为时，仍能稳定可靠地选线；2.相比于以往暂态选线算法，没有死区，适应性强；3.可广泛地与工程上使用的各种零序电流互感器匹配，甚至在不同厂家不同规格零序电流互感器混配的情况下，仍能可靠工作；4.采用多处理器。主处理器使用高档工控芯片386EX， 具有强大的管理控制显示通讯能力；运算处理器使用公司的芯片，具有强大的高速运算能力，用以完成实时监测和选线分析运算；5.采用录波方式处理信号，能够精确捕捉接地瞬间；6.完全的模块化设计，后插式结构，取消机箱内部连接导线，减少了故障环节，提高了可靠性，并可现场快速排除故障；7.采用大屏真彩液晶，实时显示电压数据、相量或波形，可回放接地故障录波，显示内容丰富；8.自带国标汉字库及英文字符库，可现场输入中英文线路名称；9.中英文双语多级菜单，完善的人机交互界面，操作简便；10.强大的参数管理功能，所有参数均可菜单设定，调试简单，免维护；11.完善的自检能力，运行当中能够自诊断并处理故障；12.强大的存储能力，可以存储多次故障信息和录波数据；13.具有RS-232422485 三种通讯接口，菜单选择，无需硬件跳线。四、技术指标1.母线段数： 14 段（具体见设备选型表）2.输入信号(1)电压输入路数： 124816 路 （具体见设备选型表）(2)电流输入路数： 1548 路 （具体见设备选型表）(3)电压有效范围： 160 （极限 250)(4)电流有效范围： 0.5 （极限 1.0)(5)电压输入功耗： 0.1 （输入 100）(6)电流输入功耗： 0.1 （输入 0.5）3.选线性能(1)启动电压： 550（可调）(2)计算时间： 2(3)电压灵敏度： 可小至 5.0(4)电流灵敏度： 可小至 0.5（稳态算法）可小至 4.0（暂态算法）4.消谐参数(1)消谐路数： 14 路（根据母线段数）(2)低频频率：二分频，三分频启动电压： 25 40（可调）(3)高频频率：工频，三倍频及以上启动电压：140160（可调）(4)持续时间： 1 10 周（可调）(5)间隔时间： 50500 周（可调）5.报警参数(1)输出种类： 段别输出4 个、类别输出3 个、总报警1个、装置故障报警1 个、掉电报警1 个(2)报警延时： 0999（可调）(3)触点容量： 2503或 3036.跳闸参数(1)跳闸路数： 1548 路（根据电流路数）(2)跳闸延时： 065535（可调）(3)触点容量： 250 16或 125 16（接通时）或 1250.2（分断时）或 30 16(4)跳闸脉冲：500mS7.记录能力(1)接地事件记录： 128 个(2)谐振事件记录： 128 个(3)电网异常记录： 128 个(4)接地事件记次： 65535 次(5)谐振事件记次： 65535 次(6)电网异常记次： 65535 次(7)录波数据记录： 8 次8.装置电源：宽输入范围，交直流两用交流： 85265直流： 110220功耗： 409.通讯接口： RS-232CRS-422RS-485 （菜单选择）10.装置尺寸装置为标准机箱，面板上下各增加3的装饰边(1)最大外观尺寸： 183483315 （高宽深）(2)安装开孔尺寸： 180450 （高宽）11.整机重量： 10 （模块全部插满）12.使用条件(1)环境温度： -10+55(2)相对湿度： 90(3)安装场所无强烈震动(4)安装场所无酸、碱、腐蚀性及易燃易爆气体(5)安装场所应是能防止天气灾害的室内13.运输保存条件(1)运输保存温度： -40+75(2)应避免强烈震动(3)应避免天气灾害侵袭GYJX型微机小电流系统接地选线装置一、产品概述GYJX型微机小电流系统接地选线装置是我公司最新研制的新型小电流系统接地选线装置，它适用于中性点不接地或经消弧线圈、电阻接地的运行方式系统，能够迅速准确地查找出系统单相接地线路。该装置以16位单片机80C196为采集运算、逻辑判断和控制中心（CPU），以液晶显示器、信号灯指示、轻触式按键为人机接口。具有操作简单，选线准确，速度更快、运行可靠等特点。该装置可记忆瞬间接地信息，能够区分母线接地和出线接地，还可配置通信接口将各种故障信息传送至有关部门。为现场运行人员提供了极大的方便。应用范围如下所示：l 电压等级：0.4KV66KV；l 中性点不接地的小电流系统或中性点经大电阻或消弧线圈接地的小电流系统；l 母线段数不大于四段，线路出线回路总数不大于60路；l 广泛应用于电力系统变电站、发电厂以及煤炭、钢铁、冶金、化工等大型厂矿企业的供电系统。技术参数l 工作电源：AC/DC220V(不分极性)；l 功耗：1. 电源回路：DC220V30W或者AC220V30VA；2. 交流电压回路：1VA；3. 交流额定电压：100V。l 告警接点容量（常开无源触点）：5A,250VAC/5A,30VDC。l 通讯接口：RS232/RS485，波特率1200bps9600bps；l 电压等级：2个；l 母线段数：4段；l 出线数：12路、28路、44、60路；l 抗干扰性能 1. 装置能承受GB/T14598.14规定的严酷等级为级的静电放电试验；2. 装置能承受GB/T14598.9规定的严酷等级为级的幅射电磁场干扰试验； 3. 装置能承受GB/T14598.10规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰试验； 4. 装置能承受GB/T14598.13规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰试验。l 绝缘性能 1. 绝缘耐压标准满足GB/T14598.3规定。l 机械性能 1. 工作条件：通过GB/T11287规定的级振动响应检验，及GB/T14537规定的I级冲击响应条件。2. 运输条件：通过GB/T11287规定的级振动耐久检验，及GB/T14537规定的I级冲击耐久和碰撞检验。五、装置特点l CPU采用INTEL80C196单片机，数据采集、运算、逻辑判断、控制输出等速度快，精度高，双“看门狗”（Watchdog）电路，抗干扰、自检及自恢复能力强；l 采用12864图形液晶显示器（LCD），中文菜单提示，显示信息丰富、 直观；l 智能化软件技术、原理先进、选线准确；l 通过菜单提示和面板按键整定，调试和维护简单、方便；本机投运后，基本不需要维护。l 实时显示系统时钟和母线电压的有效值；l 可记忆瞬时接，区分母线和出线接地；l 记忆、显示接地信息包括接地发生的时间、接地母线或接地线路；l 接地给出告警信号，能及时通知运行人员；l 有记忆功能，可存储多次最近发生的故障信息，掉电后信息不丢失；l 可配置接地保护自动跳闸；可配置通信接口（RS232或RS485）。六、工作原理小电流系统正常运行时，电压互感器PT开口三角电压很小，一般不会超过10V。当系统发生单相接地故障后，接地相对地电压为零，正常相对地电压升高到线电压，零序电压升高。接地线路的电容电流等于正常线路的电容电流之和，并且接地线路的电容电流的方向从线路流向母线，而正常线路的电容电流的方向为母线流向线路，即二者方向相反。装置实时监测PT开口三角电压，当开口三角电压大于启动值时，装置对该段母线所有线路的零序电流进行多次同步采样，并对数据采样的可信度进行全面分析，在此基础上运用群体比幅比相原理及多重判据进行优化处理，选出接地线路或接地母线。降低了误判和漏判的概率，提高了选线的准确性。技术原理l 单相接地故障选线装置选线原理主要有两大类型：l 1、基于故障电网系统零序电参数选线方法:零序法一、二次设备结构简单，工程总费用低，易于施工，但软件算法复杂，对输入的零序电参数精度要求较高，需要采用高性能计算机、高精度CT变换器及数据采集卡。l 2、基于对故障电网注入特定频率信号（信号注入）并在各回路检测该频率信号选线方法:信号注入法软件算法简单，对信号检测装置精度要求较低，易于实现故障点定段，但要求信号注入装置有较大功率，结构庞大复杂，通常需要在变电站内额外增加间隔，一、二次设备安装改造工程量大，工程造价高，注入的大功率非工频信号增加了电网谐波分量，影响电网供电质量，另外，综自站及无人值守站的使用不便。l 概括而言，以上两种原理的选线装置均可实现准确选线，特色上各有千秋。l GYJXK系列小电流接地选线装置是基于零序法的选线装置。基于零序法的选线装置在国内电力系统的使用已有20余年，但以前的选线装置运行中常发生误判，使用效果并不理想。我公司运用系统工程的分析方法，对早期基于零序法的选线装置及其使用工程进行了深入的研究分析，认为造成这种结果的原因有四个方面：l . 提供零序电流的CT精度低。l . 信号A/D变换和处理的硬件平台性能低下。l . 选线算法单一。l . 工程管理和运行管理存在缺陷。l 针对以上四种原因，我公司提出了以下解决方案：l . 对电缆出线形式的变电站，我公司提供GY-LJK系列高精度零序CT供用户选购；对架空出线形式的变电站，选线装置应接入计量回路（电路分析可以证明接入选线装置对计量精度毫无影响）。l . 采用性能稳定，计算能力强大的工业计算机作为计算平台，使用制造工艺先进的高精度高速A/D卡进行数据采集，工频每周波采样可做到200个点，确保不漏掉任何暂态信号。l . 同时采用基波群体比幅比相法、五次谐波法、首半波法、小波法、电流抽样法、零序有功分量法等多种选线方法。运用图像匹配技术，对故障信号做预识别和分类，依据分类得到的相关系数，运用人工智能模糊推理方法根据模糊规则动态确定各种方法选线结果的加权系数，从而得到最优的选线结论。l . 利用工控机海量存储空间优势，开发出接地故障录波功能。当装置发生误选情况时，使用随装置提供的录波数据分析软件对故障数据进行分析，即可查明误选原因。对管理缺陷造成误判的情况，提供了有效的改进参考意见。l 选线原理l 我国的3KV-66KV配网系统接地方式及运行方式千变万化，而每种选线原理都存在一定的局限性，基于某一选线原理的装置不可能在任何场合都能准确选线，这就是许多厂家的产品在甲地能准确选线在乙地就不能准确选线的原因，目前国内有些厂家推出了有几种判据的选线装置，但只是利用几种选线原理分别判断，并未对这些结果进行科学的分析和综合，有时出现几种结果互相矛盾的情况。l 该装置在选线原理上突破了传统选线装置采用单一判据或几种判据机械罗列的缺陷，采用了综合判据选线理论与方法，采用测度理论和证据理论，引入可信度及加权系数两个指标，对每一种选线方法在不同运行方式和故障下选线结果的可信度做量化评估，根据可信度确定一个加权系数，构造一个判据函数，应用模糊决策理论，确定选线结果。本装置综合应用了以下选线方法：l 5.1基波群体比幅比相法l 对小电流接地系统，当系统发生单相接地时，故障线路零序电流等于非故障线路零序电流之和，故障线路零序电流方向与非故障线路零序电流方向相反（相位相差180）。 本装置根据上述原理形成了基波群体比幅比相判据，考虑到不能安装零序电流互感器的架空线路的零序电流由三相CT合成，CT变比不同及CT的测量误差导致依靠零序电流幅值判断接地线路可靠性很低，因此本装置以相位做主要判据。l 5.2五次谐波法l 对于中性点经消弧线圈接地系统，由于消弧线圈不能对谐波进行补偿，系统中五次谐波含量最大，因此可以采用系统中五次谐波分量比幅比相进行选线。l 5.3首半波法l 根据发生故障的最初半个周波内，故障线路零序电流与正常线路零序电流极性相反的特点，比较首半波的零序电流极性进行故障选线。l 5.4小波法l 小电流接地选线判据可分为暂态判据和稳态判据，暂态判据是利用系统接地瞬时的暂态数据进行选线，稳态判据则是利用系统接地过渡过程完成后的稳态数据进行选线，系统接地时暂态信号的幅值比稳态信号大，信噪比高，本装置采用了暂态判据，进行接地故障选线。l 5.5电流抽样法l 对于自动调谐的消弧线圈，由于自动调谐消弧线圈自动跟踪系统电容，正常情况下消弧线圈处于过补偿状态，发生接地后自动调谐到全补偿状态，减小接地电流，电流抽样法利用调谐前后的零序电流变化进行选线，首先将调谐前后的零序电流折算到一个电压，然后比较各条线路的零序电流变化量，变化量最大的就是故障线路。l 5.6零序有功分量法l 对于中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈不能补偿零序电流有功分量，因此故障线路零序电流有功分量与正常线路零序电流有功分差相位相反，并且故障线路零序电流有功分量幅值最大，通过计算能量函数E=U0(K)I0(K)的值来体现有功分量的大小和方向。WJX196B浙江花光电脑电力仪器有限公司零序电流、零序电压BC-XDL小电流接地选线装置l 原理简介和特点装置硬件系原理简介如下：装置应用先进的软硬件设计方法，以暂态过渡过程为分析基础，实现接地选线。硬件方面，应用录波技术和超大规模逻辑电路，实现数据采集完全硬件化；应用同步采样技术，保证了分析数据的精准。算法方面，专门针对难度最大的过补偿高阻接地成功开发了核心算法。装置还运用其它多种算法同时分析，以动态权值处理多条回路多个算法的判别打分，使选线运算更加可靠、稳定。装置实现了低阻接地选线正确率达到，高阻接地选线正确率大于（不误动）的优异性能。装置特点如下： 1.选线灵敏度极高，在零序电压仅为时，仍能稳定可靠地选线； 2.相比于以往暂态选线算法，没有死区，适应性强； 3.可广泛地与工程上使用的各种零序电流互感器匹配，甚至在不同厂家不同规格零序电流 互感器混配的情况下，仍能可靠工作； 4.采用多处理器。主处理器使用高档工控芯片386EX， 具有强大的管理控制显示通讯能力；运算处理器使用公司的芯片，具有强大的高速运算能力，用以完成实时监测和选线分析运算； 5.完全的模块化设计，后插式结构，取消机箱内部连接导线，减少了故障环节，提高了可靠性，并可现场快速排除故障； 6.采用大屏真彩液晶，实时显示电压数据； 7.全汉化的多级菜单，完善的人机交互界面，操作简便； 8.强大的参数管理功能，所有参数均可菜单设定，调试简单，免维护； 9.完善的自检能力，运行当中能够自诊断并处理故障； 10.强大的存储能力，可以存储多次故障信息和录波数据； 11.具有RS-232422485三种通讯接口，菜单选择，无需硬件跳线。CXL-02 小电流接地选线装置CXL-02型依据暂态分析原理，并与稳态分析相结合，尤其对于消弧线圈接地系统，大大提高了判线准确率,可广泛应用电力、化工、石油、冶金、煤炭、矿山和石化行业的3kV66kV电厂和变电站的单相接地保护。尤其是那些需要跳闸和通信的用户，对于站端已有微机监控系统的用户使用更加方便。二、产品特点1、针对消弧线圈接地系统，但并不局限于消弧线圈系统，两种运行方式的选线准确率均达到国内领先水平。2、五次谐波窄带选频，同时提取基波成份，利用其相对关系判接地线路，此判线方案为我公司所首创，其特点可排除零序CT特性不一致造成的错判，可排除接地过程中系统波动对判线的影响，并且由于大大提高了5次谐波的采样精度，从而提高了消弧线圈接地系统选线的准确性。3、具有报警及远传功能，适于远地监控。4、出线路数最多可达40路。5、采集系统当中固有信号，幅度强，分辨率高，并且由于采用了自动量程转换技术，对系统电流的大小可做到自适应，对虚接地选线准确率高。6、 液晶汉显，操作方便简单。7、易与配套厂的自动化系统配套。三、性能规范1、最大母线数：4段2、出线数：403、系统数：1-44、启动电压：10V100V（可设置）5、最小一次分辨电流：10mA6、接地电流测量精度：显示值57、工作电源：交流或直流220V10 40VA 8、适用尺寸：134430235(高宽深)9、整机重量：不大于20Kg四、工作原理概述根据电力系统理论，小电流接地系统在发生单相接地故障时：1、系统零序电压升高，通常零序电压近于零，接地后将产生零序电压，此电压在数值上相电压。2、非接地线路零序电流为本身电容电流值,相位超前零序电压近90度。3、接地线路零序电流最大，为所有非接地线路零序电流之和，相位滞后零序电压近90度。4、无消弧线圈对于基波、5次谐波，以上三点成立；有消弧线圈系统，对于次谐波成立。5、以上4点不受运行方式、负荷变化、接地电阻的影响。6、有消弧线圈系统由于基波被补偿,5次谐波所占比例远大于非接地线路。7、接地回路中的零序电流有功分量最大。 根据以上七点，本装置靠零序电压启动，通过各CPU对各线路零序电流采集，由进行分析、比较，根据各电流的幅值、相位和谐波含量多重判据判别接地线路。CXRD-WXJ 型微机小电流系统接地选线装置CXRD-WXJ 型微机小电流系统接地选线装置是我公司最新研制的智能选线装置，它适用于中性点不接地或经消弧线圈、电阻接地的运行方式系统（简称小电流接地系统），能够迅速准确地查找小电流系统单相接地线路。我们在广泛征求用户意见的基础上，以16 位单片机80C196 为采集运算、逻辑判断和控制中心（CPU），以液晶显示器、信号灯指示、触摸按键和微型打印机为人机接口，采用最新技术和先进原理研制出新型微机小电流系统接地选线装置。该装置具有操作简单，选线准确，运行可靠等特点。该装置可记忆瞬间接地信息，能够区分母线接地和出线接地，还可配置通信接口把各种故障信息传送至有关部门。为现场运行人员提供了极大的方便。1.1 适用范围适用于各种电压等级，各种出线方式的小电流接地系统。1.2 装置主要技术特点1.2.1 CPU 采用INTEL80C196 单片机，数据采集、运算、逻辑判断、控制输出等速度快，精度高，双“看门狗”（Watchdog）电路，抗干扰、自检及自恢复能力强；1.2.2 采用12864 图形液晶显示器（LCD），中文菜单提示，显示信息丰富、 直观；1.2.3 微型打印机能及时打印输出接地信息；1.2.4 智能化软件技术、原理先进、选线准确；1.2.5 通过菜单提示和面板按键整定，调试和维护简单、方便；1.2.6 实时显示系统时钟和母线电压的有效值；1.2.7 可记忆瞬时接，区分母线和出线接地；1.2.8 记忆、显示及打印的接地信息包括接地发生的时间、接地母线或接地线路；1.2.9 接地给出告警信号，能及时通知运行人员；1.2.10 有记忆功能，可存储多次最近发生的故障信息，掉电后信息不丢失；1.2.11 可配置接地保护自动跳闸；1.2.12 可配置通信接口（RS232 或RS485）。工作原理装置实时监测系统各段母线零序电压和各路出线零序电流，当系统发生单相接地时，装置计算分析接地母线的零序电压和该母线上每条出线零序电流之间的相位关系，以及接地母线上所有出线零序电流之间的大小和相位关系，利用相对原理和双重判据选出接地线路，显示、打印和记忆有关信息，同时给出告警信号。由于采用的原理以及硬件和软件技术先进，选线准确、可靠。H2000系列小电流接地选线装置“H2000系列小电流接地电网单相接地故障选线装置”克服了第一代小电流选线产品存在的选线判据不充分，选线手段单一，不能适应各种复杂的接地故障类型和测量信号数据处理手段简单，不能从微弱的信号中准确提取出有用信息等诸多影响选线准确率的问题，将各种选线判据有机地集成为充分判据，并与多种数据处理算法和各种选线方法融为一体。构成了各种判据有效域优势互补，能适应变化多端的单相接地故障形态的多层次全方位的智能化选线系统。产品挂网运行的实践已经很清楚地证明：“H2000系列小电流接地电网单相接地故障选线装置”是选线正确率达到100%的新一代小电流接地电网单相接地故障选线装置。机电参数：1. 装置电源额定工作电压：直流220V或交流220V 50Hz。2. 装置功耗：45W。3. 接入装置的母线PT二次零序电压：3U0100V(交流有效值)。4. 接入装置的线路CT二次零序电流：2mA3I01.6A(交流有效值)。 5. 装置动作启动电压：交流1-100V可调（默认设置交流15V）。6. 选线电压测量精度：0.2%（相对引用误差）。7. 选线电流测量精度：0.2%（相对引用误差）。8. 装置完成一次综合判据选线时间：20-100ms可调。9. 开关量输出常开触点容量：直流220V，0.5A。10. 远程通信接口：MODEM拨号或TCP/IP协议。11. 同RTU和综自站通信方式：硬节点和串接 RS232、485、422，通信规约采用标准CDT规约。技术特点：1. H2000系列选线装置实时采集系统故障信号，应用多种选线方法进行综合选线，具体包括：智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分量法、能量法。装置通过粗糙集理论确定各种选线方法的有效域，根据故障信号特征自动对每一种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种选线方法融合到一起，最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互补。为了避免故障信号受到干扰而导致误选，装置采用了连续选线方法，每隔一定时间(1秒)重新采集数据进行分析，只要故障没有消失，装置的选线计算就不停止。2. 装置具有故障录波功能，可以提供故障前后的波形，包括故障发生前的一个周期和故障发生后五个周期的波形。可保存现场故障录波数据和选线结果4万次。3. 装置具有远程维护功能，可以通过MODEM、TCP/IP协议接口方式同主站通信。该功能可以实现子站和主站之间的数据回收，可以使用两种模式：子站发送和主站召唤。目前采用的是主站召唤模式。还可以实现子站和主站之间的通讯，及时了解设备的运行情况，对设备进行远程维护，满足异地用户的要求(可选功能)。4. 装置具有控制输出功能，可与断路器跳闸回路相连，实现选线后的故障切除，也可与自动重合闸结合，实现选线后的自动消弧和进一步确认(可选功能)。5. 适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地和经高阻接地等接地方式。适用于母线加装消弧装置的系统。适用于不同电压等级(66kV、35kV、10kV、6kV、3kV)的系统。6. 装置能准确识别直接接地、经电阻接地、经弧光接地、间歇性弧光接地等复杂的故障类型，在现场工作人员的配合下可以解决不同线路两点同相接地故障问题。7. 选线装置具有自检功能，死机自恢复功能。并能监视各线路出口处一次接地电容电流和各段母线零序电压。8. 选线装置具有与远动装置的接口功能。可以提供遥信无源节点、标准RS232、485、422串口接口。装置采用标准CDT规约。9. 装置根据各段母线的零序电压变化自动判断系统运行方式，即各段母线并列运行或是分段运行。10. 装置能够自动判断接入零序电压、电流信号的极性接反情况，保证选线的正确性。11. 装置能够对各条线路的瞬时接地和永久接地次数进行统计，为分析线路的运行状况提供依据。选线原理：本装置采用多种方法进行故障选线，每种方法都针对信号的具体特点，不同方法之间具有互补性。1. 智能型比幅比相法智能型比幅比相方法的基本原理是：对于中性点不接地系统，比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰和有效域方面存在一定的缺陷。智能型的比幅比相方法采用Butterworth数字滤波器，对信号进行有效的数字滤波处理，提取出了更可靠的信号成分，提高了选线正确性。2. 谐波比幅比相法谐波方法的基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，对谐波分量来说消弧线圈处于欠补偿状态，如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。谐波选线方法采用有效的数字滤波手段，提取出能量最高的谐波频带范围，避免了提取单一谐波频率而导致的误差。3. 小波法小波分析是一门现代信号处理理论与方法，它能有效地分析变化规律不确定和不稳定的随机信号，能够从信号中提取到局部化的有用成分。小波选线方法利用单相接地故障产生的暂态电流和谐波电流作为选线判断的依据。由于小电流接地电网单相接地故障等值电路是一个容性通路，故障的突然作用在电路中产生的暂态电流通常很大。特别是发生弧光接地故障或间歇性接地故障情况下，暂态电流含量更丰富，持续时间更长。暂态电流满足在故障线路上的数值等于在非故障线路上数值之和且方向相反的关系，可以用来选线。由于电网中的暂态信号呈随机性、局部性和非平稳性特点，因此利用暂态信息选线的主要困难是，如何准确地提取有用的暂态信号、如何合理地表示信号并构造出能适应信号特点的选线判据。我们提出的小波选线方法很好地解决了这些问题，使暂态信号得到了充分利用。小波选线方法的优点是，第一、该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。第二、该方法特别适应于故障状况复杂、故障波形杂乱的情况，这与稳态量选线方法形成优势互补。4. 首半波法小电流接地电网单相接地故障产生的暂态电流虽然很复杂，但是发生故障的最初半个周波内，一定满足故障线路零序电流与正常线路零序电流极性相反的特点，因此可以通过比较首半波的零序电流极性进行故障选线，该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。5. 有功分量法、能量法这两种方法的原理相同，对于中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈智能补偿零序电流的无功分量，不能补偿零序电流的有功分量，因此故障线路的零序电流的有功分量与正常线路极性相反，可以用这个特点进行选线。由于有功分量的含量较小，所以装置采用零序电流与零序电压的乘积，即零序能量来度量零序电流的有功分量，实际上是把有功分量进行了累加，零序能量最大的线路就是故障线路。6. 有效域技术对于不同的故障信号特征，各种选线方法都有一定的适用条件。当适用条件满足时，该选线方法选线结果一定正确，否则，选线结果可能出现错误。我们称选线方法能够可靠选线的适用条件为该方法的充分性条件，满足充分性条件的故障区域，称为该选线方法的有效域。本装置通过粗糙集理论对每一种选线方法都界定了有效域，当一个故障落在某方法的有效域内时，该方法对该故障的选线结果一定是正确的，否则给这种方法的选线结果乘以一个系数w(0w1)。应用证据理论把这些信息组合起来，使最终选线结果反映了各种方法共同的支持点，选线结果非常可靠。7. 连续选线技术连续判断技术是针对小电流接地系统单相接地故障中故障信号微弱、容易受干扰的特点而采取的技术措施。该技术不完全依赖于一次判断的结果，而是综合考虑全过程的情况。装置在故障没有消失的情况下每隔1秒钟重复进行选线计算，直至故障消失，这样可以有效地排除少数几次误判。LT-XDLJ系列小电流系统接地微机选线装置其原理利用了小电流系统发生单相接地时零序电流相对幅值与相对相位的关系，放弃了以往装置的绝对整定值概念从而克服了系统运行方式多变、接地电流小而引起的误判, 当系统发生单相接地时可迅速、准确地判断出故障线路号，准确率达100%。2. 小电流接地选线装置装置的特点与主要技术指标2-1 特点:2-1-1 不需要整定、调试简单、维护量小；2-1-2 适用范围广,长短线不限、并联运行的出线数不限；2-1-3 可区分线路接地和母线接地；2-1-4 能迅速消除铁磁谐振，并判明其频率及幅值；2-1-5 分析速度快。被测线路出现接地故障时，能在1秒内得出分析结果。2-2 小电流接地选线装置适用泛围：本装置适用于0.38kV66kV中性点不接地或经消弧线圈接地以及中性点经电阻接地的电力系统。并且无论是金属性接地、还是电阻性接地均能准确的选出接地线路号，而不受出线形式（架空线和电缆线）限制。2-3 小电流接地选线装置技术指标2-3-1 电压等级：12个；2-3-2 母线段数：14段；2-3-3 出线配置：12路、28路、36路2-3-4 远动输出：分并行方式（开关量输出）和串行通讯方式（RS232、RS422和RS485接口）供用户选择；2-3-5 接地外报警接点输出：常开接点DC 220V/0.5A；2-3-6 工作电源：AC 100V250V 50Hz1；2-3-7 环境温度: 10 +40（特殊要求可做到-40 +85）；2-3-8 环境湿度: 不大于90%RH；2-.装置灵敏度: 零序电压达到5V(通常设定在30V)以上、零序电流超过mA时，即可启动装置准确选线。ZH-WXJ型微机小电流系统接地选线装置 首次把小波变换原理应用到小电流接地选线装置，多种判据并存，并采用高精度零序电流互感器，硬件电路严格按照继电保护装置的要求来设计、制造及检测。研制出ZH-WXJ型小电流接地选线装置，解决了多年来困扰用户的难题。二、装置功能特点本装置与国内其它厂家产品相比，具有如下特点：2.1在国内同类产品中首次采用小波变换原理处理数字信号。小波变换是本世纪数学发展史上里程碑式的进展，是在傅利叶变换基础上发展起来的新的信号处理方法，它克服了傅利叶变换不能对信号同时进行时频局部化分析的局限性，具有很强的提取信号特征的能力，尤其对暂态突变信号或微弱变化信号的处理表现出明显的优势； 2.2 硬件电路严格按照继电保护装置的要求来设计、制造及检测。采用双cpu微处理器及高速高精度A/D转换芯片，系统的集成度及采样频率大大提高；PT、CT采样回路分离，消除了调整放大倍数时相互之间的牵连；2.3 采用采样锁相同步电路，提供采样点信号的时间基准，当系统频率变化时，采样点间隔随之变化，保证每周波采样点数不变，从而保证了数据采集精度；2.4 采用相对原理，无须定值设定，因此该装置不受运行方式及接地过渡电阻的影响；2.5 适用范围广：适用于中性点不接地、经消弧线圈接地、经高阻接地系统；适用于架空线、电缆线系统，线路长短不限，并联运行的出线数不限；2.6 带方向性：可区分线路和母线接地；2.7 可交、直流供电，保证装置工作不受供电电源的影响；2.8 操作面板设计大大简化，采用大屏幕宽温蓝屏液晶，汉化显示，采用液晶定义的软键盘设计，直观、明了、操作方便；2.9 本产品可通过菜单选择通信接口的波特率及相应参数，随机带通信规约；2.10 可记忆20次接地故障信息，装置掉电后信息不丢失；2.11 完善的自检、自调试及自适应功能。三、装置工作原理小电流发生单相接地时，接地电流是分布电流，数值很小，故障特征不明显，这是造成选线困难的原因所在。通过分析单相接地的故障特征，我们可以得出以下结论：1）零序电压上升至相电压值；2）非故障线路的零序电流数值上等于本身对地的电容电流，方向由母线流向线路，即零序电流Icz的相位超前零序电压 U0 约 90；3）故障线路的零序电流数值上等于所有非故障线路的零序电流之和，由线路流向母线，即零序电流Ijd相位滞后于零序电压U0 约90；4）以上三点不受运行方式、负荷、接地电阻的影响；5）对于中性点经消弧线圈接地的系统，由于消弧线圈在单相接地时能提供对地感性电流，因此电流分布发生重大变化，但零序电流五次谐波分量的分布规律同消弧线圈系统一样，这是因为当补偿基波时L1/C（近似），在五次谐波时5L1/5C，因此可以认为消弧线圈对五次谐波没有影响。3.1 无消弧线圈系统的接地判据 3.1.1 I0大小判别：因为此时故障线路的故障（零序）电流 Ijd 为全系统的电容电流之和Ic减去本线路电容电流 Icz，非故障线路的零序电流为本线路电容电流 Icz。取全部线路中电容电流最大的三条线路作为接地线路选择对象，并进行下面判别。3.1.2 I0 的方向判断：故障线路零序电流Ijd相位滞后于零序电压U0 约90；非故障线路零序电流Icz的相位超前零序电压 U0 约 90；Ijd与所有其它线路的Icz方向相反，相对的相角允许误差在85之间。接地故障（零序）电流Ijd是电容电流，从正常线路起，经测点（零序电流互感器）母线接地线路流向故障点，并接地。在接地线路检测点（零序电流互感器）表现为正方向，在其它正常线路检测点（零序电流互感器）表现为反方向；如果所有线路零序电流均同相且超前U0约90，则为母线接地。3.1.3 零序无功功率判断：以 U0为基准（实轴），将 I0（被测线路的Ijd或Icz）分为：有功分量 Ia与U0同相，无功分量 Ir与 U0垂直，算出无功功率值Qr：对接地线路：Qr0；未接地线路：Qr0。3.2 有消弧线圈系统的接地判据： 对带有消弧线圈的系统，在故障发生时，消弧线圈会将一个电感电流(补偿电流)叠加在故障点流过的电容电流上，使故障点的电容电流被补偿，测得的零序电流Ijd一般是感性电流（过补偿），使接地线路的零序电流也超前于零序电压，与线路的零序电流同方向，用无消弧线圈系统的零序电流方向法，不能判别接地故障线路；本装置采用新判据：判断故障（零序）电流的有功功率方向和零序电流中5次谐波电流的大小、方向，找出接地故障线路：3.2.1 对接地线路：有功功率为Pa0；未接地线路：有功功率为Pa0。3.2.2 对接地线路：5次谐波电流相位滞后于5次谐波零序电压约90；未接地线路：5次谐波电流相位超前于5次谐波零序电压约90。3.3 利用暂态过程的小波分析法：小波分析法利用接地初半波的一段波形。每条线路，由于长短不一，阻抗值不同,导致暂态过程中零序电流所含的谐波分量不同。线路越短，高频分量越多。小波分析法提取某一频率段的谐波分量，各支路的零序电流分布也满足上述结论。其突出的优点是这种分析法能克服消弧线圈和CT不平衡的影响：因为消弧线圈在暂态过程中还未起作用，而CT不平衡电流分量已被滤去（选择频段时去掉基波分量）。ZJD2008新型工控机小电流接地故障选线装置ZJD2008 系列选线装置的技术特点1.ZJD2008 系列选线装置实时采集系统故障信号，应用多种选线方法进行综合选线，具体包括：智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分量法、能量法等。装置通过粗糙集理论确定各种选线方法的有效域，根据故障信号特征自动对每一种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种选线方法融合到一起，最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互补。为了避免故障信号受到干扰而导致误选，装置采用了连续选线方法，每隔一定时间(1 秒)重新采集数据进行分析，只要故障没有消失，装置的选线计算就不停止。2.装置具有故障录波功能，可以提供故障前后的波形，包括故障发生前的一个周期和故障发生后五个周期的波形，可保存现场故障录波数据和选线结果20 万次。装置自动检测，将存满一年的数据自动删除；用户也可以随时删除历史纪录。3.装置具有控制输出功能，可与断路器跳闸回路相连，实现选线后的故障切除，也可与自动重合闸结合。4.适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地和经高阻接地等接地方式；适用于母线加装消弧装置的系统；适用于不同电压等级(66kV、35kV、10kV、6kV、3kV)的系统。5.用户在定货时可依据系统电容电流大小，选择内置电流互感器的一次抽头 ，保证系统电容电流较小时，装置无死区，电容电流较大时，无饱和。6.装置能准确识别直接接地、经电阻接地、经弧光接地、间歇性弧光接地等复杂的故障类型，在现场工作人员的配合下可以解决不同线路两点同相接地故障问题。7.选线装置具有自检功能，死机自动恢复功能，并能监视各线路出去口处一次接地电容电流和各段母线零序电压。8.选线装置具有与远动装置的接口功能，可以提供遥信无源节点、标准RS232、485、422 串口接口。装置采用标准CDT 规约。9.装置根据各段母线的零序电压变化自动判断系统运行方式，即各段母线并列运行或是分段运行。10.对于各种原因导致的意外断电，装置无须值班人员启动，当再次通电时，装置自动启动，给无人值守变电站带来很大的方便。11