CN113189445A - 一种低压台区内可配置多类故障定位识别方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压台区内可配置多类故障定位识别方法和***，包括以下步骤，根据***通信方式配置拓扑识别方案；配置各种设备的故障识别码及状态；若低压台区内设备通过载波方式通讯，则执行载波通讯故障定位流程；若低压台区内设备通过非载波方式通讯，则执行非载波通讯故障定位流程；若低压台区内设备包括载波通讯和非载波方式通讯，则执行混合通讯模式故障定位流程。所述***包括智能融合终端、各层级节点设备。本发明公开的故障定位方法和***除了适用于低压台区内以载波通讯方式连接的设备还适用于多种其他通讯方式连接的设备，并能实现对多类型故障的定位，输出最高层节点的定位信息，减少多报和误报，缩短故障点排除时间。

Description

一种低压台区内可配置多类故障定位识别方法和***

技术领域

本发明涉及电力设备物联网技术领域，尤其涉及一种低压台区内可配置多类故障定位识别方法和***。

背景技术

随着社会的进步，电力物联网及5G技术的大力推广，国家的电力网线路铺设的复杂度及难度也在以几何倍速度在增加，对于电网运检部分来说，维护及检修电网线路及定位接入其中的电气设备的故障也变得越来越重要。现阶段，在台区低压侧电力设备及线路的运检、维护中，对于设备线路的故障定位技术领域，依然主要采取人工巡检，台区负责报检的方式，在故障抢修及快速响应方面反应十分缓慢；在设备及线路的故障种类的定位识别中，主要还是集中在停电等为数不多的几种故障类型上，无法应对电力应用十分复杂的场景。

申请号为202010360754.3的中国发明申请公开了一种低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置及应用方法，阐述了在底层设备上安装传感器及识别器，利用功能电路模块对N线和PE线加载特征脉冲电流配合电流环信息接收模块连接对应传感器来分析识别。该技术方案仅在电气层面说明通过不同特征脉冲电流信号能识别设备位置，但特征脉冲电流信号存在不稳定性，而且若没有附加装置则无法进行拓扑识别，也无法进行故障识别。

申请号为201911018817.0的中国发明申请公开了一种基于智能断路器的低压台区线路故障定位***，在台区内不同层级的各个位置加装智能断路器，各个分支线路末端通过联络开关连接，每个智能断路器连接有一个拓扑识别装置LTU，通过所述拓扑识别装置LTU读取采集到的电流，电压信息，并进行分析计算得到各个节点的物理位置和层级关系信息，并将该信息发送至监控中心。当两个层级的智能断路器之间出现线路故障时，设置在故障点附近的本级断路器优先脱扣分闸。该技术方案主要针对加装智能断路器的设备进行故障定位，侧重点在控制故障点的定时分闸功能，具有一定局限性，并且只能针对载波通信的方式展开故障定位的工作。

总之，现有低压台区故障定位技术方案存在以下问题：

1)只能对通过载波通讯方式连接的设备进行故障定位，无法对通过其他通讯方式连接的设备进行故障定位。

2)故障定位需要要在低压台区内的设备中安装拓扑发生器和识别器，成本较高；

3)所定位的故障类型少，只有停电等故障类型，适应性不强；

4)在整个低压台区拓扑层次结构中，因为台区内的设备节点往往是以树状层次的形式存在的，主设备节点的故障可能引起此设备节点的子节点的问题，台区内多个节点同时上报多个同类故障无法分清主次节点，存在同类型故障多报和误报情况，不利于提高运检效率，快速定位故障点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够适用多种通讯方式连接，可定位多种类故障，同类故障能够分清主次节点，减少低压台区内故障事件多报误报的可灵活配置的低压台区故障定位识别方法和***。

为解决上述技术问题，本发明提供一种低压台区内可配置多类故障定位识别方法，包括以下步骤：

根据***通信方式配置拓扑识别方案；

配置各种设备的故障识别码及状态；

若低压台区内设备通过载波方式通讯，则执行载波通讯故障定位流程；

若低压台区内设备通过非载波方式通讯，则执行非载波通讯故障定位流程；

若低压台区内设备包括载波通讯和非载波方式通讯，则执行混合通讯模式故障定位流程。

更进一步的，所述配置各种设备的故障识别码及状态的步骤中的故障包括停电故障，剩余电流预警，剩余电流告警，过载告警。

更进一步的，所述执行载波通讯故障定位流程的步骤包括以下步骤：

各节点安装拓扑发生模块及拓扑识别模块，根节点还安装故障定位模块；

根节点的故障定位模块发送拓扑发生命令；

各节点拓扑发生模块接收拓扑发生命令，发出特征信号；

各节点拓扑识别模块识别下层拓扑发生模块发出的特征信号，生成特征码，返回给上层节点拓扑识别模块，最终传递给根节点故障定位模块并形成拓扑层次结构生成文件；

载波通讯管理模块监听台区内各节点设备故障信号，并发送给故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

更进一步的，所述执行非载波通讯故障定位流程的步骤包括以下步骤：

配置通讯参数；

配置拓扑层次结构生成文件；

其他通讯管理模块周期性主动查询低压台区内各节点设备故障信号；

其他通讯管理模块把故障信号发送给故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

更进一步的，所述执行混合通讯模式故障定位流程的步骤包括以下步骤：

对通过载波通讯的节点，按照载波通讯故障定位流程的前四步，生成为拓扑层次结构生成文件；

将通过非载波通讯的节点加入上一步生成的拓扑层次结构生成文件中，形成最终的拓扑层次结构生成文件；

等待台区内各节点设备上报故障；

故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

更进一步的，所述找到发生同类故障的最高层节点的步骤包括以下步骤：

收到故障信号后，启动同类故障类型定时器，设置延时时间；

在所设置的延时时间内，继续接收各节点设备上报的若干同类故障信号；

按照台区内设备节点层次图，找到发生同类故障事件的节点；

依次从每条支路的叶子节点开始，依次向上搜寻其父节点是否发生故障；

若父节点发生故障则记录他的地址及层级，若父节点无故障则不记录；

重复上一步直到搜寻到根节点为止。

本发明还提供一种低压台区内可配置多类故障定位识别***，包括智能融合终端、各层级节点设备，所述各层级节点设备包括总表、不同层级上的开关类设备、表箱、表箱内的电表，智能融合终端、各层级节点设备按照以智能融合终端为根节点的树状结构连接，智能融合终端内安装故障定位模块、拓扑发生模块、拓扑识别模块、***配置模块、载波管理模块、其他通讯管理模块；各层级节点设备安装拓扑发生模块、拓扑识别模块；所述智能融合终端内故障定位模块分别连接拓扑发生模块、拓扑识别模块、***配置模块、载波管理模块、其他通讯管理模块；所述智能融合终端内拓扑发生模块连接所述各层级节点设备中的拓扑发生模块；所述各层级节点设备中的拓扑发生模块连接上层级节点设备中的拓扑识别模块。

更进一步的，所述故障定位模块包括同类故障类型定时器。

更进一步的，所述***配置模块包括网络配置工具模块和一般配置工具模块。

更进一步的，所述其他通讯管理模块包括串口通讯管理模块。

本发明的有益效果在于：本发明公开的故障定位方法和***除了适用于低压台区内以载波通讯方式连接的设备还适用于多种其他通讯方式连接的设备，利用可配置的灵活方式，可以定位在台区拓扑层次中多种接入类型的低压设备故障。同时，通过配置故障类型，可根据不同台区设备故障情况灵活设置各个设备的故障识别码及状态，实现对多类型故障的定位。另外，通过对关注的故障类型的统计分析，设置合理的延时时间，在此时段内，根据拓扑结构分析上报故障节点的位置及故障类型，对故障类型输出最高层节点的定位信息，减少多报和误报，缩短故障点排除时间，从而提高了运检效率。

附图说明

图1是本发明实施方式的流程图。

图2是图1中步骤S103的流程图。

图3是图1中步骤S104的流程图。

图4是图1中步骤S105的流程图。

图5是图2至图4中找到发生同类故障的最高层节点的流程图。

图6是本发明实施方式的结构图。

图7是图6中智能融合终端601内部结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1所示，低压台区内可配置多类故障定位识别方法，包括以下步骤：

步骤S101：根据***通信方式配置拓扑识别方案。

步骤S102：配置各种设备的故障识别码及状态，包括停电故障，剩余电流预警，剩余电流告警，过载告警。

步骤S103：若低压台区内设备通过载波方式通讯，则执行载波通讯故障定位流程：

如图2所示，按照以下步骤进行，

步骤S201：各节点安装拓扑发生模块及拓扑识别模块，根节点还安装故障定位模块；

步骤S202：根节点的故障定位模块发送拓扑发生命令；

步骤S203：各节点拓扑发生模块接收拓扑发生命令，发出特征信号；

步骤S203：各节点拓扑识别模块识别下层拓扑发生模块发出的特征信号，生成特征码，返回给上层节点拓扑识别模块，最终传递给根节点故障定位模块并形成拓扑层次结构生成文件；

步骤S204：载波通讯管理模块监听台区内各节点设备故障信号，并发送给故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

步骤S205：若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

作为更进一步的优化方案，以图6所示的台区内设备节点层次关系为例，最终形成的拓扑层次结构生成文件可以是以下表格形式：

步骤S104，若低压台区内设备通过非载波方式通讯，则执行非载波通讯故障定位流程：

如图3所示，按照以下步骤进行，

步骤S301，配置通讯参数；

步骤S302，配置拓扑层次结构生成文件；

步骤S303，其他通讯管理模块周期性主动查询低压台区内各节点设备故障信号；

步骤S304，其他通讯管理模块把故障信号发送给故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

步骤S305，若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

步骤S105，若低压台区内设备包括载波通讯和非载波方式通讯，则执行混合通讯模式故障定位流程：

如图4所示，按照以下步骤进行，

步骤S401，对通过载波通讯的节点，按照载波通讯故障定位流程的前四步，生成为拓扑层次结构生成文件；

步骤S402，将通过非载波通讯的节点加入上一步生成的拓扑层次结构生成文件中，形成最终的拓扑层次结构生成文件；

步骤S403，等待台区内各节点设备上报故障；

步骤S404，故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

步骤S405，若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

在步骤S206、步骤S306、步骤S405中找到发生同类故障的最高层节点的步骤包括以下步骤，如图5所示：

步骤S501，收到故障信号后，启动同类故障类型定时器，设置延时时间；

步骤S502，在所设置的延时时间内，继续接收各节点设备上报的若干同类故障信号；

步骤S503，按照台区内设备节点层次图，找到发生同类故障事件的节点；

步骤S504，依次从每条支路的叶子节点开始，依次向上搜寻其父节点是否发生故障；

步骤S505，若父节点发生故障则记录他的地址及层级，若父节点无故障则不记录；

步骤S506，重复上一步直到搜寻到根节点为止。

下面以图6中的台区内设备节点层次关系为例说明按照上述步骤如何找到同类故障的最高层节点：

1)假如开关609(地址202008200008)及开关608(地址202008200009)发生故障，根据拓扑层次结构生成文件可知拓扑中有7条支路，依次从每条支路的叶子节点开始，也就是末端表开始，依次向上搜寻，看他的父节点是否发生故障；

2)若父节点发生故障则记录其地址addr及层级level，若父节点不发生故障则不记录；

例如找到开关202008200008发生故障，记录addr＝202008200008，level＝4；开关202008200009发生故障，记录addr＝202008200009，level＝3；

3)重复2)，直到搜寻到根节点为止。

此例中，两个节点没有相同的父亲节点发生故障，所以，他们本身就是层次较高的节点，就把这两个节点的故障信息都上报上去。

假如开关605(地址202008200012)也发生了故障，则开关605是开关609和开关608的父节点，且发生了同类事件，所以只上报开关605这个节点的故障信息，若是停电事件，则开关605停电，则下面的节点肯定都停电了，这样只上报开关605一个节点停电，既准确，也减少了上报的故障信息。

如图6所示，低压台区内可配置多类故障定位识别***，包括智能融合终端601、各层级节点设备，所述各层级节点设备包括总表602、开关603至开关609、开关611、表箱610、表613、表箱614、表615、表616、表箱617、表618、表619。智能融合终端、各层级节点设备按照以智能融合终端为根节点的树状结构连接。如图7所示，智能融合终端内安装故障定位模块701、拓扑发生模块702、拓扑识别模块703、***配置模块704、载波管理模块705、其他通讯管理模块706。故障定位模块701分别连接拓扑发生模块702、拓扑识别模块703、***配置模块704、载波管理模块705、其他通讯管理模块706。各层级节点设备安装拓扑发生模块、拓扑识别模块，智能融合终端内拓扑发生模块702连接所述各层级节点设备中的拓扑发生模块；所述各层级节点设备中的拓扑发生模块连接上层级节点设备中的拓扑识别模块。

作为更优化的方案，所述故障定位模块701包括同类故障类型定时器。

作为更优化的方案，所述***配置模块包括网络配置工具模块和一般配置工具模块。

作为更优化的方案，所述其他通讯管理模块包括串口通讯管理模块。

本发明实施例可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

实施例对本方案进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种低压台区内可配置多类故障定位识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据***通信方式配置拓扑识别方案；

配置低压台区内各种设备的故障识别码及状态；

若低压台区内设备通过载波方式通讯，则执行载波通讯故障定位流程；

若低压台区内设备通过非载波方式通讯，则执行非载波通讯故障定位流程；

若低压台区内设备包括载波通讯和非载波方式通讯，则执行混合通讯模式故障定位流程。

2.根据权利要求1所述的低压台区内可配置多类故障定位识别方法，其特征在于，所述配置各种设备的故障识别码及状态的步骤中的故障包括停电故障，剩余电流预警，剩余电流告警，过载告警。

3.根据权利要求1所述的低压台区内可配置多类故障定位识别方法，其特征在于，所述执行载波通讯故障定位流程的步骤包括以下步骤：

各节点安装拓扑发生模块及拓扑识别模块，根节点还安装故障定位模块；

根节点的故障定位模块发送拓扑发生命令；

各节点拓扑发生模块接收拓扑发生命令，发出特征信号；

各节点拓扑识别模块识别下层拓扑发生模块发出的特征信号，生成特征码，返回给上层节点拓扑识别模块，最终传递给根节点故障定位模块并形成拓扑层次结构生成文件；

载波通讯管理模块监听台区内各节点设备故障信号，并发送给故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

4.根据权利要求1所述的低压台区内可配置多类故障定位识别方法，其特征在于，所述执行非载波通讯故障定位流程的步骤包括以下步骤：

配置通讯参数；

配置拓扑层次结构生成文件；

其他通讯管理模块周期性主动查询低压台区内各节点设备故障信号；

其他通讯管理模块把故障信号发送给故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

5.根据权利要求1所述的低压台区内可配置多类故障定位识别方法，其特征在于，所述执行混合通讯模式故障定位流程的步骤包括以下步骤：

对通过载波通讯的节点，按照载波通讯故障定位流程的前四步，生成为拓扑层次结构生成文件；

将通过非载波通讯的节点加入上一步生成的拓扑层次结构生成文件中，形成最终的拓扑层次结构生成文件；

等待台区内各节点设备上报故障；

故障定位模块分析出故障类型及位置，定位到对应设备及线路；

若收到多个同类故障，找到发生同类故障的最高层节点。

6.根据权利要求3-5任一所述的低压台区内可配置多类故障定位识别方法，其特征在于，所述找到发生同类故障的最高层节点的步骤包括以下步骤：

收到故障信号后，启动同类故障类型定时器，设置延时时间；

在所设置的延时时间内，继续接收各节点设备上报的若干同类故障信号；

按照台区内设备节点层次图，找到发生同类故障事件的节点；

依次从每条支路的叶子节点开始，依次向上搜寻其父节点是否发生故障；

若父节点发生故障则记录他的地址及层级，若父节点无故障则不记录；

重复上一步直到搜寻到根节点为止。

7.一种低压台区内可配置多类故障定位识别***，包括智能融合终端、各层级节点设备，所述各层级节点设备包括总表、不同层级上的开关类设备、表箱、表箱内的电表，智能融合终端、各层级节点设备按照以智能融合终端为根节点的树状结构连接，其特征在于，

所述智能融合终端内安装故障定位模块、拓扑发生模块、拓扑识别模块、***配置模块、载波管理模块、其他通讯管理模块；所述各层级节点设备安装拓扑发生模块、拓扑识别模块；

所述智能融合终端内故障定位模块分别连接所述拓扑发生模块、所述拓扑识别模块、所述***配置模块、所述载波管理模块、所述其他通讯管理模块；

所述智能融合终端内拓扑发生模块连接所述各层级节点设备中的拓扑发生模块；

所述各层级节点设备中的拓扑发生模块连接上层级节点设备中的拓扑识别模块。

8.根据权利要求7所述的低压台区内可配置多类故障定位识别***，其特征在于，所述故障定位模块包括同类故障类型定时器。

9.根据权利要求7所述的低压台区内可配置多类故障定位识别***，其特征在于，所述***配置模块包括网络配置工具模块和一般配置工具模块。

10.根据权利要求7所述的低压台区内可配置多类故障定位识别***，其特征在于，所述其他通讯管理模块包括串口通讯管理模块。

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