SH-GX小电流接地选线装置

一、概述

1. 小电流接地系统

小电流接地系统（也即中性点非有效接地系统）是指中性点不接地或经消弧线圈接地的电力系统，我国110kV以下系统大部分采用这种接地方式。小电流接地系统在发生单相接地故障时故障电流较小，能够带故障运行一段时间(规程允许带故障运行2小时)，但是单相接地故障将引起正常相电压升高，过电压危害绝缘,有可能导致绝缘击穿造成故障扩大。供配电系统故障统计表明，单相接地故障发生的概率占66%以上，因此迅速确定单相接地的故障线路，对供配电系统的运行意义重大。

二、小电流选线装置

80年代末，90年代初，市场上出现了以单片机为硬件架构的小电流选线装置，曾经风靡一时，得到过广泛的推广和应用。但由于早期选线理论和技术上的局限，这种选线装置灵敏度和准确率都不高。虽然目前市场上还有不少厂家在做单片机的小电流选线装置，但对用户来说，作用不大（用不用都是可以的）。

近几年来，又出现了以工控机为硬件架构的新一代选线装置。由于这种装置应用了多种选线技术，硬件结构稳定坚强，使选线技术有了质的飞跃，发展势头很猛。但由于这种装置价格昂贵，对于一些出线较少、资金配置较少的变电站（如农网项目）很难进一步推广。

3. 关于SH-GX系列产品

保定盛辉光电科技有限公司的股东们在创业以前，都有长期从事小电流选线产品的销售和技术工作的经历，对小电流选线产品有很深入的了解。我们在研究了市场上各种小电流选线装置的基础上，推出了“SH-GX型小电流接地系统单相接地故障选线装置”，该装置主要以台湾厂家OEM的工控机为硬件架构，采用了综合选线技术。综合选线技术将多种选线方法有机地融为一体，充分发挥各种方法的互补优势，能适应变化多端的单相接地故障。克服了小电流选线产品存在的选线方法单一、不能适应各种复杂的接地故障类型的问题，产品挂网运行的实践已经很清楚地证明，SH-GX型小电流接地系统单相接地故障选线装置选线正确率达到99%以上，完全满足现场的要求。

为了满足更多用户的需求，能使小电流选线装置在农网项目广泛推广，我公司又投入大量资金，联合国内多名嵌入式系统和小电流选线方面，将工控机选线装置的技术进行移植，一起研发了以32位 ARM芯片为核心的SH-GX高性能低功耗嵌入式小电流选线装置。

二、SH-GX选线装置的机电参数

1. 装置电源额定工作电压：交流、直流220V。

2. 工作环境温度：-20oC～70oC。

3. 装置功耗：<15w。<>

4. 接入装置的母线PT二次零序电压：交流0-150V。

5. 接入装置的线路CT二次零序电流：交流2mA-2A。

6. 装置动作启动电压：交流1－100V可调（默认设置交流15V）。

7. 选线电压测量精度：0.2%。

8. 选线电流测量精度：0.2%。

9. 装置完成一次综合选线时间：80ms。

10. 开关量输出常开触点容量：交流250V,5A;直流30V，5A。

11. 同RTU和综自站通信方式：硬节点和串接 RS232、485，通信规约采用标准CDT规约。

三、SH-GX选线装置的技术特点

1. SH-GX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，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1000次。

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. 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。

6. 选线装置具有自检功能，死机自动恢复功能，并能监视各线路出口处一次接地电容电流和各段母线零序电压。

7. 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串口接口。装置采用标准CDT规约。

8. 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。

9. 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。

四、硬件配置

1、SH-GX系列选线装置总体架构

● SH-GX小电流接地选线装置主要采用32位ARM芯片为硬件架构，适合于应用在强烈震动或多尘的工业现场。机身为标准4U机箱。

● 本装置由底板、主板、PT/CT滤波板、数据采集卡、开关量输出板、交、直流电源、液晶大屏幕、键盘、金属机箱等组成，安装在密闭的机箱中。各种卡、板采用后插拔式即插即用型设计，整套设备集中、紧凑、密封性好、扩展性强、便于维护。

● 前板配有5.7”液晶大屏幕、功能按键、底板、主板、电源等部件均在苛刻的工业环境下经过严格的测试，产品在电力、石化、冶金、煤炭等行业都有长期良好的运行记录。

● 处理器采用180MHZ以上CPU，其它芯片采用市场上通用的工业级芯片和线路板。

● 虽然高性能低功耗嵌入式运行非常稳定，但是SH-GX系统仍然配备看门狗电路，死机自恢复，确保高性能低功耗嵌入式更加连续稳定运行。

● 系统采用Linux操作系统，可靠性高，具有人机对话功能，易于操作人员掌握使用。

2、CT/PT滤波板

SH-GX高性能低功耗嵌入式选线装置的CT/PT滤波板使用的主要元件已经过多年的现场考验，与SH-GX工控机型装置使用的元件是一样的。小电流接地系统的母线零序电压信号和各条线路的零序电流信号经过现场的PT和CT变换后输入高精度CT/PT滤波板，经低通滤波器滤波后变换为平滑的电压信号送至A/D卡。

3、开关量板

16路开关量输出

开关量板多可以提供32路大驱动容量开关量输出，每路输出有1000的高电压隔离，集电极开路电压达到40，输出通道带有D型锁存器，有感性负载二极管保护回路，可以适用于现场的多种应用。通道信号以继电器常开接点形式输出。开关量输出根据用户需要选配。