一种接地极线路在线故障检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种接地极线路在线故障检测系统，包括第一至第三阻断电容器、阻断电抗器、注入电容器、注入电抗器、第一至第三信号接口装置、第一信号发生、接收、处理和判断装置、耦合电抗器、第一至第二耦合电容器、第二信号发生、接收、处理和判断装置、匹配电阻器和阻断滤波器。此系统通过在原阻抗法原理基础上增加了时域反射法原理，在阻抗法检测出故障后可以通过时域反射法来完成故障的准确定位工作，将大大降低查找故障位置的难度。与只配置阻抗法的现有技术相比，可以在检测到故障的同时进行准确故障定位。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于高压直流输电
，特别涉及一种接地极线路在线故障检测系统。
技术介绍
直流输电系统中为了钳制换流站直流侧电位和为直流输电单极大地运行模式电流提供通道，节省线路投资，大多数直流输电系统均会设置接地极。由于接地极的设置有特殊要求，所以该接地极一般离换流站有几十公里的距离，典型的距离为20-100公里。换流站内设备通过线路和接地极相连接，该部分线路就称为接地极线路。接地极线路具有如下特点：1、在直流单极大地回线时会流过负荷电流，一般为300A到6000A；2、在直流单极金属回线和双极大地回线平衡运行时，由于接地极只作为直流侧的电位参考点，在接地极线路中没有电流流过。为了同时兼顾这两种情况下的在线故障监测，特别是第二种运行情况下，目前直流工程上一般配置了单独的基于阻抗法的故障监测系统。专利EP0360109ElectrodeLineProtectiveDevice和CN201320353620“一种直流输电接地极线路在线故障检测系统”中均描述了该系统的构成和工作原理。但基于阻抗法的故障检测系统只能监测是否存在故障，无法实现准确的故障定位。目前成熟的行波故障测距定位系统可以进行故障定位，但是其为被动式的系统，需要监测线路上本身存在电压或电流。因此，当接地极作为直流场的电位参考点时，接地极线路中没有电流流过，无法直接在接地极线路中应用行波故障测距定位系统。在通讯领域或电线电缆离线故障定位领域，较多的采用了时域反射法，其原理是主动向被测对象上发送高频脉冲，通过检测注入脉冲的反射信号的变化来判断是否发生故障并定位故障，如中国专利CN200510116787.9传输线路的时域反射测试方法及装置就描述了时域反射法的一个在电线故障定位的应用，该原理目前在直流输电的接地极线路上鲜有使用。
技术实现思路
本技术的目的，在于提供一种接地极线路在线故障检测系统，通过在原阻抗法原理基础上增加时域反射原理来完成监测故障后的故障定位工作，大大降低查找故障位置的难度。为了达成上述目的，本技术的解决方案是：一种接地极线路在线故障检测系统，包括第一至第三阻断电容器、阻断电抗器、注入电容器、注入电抗器、第一至第三信号接口装置、第一信号发生、接收、处理和判断装置、耦合电抗器、第一至第二耦合电容器、第二信号发生、接收、处理和判断装置、匹配电阻器和阻断滤波器，其中，第一阻断电容器和阻断电抗器并联后，一端连接双极区设备，并联的另一端共同经由注入电容器连接注入电抗器的一端，注入电抗器的另一端经由第一信号接口装置连接第一信号发生、接收、处理和判断装置；第一阻断电容器和注入电容器的连接端与耦合电容器的一端连接，耦合电容器的另一端经由第二阻断电容器连接第二信号接口装置的一端，第二信号接口装置的另一端连接第二信号发生、接收、处理和判断装置；所述第二信号发生、接收、处理和判断装置连接第三信号接口装置，第三信号接口装置还分别连接第一耦合电容器、第二耦合电容器的一端，第一耦合电容器、第二耦合电容器的另一端分别连接接地极线路的两端，耦合电抗器的另一端同时连接接地极线路的两端；第三阻断电容器、匹配电阻器和阻断滤波器相并联后，一端连接接地极线路的两端，另一端接地。上述第一、第三阻断电容器的电容值均为65nF。上述阻断电抗器的电抗值是2mH。上述注入电容器的电容值为9.54nF。上述注入电抗器的电抗值为13.64mH。采用上述方案后，本技术在原阻抗法原理基础上增加了时域反射法原理，在阻抗法检测出故障后可以通过时域反射法来完成故障的准确定位工作，将大大降低查找故障位置的难度。与只配置阻抗法的现有技术相比，可以在检测到故障的同时进行准确故障定位。阻抗法的工作原理是在工作时信号发生、接收、处理和判断装置14产生高频信号，通过信号接口装置11e、注入电抗器11d、注入电容器11c将高频谐波信号注入接地极线路，信号发生、接收、处理和判断装置14通过接口装置11e检测注入信号的电压电流，从而间接检测接地极线路的阻抗变化，如果检测的阻抗变化超出了阻抗死区范围，经过一定时延检测的阻抗依然异常，则检测出接地极线路发生故障，信号发生、接收、处理和判断装置14发出接地极线路异常报警信号。时域反射法(共模)的工作原理是在工作时信号发生、接收、处理和判断装置15定时产生高频脉冲信号(微秒级宽度)，通过信号接口装置12c、耦合电容器12b，将高频脉冲信号以共模方式注入接地极线路，信号发生、接收、处理和判断装置15检测注入信号与注入信号的反射信号的时间间隔来检测是否故障及故障的具体位置。时域反射法(差模)的工作原理是在工作时信号发生、接收、处理和判断装置15定时产生高频脉冲信号(微秒级宽度)，通过信号接口装置13c、耦合电容器13a、13b，将高频脉冲信号以差模方式注入接地极线路，信号发生、接收、处理和判断装置15检测注入信号与注入信号的反射信号的时间间隔来检测是否故障及故障的具体位置。附图说明图1是本技术的整体架构图。具体实施方式以下将结合附图，对本技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，本技术提供一种接地极线路在线故障检测系统，包括阻断电容器11a、阻断电抗器11b、注入电容器11c、注入电抗器11d、信号接口装置11e、信号发生、接收、处理和判断装置14、耦合电抗器12a、阻断电容器12b、信号接口装置12c、信号发生、接收、处理和判断装置15、耦合电容器13a、耦合电容器13b、信号接口装置13c、阻断电容器31、匹配电阻器32和阻断滤波器33，其中，阻断电容器11a和阻断电抗器11b并联后，一端连接双极区设备，并联的另一端共同经由注入电容器11c连接注入电抗器11d的一端，注入电抗器11d的另一端经由信号接口装置11e连接信号发生、接收、处理和判断装置14；阻断电容器11a和注入电容器11c的连接端与耦合电抗器12a的一端连接，耦合电抗器12a的另一端经由阻断电容器12b连接信号接口装置12c的一端，信号接口装置12c的另一端连接信号发生、接收、处理和判断装置15；所述信号发生、接收、处理和判断装置15连接信号接口装置13c，信号接口装置13c还分别连接耦合电容器13a、耦合电容器13b的一端，耦合电容器13a、耦合电容器13b的另一端分别连接接地极线路2的两端，耦合电抗器12a的另一端同时连接接地极线路2的两端；阻断电容器31、匹配电阻器32和阻断滤波器33相并联后，一端连接接地极线路2的两端，另一端接地。本技术一种接地极线路在线故障检测系统，同时包括阻抗法和时域反射法两种故障检测原理，其中，阻抗法原理使用的部分为位于换流站1内的阻断电容器11a、阻断电抗器11b、注入电容器11c、注入电抗器11d、信号接口装置11e、信号发生、接收、处理和判断装置14，位于接地极3的阻断电容器31、匹配电阻器32和阻断滤波器33；时域反射法(共模)使用的部分为位于换流站1内的耦合电抗器12a，阻断电容器12b，信号接口装置12c，信号发生、接收、处理和判断装置15；时域反射法(差模)使用的设备为位于换流站1内的耦合电容器13a、13b，信号接口装置13c，信号发生、接收、处理和判断装置15。其中，时域反射法有共模和差模两种实现方式，可以同时实现，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接地极线路在线故障检测系统，其特征在于：包括第一至第三阻断电容器、阻断电抗器、注入电容器、注入电抗器、第一至第三信号接口装置、第一信号发生、接收、处理和判断装置、耦合电抗器、第一至第二耦合电容器、第二信号发生、接收、处理和判断装置、匹配电阻器和阻断滤波器，其中，第一阻断电容器和阻断电抗器并联后，一端连接双极区设备，并联的另一端共同经由注入电容器连接注入电抗器的一端，注入电抗器的另一端经由第一信号接口装置连接第一信号发生、接收、处理和判断装置；第一阻断电容器和注入电容器的连接端与耦合电容器的一端连接，耦合电容器的另一端经由第二阻断电容器连接第二信号接口装置的一端，第二信号接口装置的另一端连接第二信号发生、接收、处理和判断装置；所述第二信号发生、接收、处理和判断装置连接第三信号接口装置，第三信号接口装置还分别连接第一耦合电容器、第二耦合电容器的一端，第一耦合电容器、第二耦合电容器的另一端分别连接接地极线路的两端，耦合电抗器的另一端同时连接接地极线路的两端；第三阻断电容器、匹配电阻器和阻断滤波器相并联后，一端连接接地极线路的两端，另一端接地。

【技术特征摘要】
1.一种接地极线路在线故障检测系统，其特征在于：包括第一至第三阻断电容器、阻断电抗器、注入电容器、注入电抗器、第一至第三信号接口装置、第一信号发生、接收、处理和判断装置、耦合电抗器、第一至第二耦合电容器、第二信号发生、接收、处理和判断装置、匹配电阻器和阻断滤波器，其中，第一阻断电容器和阻断电抗器并联后，一端连接双极区设备，并联的另一端共同经由注入电容器连接注入电抗器的一端，注入电抗器的另一端经由第一信号接口装置连接第一信号发生、接收、处理和判断装置；第一阻断电容器和注入电容器的连接端与耦合电容器的一端连接，耦合电容器的另一端经由第二阻断电容器连接第二信号接口装置的一端，第二信号接口装置的另一端连接第二信号发生、接收、处理和判断装置；所述第二信号发生、接收、处理和判断装置连接第三信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建锋，陈玉林，汪涛，李响，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32