CN109687415B - 分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法及*** - Google Patents

分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法及*** Download PDF

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Abstract

一种分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法及***。该方法，包括以下步骤：A、以环网柜为单位，每个环网柜内配置综合测控通信单元，每个环网柜内的开关配置保护测控单元；B、搭建双重网络；C、当配电网络发生故障时，每个分布式DTU会以GOOSE方式发送其本身检测的故障信息给相邻的DTU，DTU根据其收到的邻侧DTU状态信息以及自身检测到的故障信息进行综合判断，最终判定是否进行跳闸以及合闸操作。本发明适用于配置分布式DTU的配电网络，搭建双重网络，互不干扰。可实现终端快速可靠定位故障位置，并进行故障隔离和供电恢复；从而提高供电的可靠性，保证电网安全。

Description

分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法及***
技术领域
本发明涉及一种电力***配电网络故障诊断、隔离以及故障恢复的馈线自动化方案，适用于配置分布式DTU的配电网络。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展，电力在国民经济中的基础作用、电力作为生产的基础投入品和人民生活的必需品，在国民经济中的地位越来越重要。与此同时电力用户对供电质量和可靠性要求也越来越高，通过建立以环网为主的配电网络，能有效提高供电可靠性，保证供电的连续性，将配电设备故障、维护停电的影响降低，这些年来环网柜在配电网络改造中应用越来越广。
相较于集中式DTU(Data Transfer Unit，数据传输单元)，分布式DTU存在占用空间小、与一次开关配合容易、易标准化设计、安装调试更换简单、停电范围小、单点设备故障只影响一个间隔、防凝露效果好等优点，在成套供货中应用越来越广。
智能分布式因不依赖DTU终端与主站的通讯网络、可以快速高效实现故障隔离、供电恢复，已经在很多重要城市的重要负荷区域大面积应用。基于分布式DTU的智能分布式馈线自动化方案也需要发展。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法，可实现终端快速可靠定位故障位置，并进行故障隔离和供电恢复。
本发明的另一目的在于提供一种分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复***，可实现终端快速可靠定位故障位置，并进行故障隔离和供电恢复。
本发明的目的可以这样实现，设计一种分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法，包括以下步骤：
A、以环网柜为单位，每个环网柜内均配置一个综合测控通信单元，每个环网柜内的干线以及支线开关均配置一个保护测控单元；
B、搭建双重网络；搭建主站通信网络，实现环网柜内所有分布式DTU的信息上通过主站通信网络送至配网主站；搭建GOOSE网络，利用GOOSE通信方式实现终端之间的数据交互，实现终端快速可靠定位故障位置，并进行故障隔离和供电恢复；
C、当配电网络发生故障时，每个分布式DTU会以GOOSE方式发送其本身检测的故障信息给相邻的DTU，DTU根据其收到的邻侧DTU状态信息以及自身检测到的故障信息进行综合判断，最终判定是否进行跳闸以及合闸操作；
在单电源供电时；
当故障发生时只有故障区域及相邻区域的开关检测到故障信息；
全线所有开关的终端进行GOOSE信息交互，传递故障检测结果、开关位置信息；
只有一个区域满足“区域内有且仅有一个开关检测到故障”，故定位该区域为故障区域；
该故障区域内所有分段开关均启动故障隔离逻辑，分段开关跳闸；
确认该区域内所有分段开关跳开后，启动联络开关合闸逻辑；
联络开关收到GOOSE启动合闸信号，并根据自身开关单侧失压条件，启动延时合闸逻辑；
联络开关收到合位后，联络开关合闸成功，供电恢复；
多电源合环供电时，区域内所有分布式DTU的功率方向判别元件检测到的故障方向均为流入该故障区域；
全线所有开关的终端进行GOOSE信息交互，传递故障检测结果、开关位置信息；
只有一个区域满足“区域内检测到的故障方向均为流入该故障区域”，故定位该区域为故障区域；
该故障区域内所有分段开关均启动故障隔离逻辑，即分段开关跳闸；
当分段开关全部跳开后，所有非故障区域供电不受影响，无需供电恢复。
进一步地，主站通信网络和GOOSE通信网络隔离，综合测控通信单元负责对主站通信。
进一步地，分布式DTU的信息包括遥测、遥控、遥信信息。
本发明的另一目的可以这样实现，设计一种分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复***，包括主站、中心网络、GOOSE通信网络、交换机、分布式DTU，分布式DTU包括综合测控通信单元和保护测控单元，交换机包括主站通信交换机、过程层交换机；
环网柜成套设备的每个开关间隔均配置一个保护测控单元，每个环网柜配置一个综合测控通信单元；保护测控单元负责环网柜各个间隔的测控功能，分布式DTU只有保护测控单元纳入GOOSE通信网络；综合测控通信单元负责各间隔保护测控单元的通信汇集及主站通信功能；每个环网柜内配置一交换机，使用交换机将柜内所有分布式DTU组在同一网络中；
进一步地，中心网络和GOOSE通信网络隔离，综合测控通信单元负责对主站通信。
进一步地，分布式DTU的信息包括遥测、遥控、遥信信息。
本发明适用于配置分布式DTU的配电网络，搭建双重网络，互不干扰。其中搭建三遥通信网络可实现环网柜内所有分布式DTU的三遥信息上送至配网主站；搭建GOOSE网络，利用GOOSE通信方式实现终端之间的数据交互，可实现终端快速可靠定位故障位置，并进行故障隔离和供电恢复。从而提高供电的可靠性，保证电网安全。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的通讯组网示意图；
图2是本发明较佳实施例的分布式DTU手拉手主接线网络架构图；
图3是本发明较佳实施例的单电源智能分布式故障定位示意图；
图4是本发明较佳实施例的多电源智能分布式故障定位示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
一种分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法，包括以下步骤：
A、以环网柜为单位，每个环网柜内均配置一个综合测控通信单元，每个环网柜内的干线以及支线开关均配置一个保护测控单元；
B、搭建双重网络；搭建主站通信网络，实现环网柜内所有分布式DTU的信息上通过主站通信网络送至配网主站；搭建GOOSE网络，利用GOOSE通信方式实现终端之间的数据交互，实现终端快速可靠定位故障位置，并进行故障隔离和供电恢复；
C、当配电网络发生故障时，每个分布式DTU会以GOOSE方式发送其本身检测的故障信息给相邻的DTU，DTU根据其收到的邻侧DTU状态信息以及自身检测到的故障信息进行综合判断，最终判定是否进行跳闸以及合闸操作。
在单电源供电时，如图3所示，当故障发生在图示区域时，动作流程如下：
当故障发生时只有故障区域及相邻区域的开关检测到故障信息；本实施例中，当故障发生时只有开关CB1、1、2、3四个开关检测到故障信息；
全线所有开关的终端进行GOOSE信息交互，传递故障检测结果、开关位置信息；
只有一个区域满足“区域内有且仅有一个开关检测到故障”，故定位该区域为故障区域；本实施例中，只有区域3满足条件，故定位区域3为故障区域；
该故障区域内所有分段开关均启动故障隔离逻辑，分段开关跳闸；本实施例中，区域3内开关3、4两个开关跳闸；
确认该区域内所有分段开关跳开后，启动联络开关合闸逻辑；本实施例中，区域3内所有分段开关跳开；
联络开关收到GOOSE启动合闸信号，并根据自身开关单侧失压条件，启动延时合闸逻辑；
联络开关收到合位后，联络开关合闸成功，供电恢复；本实施例中，开关5收到合位后，联络开关合闸成功。
多电源合环供电时，区域内所有分布式DTU的功率方向判别元件检测到的故障方向均为流入该故障区域；如图4所示，当故障发生在图示所示区域时，动作流程如下：
全线所有开关的终端进行GOOSE信息交互，传递故障检测结果、开关位置信息；
只有一个区域满足“区域内检测到的故障方向均为流入该故障区域”，故定位该区域为故障区域；本实施例中，只有区域1满足条件，故定位区域1为故障区域；
该故障区域内所有分段开关均启动故障隔离逻辑，即分段开关跳闸；本实施例中，区域1内开关1、3、5三个开关跳闸；
当分段开关全部跳开后，所有非故障区域供电不受影响，无需供电恢复；本实施例中，当开关1、3、5全部跳开后，所有非故障区域供电不受影响，无需供电恢复。
在图4所示的供电拓扑中，只有A1、A2两个开关全部跳开，联络开关才会出现单侧失压情况，此时才会启动供电恢复合联络逻辑。图中所示的两个联络开关11和14需要通过延时来区分合闸优先级；当优先级高的开关执行合闸后，优先级低的开关会由于不满足一侧有压一侧无压条件而放电，不再继续合闸。
主站通信网络和GOOSE通信网络隔离，综合测控通信单元负责对主站通信。
分布式DTU的信息包括遥测、遥控、遥信信息。
如图1所示，一种分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复***，包括主站、中心网络、GOOSE通信网络、交换机、分布式DTU，分布式DTU包括综合测控通信单元和保护测控单元，交换机包括主站通信交换机、过程层交换机。
以环网柜为单位，环网柜成套设备的每个开关均配置一个保护测控单元，即每个环网柜内的干线以及支线开关均配置一个保护测控单元，每个环网柜内均配置一个综合测控通信单元；保护测控单元负责环网柜各个间隔的测控功能，分布式DTU只有保护测控单元纳入GOOSE通信网络；综合测控通信单元负责各间隔保护测控单元的通信汇集及主站通信功能；每个环网柜内配置一交换机，使用交换机将柜内所有分布式DTU组在同一网络中。
中心网络和GOOSE通信网络隔离，综合测控通信单元负责对主站通信及跟环网柜内所有保护测控单元通讯。两个网络分别用于实现分布式DTU的信息交互以及智能分布式功能。分布式DTU的信息包括遥测、遥控、遥信信息。通过串口或者网口完成中心网络组建；当使用串口时，可使用串口101规约或者串口103规约；当使用网口时，可使用IEC-103或者IEC-104规约。
GOOSE通信网络是基于分布式DTU的智能分布式馈线自动化方案的重要环节，分布式DTU通过GOOSE通信网络完成信息交互。通过故障信息、动作结果等数据交互，分布式DTU能以极快的速度实现故障的定位、隔离和恢复。当配电网络发生故障时，每个分布式DTU会以GOOSE方式发送其本身检测的故障信息给相邻的DTU，DTU根据其收到的邻侧DTU状态信息以及自身检测到的故障信息进行综合判断，最终判定是否进行跳闸以及合闸操作。在实际使用中，每个环网柜内配置一台交换机，使用交换机将柜内所有分布式DTU组在同一网络中；由于环网柜之间距离较远，需要使用光纤组网，将交换机进行连接。
如图2所示，在配网的网络拓扑中，开关分为干线开关和支线开关。其中，支线开关不参与智能分布式故障隔离，由于原则上必须保证支线故障时不能导致干线开关误动作。所以在本组网方案中，支线开关也参与组网。当支线故障时，支线启动过流保护的同时还会发送闭锁信号至相邻干线开关的分布式DTU,避免干线开关误动作。在组网时，本环网柜内所有干线、支线开关的分布式DTU均接入同一个GOOSE交换机。使用光纤将环网柜间的GOOSE交换机连接，保证整个网络的设备间GOOSE信息交互。
当需要跳闸的开关发生拒跳时，其开关所在的DTU会将自身拒跳信息发送给相邻的DTU。相邻的DTU的开关位置在合位且收到邻侧开关拒跳信息，则启动邻侧拒跳跳闸逻辑，跳开本开关。
本发明适用于配置分布式DTU的配电网络，搭建双重网络，互不干扰。其中搭建中心网络可实现环网柜内所有分布式DTU的三遥信息上送至配网主站；搭建GOOSE通信网络，利用GOOSE通信方式实现终端之间的数据交互，可实现终端快速可靠定位故障位置，并进行故障隔离和供电恢复。从而提高供电的可靠性，保证电网安全。

Claims (3)

1.一种分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、以环网柜为单位，每个环网柜内均配置一个综合测控通信单元，每个环网柜内的干线以及支线开关均配置一个保护测控单元；
B、搭建双重网络；搭建主站通信网络，实现环网柜内所有分布式DTU的信息上通过主站通信网络送至配网主站；搭建GOOSE网络，利用GOOSE通信方式实现终端之间的数据交互，实现终端快速可靠定位故障位置，并进行故障隔离和供电恢复；
C、当配电网络发生故障时，每个分布式DTU会以GOOSE方式发送其本身检测的故障信息给相邻的DTU，DTU根据其收到的邻侧DTU状态信息以及自身检测到的故障信息进行综合判断，最终判定是否进行跳闸以及合闸操作；
在单电源供电时：
当故障发生时只有故障区域及相邻区域的开关检测到故障信息；
全线所有开关的终端进行GOOSE信息交互，传递故障检测结果、开关位置信息；
只有一个区域满足“区域内有且仅有一个开关检测到故障”，故定位该区域为故障区域；
该故障区域内所有分段开关均启动故障隔离逻辑，分段开关跳闸；
确认该区域内所有分段开关跳开后，启动联络开关合闸逻辑；
联络开关收到GOOSE启动合闸信号，并根据自身开关单侧失压条件，启动延时合闸逻辑；
联络开关收到合位后，联络开关合闸成功，供电恢复；
多电源合环供电时，区域内所有分布式DTU的功率方向判别元件检测到的故障方向均为流入该故障区域；
全线所有开关的终端进行GOOSE信息交互，传递故障检测结果、开关位置信息；
只有一个区域满足“区域内检测到的故障方向均为流入该故障区域”，故定位该区域为故障区域；
该故障区域内所有分段开关均启动故障隔离逻辑，即分段开关跳闸；
当分段开关全部跳开后，所有非故障区域供电不受影响，无需供电恢复。
2.根据权利要求1所述的分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法，其特征在于：主站通信网络和GOOSE通信网络隔离，综合测控通信单元负责对主站通信。
3.根据权利要求1所述的分布式数据传输单元的故障诊断隔离恢复方法，其特征在于：分布式DTU的信息包括遥测、遥控、遥信信息。
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