CN104730413A - 配电网线路单相接地分布式定位方法及其*** - Google Patents

Abstract

一种配电网线路单相接地分布式定位方法及其***，其中，所述方法包括如下步骤A、单相接地故障时，故障指示器采集故障信息，选线装置检测接地线路并向接地线路上的故障指示器发出召唤指令；B、故障指示器接收到召唤指令后，向选线装置发送故障信息；C、选线装置分析故障信息后，对满足动作条件的故障指示器发送翻牌指令，相应的故障指示器翻牌。通过先选线后定位的方法，有效的提高故障定位能力，减少误动拒动，节省功耗，延长设备使用寿命。另外，将选线和定位一体化***解决方案，可以减少和简化管理流程，减少运维成本。

Description

配电网线路单相接地分布式定位方法及其***

技术领域

本发明涉及配电网故障检测技术领域，尤其涉及配电网线路单相接地分布式定位方法及其***。

背景技术

现有的配电网线路故障监测及定位技术一般用于反应配网线路相间短路故障和单相接地故障。其在配电网***运行中发挥着非常重要的作用，能够帮助用户快速有效地查找和排除线路故障点，恢复供电，保障生产运行。配电网故障点定位准确性和检测可靠性是故障定位技术核心要求。在现有技术中的短路故障定位技术可靠性比较接近微机保护动作可靠性，基本能够满足运行要求。但是现有检测定位技术对单相接地故障定位应用效果较差，误动拒动比较多。其原因在于：首先，接地故障下，接地电流小，持续时间短，硬件要求很高的采样率；而现有故障指示器由于安装在户外线路上，取电困难，设备功耗被严格限制，无法连续工作，采样率不能保证。其次，故障指示器只采集本线路信号，用于定位分析的信号源单一，定位判据粗糙。最后，故障指示器动作门槛设置困难，且相互孤立，一次接地故障，非接地线路的多个故障指示器可能会同时动作，影响判断。

因此，现有技术还有待发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供配电网线路单相接地分布式定位方法及其***，旨在解决现有配电网故障检测技术检测单相接地故障时定位的可靠性差，误动拒动较多的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种配电网线路单相接地分布式定位方法，其中，所述方法包括如下步骤A、单相接地故障时，故障指示器采集故障信息，选线装置检测接地线路并向接地线路上的故障指示器发出召唤指令；B、故障指示器接收到召唤指令后，向选线装置发送故障信息；C、选线装置分析故障信息后，对满足动作条件的故障指示器发送翻牌指令，相应的故障指示器翻牌。

所述的配电网线路单相接地分布式定位方法，其中，所述步骤B具体包括：若在故障指示器未上传故障信息完毕前，故障信号已消除，选线装置停止操作，不进行故障分析。

所述的配电网线路单相接地分布式定位方法，其中，所述步骤A具体包括：若在发生单相接地故障后，故障指示器未启动，则故障指示器在收到召唤信息后，启动并采集故障信息。

所述的配电网线路单相接地分布式定位方法，其中，所述步骤A具体包括：若选线装置检测为母线故障，则不发送召唤指令。

所述的配电网线路单相接地分布式定位方法，其中，在所述配电网的电缆***中采用L型短路故障指示器、N型接地故障示器；在所述配电网的架空线路***中采用LN型短路故障指示器。

一种配电网线路单相接地分布式定位***，其中，所述***包括：用于检测及采集单相接地故障的故障指示器，用于检测单相接地故障时的接地线路的选线装置，用于传输召唤指令、故障信息、翻牌控制指令的通信装置，所述选线装置还用于，发送召唤指令使故障指示器上传故障信息，并分析故障信息，控制故障指示器翻牌；所述故障指示器与选线装置通过通信装置进行通信连接。

所述的配电网线路单相接地分布式定位***，其中，所述选线装置还用于，在故障指示器未上传故障信息完毕前，故障信号已消除时，停止操作，不进行故障分析。

所述的配电网线路单相接地分布式定位***，其中，所述故障指示器还用于，当自身未启动，接收到召唤指令时，启动并采集故障信息。

所述的配电网线路单相接地分布式定位***，其中，所述选线装置还用于，当检测到所述单相接地故障为母线故障时，不发送召唤指令。

所述的配电网线路单相接地分布式定位***，其特征在于，所述故障指示器具体包括L型短路故障指示器、LN型短路故障指示器及N型接地故障示器。所述LN型短路故障指示器用于配电网的架空***，所述L型短路故障指示器及N型接地故障示器用于配电网的电缆***。

有益效果：本发明提供的提供配电网线路单相接地分布式定位方法及其***，结合小电流接地选线技术，将站内的集中式小电流接地选线装置和站外的分散式故障指示器结合起来。通过先选线后定位的方法，首先利用选线装置的可靠选线功能，为故障指示器缩小故障指示范围，然后对比选线装置和故障指示器提取的故障信息，集中数据分析，实现联合选线和故障点定位，有效的提高故障定位能力，减少误动拒动，节省功耗，延长设备使用寿命。另外，将选线和定位一体化***解决方案，可以减少和简化管理流程，减少运维成本，可以从整体上解决选线和定位，统一采购和工程实施，进一步降低设备成本。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的配电网线路单相接地分布式定位方法的方法流程图。

图2为本发明较佳实施方式的配电网线路单相接地分布式定位方法的方法流程图。

图3为本发明配电网线路单相接地分布式定位方法的峰值检测电路检测第一参数示意图。

图4为本发明配电网线路单相接地分布式定位方法的峰值检测电路检测第二参数示意图。

图5为本发明配电网线路单相接地分布式定位方法的峰值检测电路检测第三参数示意图。

图6为本发明配电网线路单相接地分布式定位***的***结构图。

具体实施方式

本发明提供一种配电网故障检测方法及其***。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的配电网线路单相接地分布式定位方法的具体实施例，所述方法包括如下步骤：

S100、判断是否为单相接地故障，若是，执行步骤S300，若否，执行步骤S200。

S200、故障指示器执行对应操作。

所述对应操作是指现有技术中故障指示器检测，定位非单相接地故障，例如相间短路接地故障的操作。其具体为现有技术，在此不作赘述。

S300、故障指示器采集故障信息，选线装置检测接地的线路并向接地线路上的故障指示器发出召唤指令。

所述选线装置的选线技术可以采用任何合适的选线技术，例如，基于暂态信号的选线技术，其选线准确率可达到90％以上。

S400、故障指示器接收到召唤指令后，向选线装置发送故障信息。

所述故障信息具体可以包括故障量特征，例如接地类型、Vpeak、Id1等。

S500、选线装置分析故障信息后，对满足动作条件的故障指示器发送翻牌指令。

故障信息的分析方法及动作条件的判断为现有技术，需要依据实际使用的故障指示器及配电网设置网络予以确定，在此不作赘述。

S600、故障指示器接收到指令后，执行翻牌操作。

较佳的，可以增设一个外部显示装置，将所述故障具体情况予以显示，所述外部显示装置可以是任何能够兼容故障指示器提供的翻牌信息的信息输出设备，例如显示器，报警器等，信息输出前可以经过转换或者不进行转换，所述报文信息及/或警报信息可以依据实际使用的显示装置及信息处理方式所决定，例如报警声，曲线图表，警示灯闪亮等。

具体的，所述步骤S300具体还包括：若故障指示器未上传故障信息完毕，故障信号已消除时，选线装置停止操作，不进行故障分析。

若在上传过程中，故障信号消除，说明为短时接地故障，配电网可继续运行，无需故障指示器执行翻牌操作。上述设置的步骤，能够有效的减少翻牌动作次数，避免误动。

另外，若同时发生单相接地故障及非单相接地故障，例如相间短路接地故障时，故障指示器同时启动对短路故障判别和单相接地判别，选线装置也会启动选线。由于线路保护装置快速动作跳闸切除故障线路，***可以很快恢复正常。依据上述条件判断，选线装置会判断为短时接地故障，不会向故障指示器发出召唤命令。所以，此类故障会按短路故障流程处理。

更具体的，步骤S300还包括：若选线装置检测为母线故障，则不发送召唤指令。在不发送召唤指令的情况下，故障指示器不会进行翻牌操作，由此可以进一步避免故障指示器的误动。

较佳的是，步骤S400具体包括：单相接地故障时，若故障指示器在未启动状态下收到召唤信息后，启动并采集故障信息。

若在单相接地故障时故障指示器未能启动，说明故障指示器启动元件存在问题。因此，上述设置避免了因启动元件故障导致故障指示器拒动的情况发生。

具体的，在所述配电网的电缆***中采用L型短路故障指示器、N型接地故障指示器；在所述配电网的架空线路***中采用LN型短路故障指示器。

在电缆***中，每个安装点最佳为设置3个L型短路故障指示器以及1个N型接地故障指示器。在架空线路***中，每个安装点最佳为设置安装3个LN型故障指示器。

当然，所述N型故障指示器反应零序电流，测量范围窄，要求在5A～250A范围内，测量精度最佳为达到5％。L型故障指示器反应短路电流，测量范围大，要求在50A～1000A内，测量精度最佳为达到5％。LN型与L型故障指示器相当。

所述故障指示器判断单相接地故障的具体方法可以为：所述故障指示器包括一个峰值检测及比较电路和一个有效值检测电路。峰值检测电路对电流信号的峰值进行实时半周差分检测，并产生输出V0＝Vpeak。所述电路输出值一直保持，直到新的更大峰值出现或接收到复归命令。有效值检测电路正常情况下不工作，被激活后才开始按要求进行检测。

所述故障指示器在软件设置上则包括峰值电流突变启动元件、过流元件、无流元件和第一及第二延时元件，各元件动作条件具体如下：峰值电流突变启动元件(由纯硬件电路完成)：Vpeak>Vset；过流元件：Id1>Iset1；无流元件：Id2<Iset2；Iset2为无流门槛，一般设置为0.5A。第一延时元件：T>Tset1；Tset1为保护跳闸最长延时，一般可以设置为5～8秒；第二延时元件：T>Tset2；其中，Iset1为过流定值，一般按故障点最大短路电流设置；Id1、Id2则为实时计算的电流有效值；Tset为选线装置及网络通讯时间，可以依据实际情况予以确定。

所述故障指示器的具体工作判断逻辑如下：

首先，峰值检测及比较电路为实时工作。当其检测到Vpeak>Vset后，发出指令(即突变元件启动)，激活CPU，开始检测电流有效值Id和计时T，每隔20ms计算一次Id值，并与Iset1、Iset2比较。保存0～60ms内最大电流有效值，记为Id1。

其中，判断为短路接地故障条件为：T<60ms内，任一时刻Id>Iset1；60ms<T<Tset1内，任一时刻Id<Iset2。判为短路接地故障后，故障指示器将接地类型、Vpeak、Id1上传并翻牌。外部显示装置显示故障信息。

当故障指示器记录的参数不满足上述条件时，则说明可能发生单相接地故障。在T<Tset2时间内，若故障指示器接收到选线装置的上召唤命令，则将接地类型、Vpeak、Id1上传至选线装置，并等待翻牌命令。若在Tset2时间内，若故障指示器接收不到选线装置发出的指令，主动复归。

翻牌指令完成后，故障指示器统一由选线装置复归。复归方式可以设置为人为复归和定时复归两种。

应当说明的是，所述故障指示器的每秒计时误差最佳不超过1ms；Id1的检测和计算完成时间应当小于60ms(即在保护跳闸前完成)。选线装置与单个故障指示器每次应答时间T1最佳为少于5s。若某条线路安装有10组共30个故障指示器，每次接地选线装置与故障指示器有两次应答，则反应耗时为30×5×2＝300s＝5分钟。

采用上述结合选线技术的检测方法，只有接地线路上的故障指示器才会接收召唤和翻牌指令，可以避免非接地线路故障指示器误动和拒动，极大的提高了检测的准确性和可靠程度。

如图2所示，为上述的故障指示器具体动作流程图。包括如下步骤：

S1、峰值检测。

S2、保存峰值。

S3、判断Vpeak是否大于Vset，若是，执行步骤S4，若否，则返回步骤S1，继续检测峰值。

S4、启动CPU。

S5、检测获取电流有效值Id和计时，获得时间段T。

S6、判断是否有T<60ms，若是，执行步骤S7，若否，执行步骤S8。

S7、判断是否有Id1>Iset1，若是，执行步骤S9，若否，则返回步骤S1。

S8、判断是否有T<Tset2，若是，执行步骤S81，若否，T复归，返回步骤S1。

S81、等待选线装置的召唤指令，若接收到召唤指令，执行步骤S82，若否，T复归，返回步骤S1。

S83、上传接地类型、Vpeak、Id1上传至选线装置，并等待选线装置的翻牌指令。

S84、接收到翻牌指令后，翻牌，表示接地故障。

S9、判断是否有T<Tset1，若是，执行步骤S10，若否，则返回步骤S1。

S10、判断是否有Id<Iset2，若是，执行步骤S11，若否，则返回步骤S1。

S11、故障指示器将接地类型、Vpeak、Id1上传并翻牌，表示短路故障。

更具体的，所述峰值检测电路采用半周差分方式，即Δi(t)＝i(t)+i(t-10)。如图3及图4所示，采用上述差分方式可以提高抗干扰能力，躲过负荷波动引起的误启动，并且，如图5所示，还可以减少频繁启动，尤其是在弧光接地的情况下。

本发明还提供一种配电网线路单相接地分布式定位***。如图6所示，所述***包括：用于检测及采集单相接地故障的故障指示器100，用于检测单相接地故障时的接地线路的选线装置200。用于传输召唤指令，故障信息，翻牌控制指令的通信装置300。所述***还可以包括一个输出显示装置，例如，显示器400。所述故障指示器一般为每条线路上设置多个，分为数个组。具体如上所述。

所述选线装置还用于，发送召唤指令使故障指示器上传故障信息，并分析故障信息，控制故障指示器翻牌；所述故障指示器与选线装置通过通信装置进行通信连接。具体如上所述。

具体的，所述选线装置还用于，当故障指示器未上传故障信息完毕，故障信号已消除时，停止操作，不进行故障分析。具体如上所述。

较佳的是，所述故障指示器还用于，当自身未启动，接收到召唤指令时，启动并采集故障信息。具体如上所述。

更具体的，所述选线装置还用于，当检测到所述单相接地故障为母线故障时，不发送召唤指令。具体如上所述。

更具体的，所述故障指示器具体包括L型短路故障指示器、LN型短路故障指示器及N型接地故障示器。所述LN型短路故障指示器用于配电网的架空***，所述L型短路故障指示器及N型接地故障示器用于配电网的电缆***。具体如上所述。

综上所述，本发明的一种配电网线路单相接地分布式定位方法及其***，结合小电流接地选线技术，能够可靠地知道哪条线路接地，与故障指示器配合，就可以避免和排除非接地线路故障指示器误动作干扰。另外，由于确定接地线路，其故障电流的特征峰值信号大小可以确定，可以作为故障指示器的动作参照门槛定值，因此，将选线技术与故障指示器配合，实现了对单相接地故障可靠定位。上述方法及***，有效的提高故障定位能力，减少误动拒动，节省功耗，延长设备使用寿命。另外，将选线和定位一体化***解决方案，可以减少和简化管理流程，减少运维成本，可以从整体上解决选线和定位，统一采购和工程实施，进一步降低设备成本。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种配电网线路单相接地分布式定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤A、单相接地故障时，故障指示器采集故障信息，选线装置检测接地线路并向接地线路上的故障指示器发出召唤指令；B、故障指示器接收到召唤指令后，向选线装置发送故障信息；C、选线装置分析故障信息后，对满足动作条件的故障指示器发送翻牌指令，相应的故障指示器翻牌。

2.根据权利要求1所述的配电网线路单相接地分布式定位方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：若在故障指示器未上传故障信息完毕前，故障信号已消除，选线装置停止操作，不进行故障分析。

3.根据权利要求1所述的配电网线路单相接地分布式定位方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：若在发生单相接地故障后，故障指示器未启动，则故障指示器在收到召唤指令后，启动并采集故障信息。

4.根据权利要求1所述的配电网线路单相接地分布式定位方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：若选线装置检测为母线故障，则不发送召唤指令。

5.根据权利要求1所述的配电网线路单相接地分布式定位方法，其特征在于，在所述配电网的电缆***中采用L型短路故障指示器、N型接地故障示器；在所述配电网的架空线路***中采用LN型短路故障指示器。

6.一种配电网线路单相接地分布式定位***，其特征在于，所述***包括：用于检测及采集单相接地故障的故障指示器，用于检测单相接地故障时的接地线路的选线装置，用于传输召唤指令、故障信息、翻牌控制指令的通信装置，所述选线装置还用于，发送召唤指令使故障指示器上传故障信息，并分析故障信息，控制故障指示器翻牌；所述故障指示器与选线装置通过通信装置进行通信连接。

7.根据权利要求6所述的配电网线路单相接地分布式定位***，其特征在于，所述选线装置还用于，在故障指示器未上传故障信息完毕前，故障信号已消除时，停止操作，不进行故障分析。

8.根据权利要求6所述的配电网线路单相接地分布式定位***，其特征在于，所述故障指示器还用于，当自身未启动，接收到召唤指令时，启动并采集故障信息。

9.根据权利要求6所述的配电网线路单相接地分布式定位***，其特征在于，所述选线装置还用于，当检测到所述单相接地故障为母线故障时，不发送召唤指令。

10.根据权利要求6所述的配电网线路单相接地分布式定位***，其特征在于，所述故障指示器具体包括L型短路故障指示器、LN型短路故障指示器及N型接地故障示器。所述LN型短路故障指示器用于配电网的架空***，所述L型短路故障指示器及N型接地故障示器用于配电网的电缆***。