五、基本結(jié)構(gòu)及核心元件
本系統(tǒng)采用上下位機構(gòu)成的分布式結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)包括主機、數(shù)據(jù)采集分支器、高精度零序電流互感器三部分。通常，一個變電站只需一臺選線主機和若干臺信號采集分支器以及若干臺零序電流互感器組成一個完整的分布式接地選線系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.選線主機
選線主機是整個系統(tǒng)的指揮控制中心。它主要完成以下任務(wù)：四段相電壓的監(jiān)測，一旦發(fā)生接地故障立即進入故障分析
處理程序；故障分析處理程序：主機讀取各數(shù)據(jù)采集分支器傳來的數(shù)據(jù)，采用模糊理論的方法對數(shù)據(jù)進行分析，得出正確的
選項結(jié)果；管理好人機接口：包括按鍵的處理、液晶顯示畫面的處理、打印機的管理等；通訊處理任務(wù)：包括與各數(shù)據(jù)采集分支器的通訊處理和與外部接口的通訊處理；為了實時并行處理，以上多任務(wù)嵌入了RTX_51實時操作系統(tǒng)，以保證各任務(wù)之間的協(xié)調(diào)配合。選線主機可同時管理接入戶內(nèi)式分支器30只，戶外式分支器90只；所有分支器與主機間的數(shù)據(jù)通訊都并聯(lián)在同一根4芯電纜線上，零序電流互感器套裝在被測高壓線上，分支器的跳閘繼電器輸出接口可與高壓開關(guān)的跳閘回路連接，4段母線PT的二次電壓回路與主機的PT接線端子連接，中文顯示的液晶屏、打印機、7個按鍵在前面板上，RS485通訊接口和繼電器的無源接點輸出可與電力綜合自動化微機保護聯(lián)接。
2.數(shù)據(jù)采集分支器
每只數(shù)據(jù)采集分支器都有一個單片機（工業(yè)級小電腦），其作用是對來自于零序電流互感器的信號進行預(yù)處理，正常情況下其對各分支的零序信號進行檢測并保持對數(shù)據(jù)緩存區(qū)數(shù)據(jù)的刷新，而故障狀態(tài)時則對故障信息進行預(yù)處理，處理完的信息再送選線主機，從而大大減輕了主機負(fù)擔(dān)，提高了選線的時效性。
3.高精度零序電流互感器
為了更好地保證選線效果，我們自行研發(fā)了高精度的LXMZ-10型母線式零序電流互感器和LXMZ-10W型戶外母線式零序電流互感器。由于互感器的不平衡電流非常小，且靈敏度又很高，可使保護、選線裝置的可靠性大大提高。
六、工作過程
正常情況下，主機實時監(jiān)控各母線段的各相電壓并進行數(shù)據(jù)的刷新與跟蹤分析，保持正常狀態(tài)下的顯示畫面，而數(shù)據(jù)采集分支器也同時進行各路零序電流的實時監(jiān)控。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，由于系統(tǒng)中性點的偏移，必然造成各相電壓的異常，主機監(jiān)控到這種異常后立即向各路數(shù)據(jù)采集分支器發(fā)送廣播命令，使各路數(shù)據(jù)采集分支器立即進入異常狀態(tài)處理程序，其處理過程是首先按比幅比相的方法對數(shù)據(jù)采集分支器采集的三路信號進行預(yù)處理分析并提取其中的特征變量，然后將可能性較大的回路數(shù)據(jù)上傳給主機，而可能性極小的回路數(shù)據(jù)丟棄，這樣可以減輕主機的負(fù)擔(dān)，提高分析效率。主機稍后就讀取各路數(shù)據(jù)采集分支器的相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)各路數(shù)據(jù)采集分支器傳送上來的接地前后的暫、穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)及特征變量，采用“基波比幅比相算法”等多種理論分析方法進行分析，再用模糊推論的方法對多重判據(jù)的選線數(shù)據(jù)進行綜合判斷，最后得出正確的選線結(jié)果。該裝置還提供了與其他綜合自動化裝置的接口，以便將選線結(jié)果傳遞給綜自并通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上傳調(diào)度中心。
七、應(yīng)用實例
DJDX_08分布式接地選線系統(tǒng)于2008年研發(fā)成功，目前在湖北襄陽地區(qū)應(yīng)用較多，到目前為止已安裝投運了67套，在湖北咸寧、荊門、十堰等地也有使用。
1.老河口供電公司光化變電站
2011年11月20日光化變電站分布式小電流接地選線系統(tǒng)投入運行，此系統(tǒng)在投入運行的一年多期間共發(fā)出103次接地報警信號，伴有警鈴響，顯示并上傳了接地線路和接地相別。絕大部分屬于瞬間接地，沒有做任何操作故障能夠自動消除。共有5次操作開關(guān)后，接地信號消失；有2次速斷跳閘后，信號消失。接地線路和接地相別均能正確顯示出來。
2.咸寧通城供電公司110kV麥?zhǔn)凶冸娬?br />
110kV麥?zhǔn)凶冸娬就哆\于2002年11月，采用某公司的小電流接地選線裝置，由于選線效果不佳，后棄用。2011年采用DJDX-08型小電流接地選線裝置，近一年發(fā)生接地故障17次，裝置正確動作15次，選線準(zhǔn)確率達88.2%。其中發(fā)生2次不正確動作情況，后經(jīng)廠家現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)其中一個分支器損壞，更換后恢復(fù)正常。更換后共發(fā)生接地故障4次，均正確動作。
3.咸寧嘉魚縣供電公司110kV潘灣變電站
嘉魚縣供電公司110kV潘灣變電站投運于1970年7月。該站屬于戶內(nèi)電纜式架空出線、中性點不接地的系統(tǒng)，共有9條出線。2005年以前采用某知名公司的小電流接地選線裝置。由于選線效果不太理想，2005年11月開始采用常規(guī)燈泡和警鈴的方式告警，人工選跳線路方式解除接地故障。
該站又在2012年9月16日安裝使用了一套DJDX－08型“分布式單相接地故障電腦綜合選線裝置”。運行三個月選線裝置共記錄了發(fā)生單相接地的情況9次，其中經(jīng)過巡線核查和停電處理證實過的金屬性接地的情況有8次，告警自行恢復(fù)1次。每次發(fā)生單相接地時，DJDX－08型裝置的音響和燈光會立即報警，液晶屏上顯示接地的線路、接地相別、接地發(fā)生時間和持續(xù)時間，同時把接地信息上傳到后臺機和調(diào)度室，實現(xiàn)了無人值班變電站的遠程控制。另有1次屬于瞬間接地的情況，沒有進行處理接地故障就自動消失。
對于較復(fù)雜的接地故障，該系統(tǒng)也能正確判斷告警。例如在11月6日記錄保存了不同母線段上的兩條線路同時發(fā)生接地故障的情況。當(dāng)?shù)谝粭l線路先發(fā)生接地時，選線裝置發(fā)出了音響燈光報警，同時把接地信息傳到了后臺和調(diào)度室。當(dāng)時調(diào)度室和變電站值班員決定先觀察一下，看故障能否自動消失；過了10分鐘左右，裝置上另一段母線上發(fā)出了線路接地的報警，調(diào)度室下達了斷開兩條故障線路的命令。斷開兩條線路后，裝置報警分別消失，同時自動打印出了兩條線路的接地信息。后經(jīng)巡線人員證實，這兩條線路都屬于刮風(fēng)導(dǎo)致其中一相碰到樹枝引起的間接性接地。裝置判斷出來的接地線路和相別與實際一致。
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