專利名稱：多級供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的接地故障線路的判別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其是關(guān)于工業(yè)園區(qū)或者變電站中的多級供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的接地故障線路的判別。
背景技術(shù)：
中性點直接接地的系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時，接地短路電流很大，這種系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng)。一般IlOkV及以上的系統(tǒng)采用大電流接地系統(tǒng)。中性點不接地或者經(jīng)消弧圈接地的系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時，由于不構(gòu)成短路回路，接地短路電流比負荷電流小很多，這種系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)。如圖1所示，示出了一種多級供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該供電系統(tǒng)有三級供電網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的具備廠用一級配電段、廠用二級配電段、和廠用三級配電段。該供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用小電流接地系統(tǒng)，當發(fā)生單相接地短路故障時，配電系統(tǒng)不受跳閘影響，可繼續(xù)運行 2小時，當接地線路切除后可繼續(xù)供電。但是，此時應(yīng)盡快查出故障線路，在現(xiàn)有技術(shù)中常采用接地選線裝置來判斷故障接地線路。因此，在每一級配電段都配置了小電流選線裝置，如圖1中的廠用一級小電流選線裝置、廠用二級小電流選線裝置1、廠用二級小電流選線裝置 2、廠用三級小電流選線裝置1、廠用三級小電流選線裝置2和廠用三級小電流選線裝置3。 但是，這種配置的供電網(wǎng)絡(luò)的缺點就是接地線路的確定需要人工進行判斷。因為當在第二級或者第三級供電回路發(fā)生接地故障而報警時，不僅對應(yīng)的第二或者第三級選線裝置發(fā)生報警，第一級供電網(wǎng)絡(luò)的接地選線裝置也會發(fā)生報警，從而不能準確地報出確切的接地線路。當?shù)谝患壒╇娋W(wǎng)絡(luò)發(fā)生接地故障時，運行人員需要確定是否還有其他的供電段的選線裝置發(fā)生報警，只有確定其它的配電段沒有報警時才能確定是本供電段發(fā)生報警。如果運行人員判斷失誤，就會造成事故擴大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是要克服以上缺陷，對于多級供電網(wǎng)絡(luò)接地選線裝置的接地報警信號進行統(tǒng)一管理，然后準確判斷哪一級、哪一回線路發(fā)生了接地故障，直接找出接地線路。根據(jù)本發(fā)明公開的具體實施例，公開了種應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)，該多級供電網(wǎng)絡(luò)為N級供電網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)包括設(shè)置于各級供電網(wǎng)絡(luò)的配電段中的小電流選線裝置，形成第1至第N級小電流選線裝置，該系統(tǒng)還包括接地選線邏輯控制裝置， 所述第1至第N級小電流選線裝置分別獨立地通過光纖與所述接地選線邏輯控制裝置連接通訊，并且所述接地選線邏輯控制裝置包括控制系統(tǒng)通信管理模塊和控制系統(tǒng)通信邏輯處理模塊，分別負責接地選線邏輯控制裝置與各個小電流選線裝置的通信和判斷哪一級線路發(fā)生了接地故障。根據(jù)本發(fā)明公開的實施例的應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)，在所述第1至第N級小電流選線裝置中，采用第1和第2級小電流選線裝置之間通過屏蔽雙絞線相互連接通訊、然后第1和第2級小電流選線裝置作為一個整體通過第1或者第2級小電流選線裝置同接地選線邏輯控制裝置進行光纖通訊的方式替代第1和第2級小電流選線裝置獨立地同接地選線邏輯控制裝置進行光纖通訊。根據(jù)本發(fā)明公開的實施例的應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)，其特征在于，在接地選線邏輯控制裝置和各級小電流選線裝置中分別設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換接口。根據(jù)本發(fā)明公開的實施例的應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)，其特征在于，所述接地選線邏輯控制裝置和各級小電流選線裝置之間的通訊協(xié)議為Modbus協(xié)議。本發(fā)明還公開了一種多級供電網(wǎng)絡(luò)中接地故障的判別方法，該多級供電網(wǎng)絡(luò)為N 級供電網(wǎng)絡(luò)，每級供電網(wǎng)絡(luò)的配電段中都設(shè)置有小電流選線裝置，形成第1至第N級小電流選線裝置，所述判別方法包括步驟
(1)判斷第N級小電流選線裝置是否報警；
(2)若第N級小電流選線裝置報警，則判定第N級供電網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的回路發(fā)生接地故障；
(3)若第N級小電流選線裝置未報警，則繼續(xù)判斷第N-I級小電流選線裝置是否報警；
(4)若第N-I級小電流選線裝置報警，則判定第N-I級供電網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的回路發(fā)生接地故
障；
(5)若第N-I級小電流選線裝置未報警，則判定第N-2級小電流選線裝置是否報警；
(6)持續(xù)上述步驟，直至第1級小電流選線裝置，若第1級小電流選線裝置報警，則判定第1級供電網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的回路發(fā)生接地故障，否則，返回步驟(1)；
其中，所述N是大于1的自然數(shù)。該方法可應(yīng)用于上述系統(tǒng)中。本發(fā)明可以實現(xiàn)接地線路故障的準確選擇及減輕運行人員的負擔，而且可以避免運行人員誤判接地線路發(fā)生事故擴大。


圖1示出了一種多級供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2原理性地示出了本發(fā)明的各級小電流選線裝置的配置方式； 圖3說明了根據(jù)本發(fā)明實施例的選線信號邏輯判斷模塊中的邏輯判斷方法； 圖4說明了接地選線邏輯控制裝置與各區(qū)域的小電流選線裝置之間的星形拓撲方式； 圖5說明了一種總線拓撲結(jié)構(gòu)的接地選線邏輯控制裝置與各區(qū)域的小電流選線裝置之間的連接方式。
具體實施例方式下面通過具體的實施例來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖2所示，原理性地示出了本發(fā)明的各級小電流選線裝置的配置方式。相對于現(xiàn)有技術(shù)中各級小電流選線裝置獨立的工作方式，在本發(fā)明的實施例中，利用計算機通訊技術(shù)，將各供電段的小電流選線裝置的報警信號進行匯總、統(tǒng)一管理，并在計算機中建立選線信號邏輯判斷模塊，選線信號邏輯判斷模塊接收到各級小電流選線裝置的報警信號后，根據(jù)邏輯判斷方法來準確地確定哪一條線路發(fā)生了故障。如圖3所示，說明了根據(jù)本發(fā)明實施例的選線信號邏輯判斷模塊中的邏輯判斷方法。選線信號進行判斷時從最下一級的信號開始分析，當最下一級供電網(wǎng)絡(luò)沒有報警時，再判斷上一級的選線裝置是否報警，這樣就可以一層一層地排除確定是哪一級的供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生接地故障。當確定了是哪一級供電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生接地故障后，在該級上配置的小電流選線裝置的報警線路就是對應(yīng)的接地線路。邏輯判斷的過程為在開機之后，首先判斷上位計算機與各級小電流選線裝置的通信是否正常，若存在通信故障，則發(fā)出報警信號。根據(jù)以上的邏輯判斷方法，首先從最下一級的信號開始分析，在本實施例中，一共包含三級供電網(wǎng)絡(luò)， 在其他實施例中，可以包含N (N為大于1的自然數(shù))級供電網(wǎng)絡(luò)。當三級小電流選線裝置未報警時，再判斷二級小電流選線裝置是否報警，依此類推，當二級小電流選線裝置未報警時，再判斷一級小電流選線裝置是否報警。當一級小電流選線裝置也就是最高級供電網(wǎng)絡(luò)上的小電流選線裝置未報警時，繼續(xù)返回判斷最下一級的小電流選線裝置——三級小電流選線裝置是否報警，形成循環(huán)判斷的過程。當?shù)趇級供電網(wǎng)絡(luò)上的小電流選線裝置報警時， 就表明第i級供電網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的回路發(fā)生接地故障。整個判斷過程如圖3所示。從以上的判斷過程可以看出，在小電流接地系統(tǒng)的接地線路判斷的時候，首先各區(qū)域的接地報警需要由各區(qū)域的小電流選線裝置進行判別。下面說明與對圖所示的配置方式相對應(yīng)的硬件配置。各個區(qū)域的小電流選線裝置通過圖4或圖5的連接方式將信號統(tǒng)一送至接地選線邏輯控制裝置，然后通過圖3的邏輯判斷方式實現(xiàn)對接地線路的判斷，接地選線邏輯控制裝置對應(yīng)于圖2中的選線信號邏輯判斷模塊。并且，接地選線邏輯控制裝置包括控制系統(tǒng)通信管理模塊和控制系統(tǒng)通信邏輯處理模塊，分別負責接地選線邏輯控制裝置與各個小電流選線裝置的通信和實現(xiàn)如圖3所示的邏輯判斷過程。當各個廠用配電段距離都比較遠的情況下，接地選線邏輯控制裝置與各區(qū)域的小電流選線裝置的通信最好采用星形拓撲方式、通信介質(zhì)為光纖進行通信，如附圖4。當個別配電段距離較近時，例如，當廠用一級小電流選線裝置和廠用二級小電流選線裝置距離較近時，可采用如圖5中廠用一級小電流選線裝置和廠用二級小電流選線裝置的連接方式， 通過總線拓撲方式進行通信，然后廠用一級小電流選線裝置和廠用二級小電流選線裝置再統(tǒng)一通過光纖與接地選線邏輯控制裝置進行通信。在圖4所示的星行拓撲方式中，各級的小電流選線裝置分別通過光纖獨立地與接地選線邏輯控制裝置進行通訊，由于采用了光纖進行通訊，因此，在接地選線邏輯控制裝置和小電流選線裝置上都設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換接口，以實現(xiàn)光電信號的互相轉(zhuǎn)換。在圖5所示的總線拓撲方式中，距離較近的廠用一級小電流選線裝置和廠用二級小電流選線裝置之間采用適合短距離通訊的屏蔽雙絞線作為通訊介質(zhì)，廠用一級小電流選線裝置和廠用二級小電流選線裝置作為一個整體通過光纖與接地選線邏輯控制裝置進行通信。廠用三級小電流選線裝置通過光纖與接地選線邏輯控制裝置進行通信。與圖4所示的拓撲方式一樣，在接地選線邏輯控制裝置和小電流選線裝置上都設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換接口，以實現(xiàn)光電信號的互相轉(zhuǎn)換。由于各段的小電流接地選裝置的報警信號僅有該段是否報警及接地線路的序號，所以， 采用Modbus協(xié)議就足以滿足該系統(tǒng)的通信要求。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以實現(xiàn)接地線路故障的準確選擇及減輕運行人員的負擔，而且可以避免運行人員誤判接地線路發(fā)生事故擴大。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)，所述多級供電網(wǎng)絡(luò)為N級供電網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)包括設(shè)置于各級供電網(wǎng)絡(luò)的配電段中的小電流選線裝置，形成第1至第N級小電流選線裝置，該系統(tǒng)還包括接地選線邏輯控制裝置，所述第1至第N級小電流選線裝置分別獨立地通過光纖與所述接地選線邏輯控制裝置連接通訊，并且所述接地選線邏輯控制裝置包括控制系統(tǒng)通信管理模塊和控制系統(tǒng)通信邏輯處理模塊，分別負責接地選線邏輯控制裝置與各個小電流選線裝置的通信和判斷哪一級線路發(fā)生了接地故障。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)，其特征在于，在所述第1至第N級小電流選線裝置中，采用第1和第2級小電流選線裝置之間通過屏蔽雙絞線相互連接通訊、然后第1和第2級小電流選線裝置作為一個整體通過第1或者第2級小電流選線裝置同接地選線邏輯控制裝置進行光纖通訊的方式替代第1和第2級小電流選線裝置獨立地同接地選線邏輯控制裝置進行光纖通訊。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)，其特征在于，在接地選線邏輯控制裝置和各級小電流選線裝置中分別設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換接口。
4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)，其特征在于，所述接地選線邏輯控制裝置和各級小電流選線裝置之間的通訊協(xié)議為Modbus協(xié)議。
5.一種應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)中的多級供電網(wǎng)絡(luò)中接地故障的判別方法，該多級供電網(wǎng)絡(luò)為N級供電網(wǎng)絡(luò)，每級供電網(wǎng)絡(luò)的配電段中都設(shè)置有小電流選線裝置，形成第1至第N級小電流選線裝置，所述判別方法包括步驟(1)判斷第N級小電流選線裝置是否報警；(2)若第N級小電流選線裝置報警，則判定第N級供電網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的回路發(fā)生接地故障；(3)若第N級小電流選線裝置未報警，則繼續(xù)判斷第N-I級小電流選線裝置是否報警；(4)若第N-I級小電流選線裝置報警，則判定第N-I級供電網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的回路發(fā)生接地故障；(5)若第N-I級小電流選線裝置未報警，則判定第N-2級小電流選線裝置是否報警；(6)持續(xù)上述步驟，直至第1級小電流選線裝置，若第1級小電流選線裝置報警，則判定第1級供電網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的回路發(fā)生接地故障，否則，返回步驟(1)；其中，所述N是大于1的自然數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于多級供電網(wǎng)絡(luò)中判別接地故障的系統(tǒng)h和判別接地故障的方法，多級供電網(wǎng)絡(luò)為N級供電網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)包括設(shè)置于各級供電網(wǎng)絡(luò)的配電段中的小電流選線裝置，形成第1至第N級小電流選線裝置，該系統(tǒng)還包括接地選線邏輯控制裝置，所述第1至第N級小電流選線裝置分別獨立地通過光纖與所述接地選線邏輯控制裝置連接通訊。根據(jù)本發(fā)明的判斷方法，對多級供電網(wǎng)絡(luò)接地選線裝置的接地報警信號進行統(tǒng)一管理，然后準確判斷哪一級、哪一回線路發(fā)生了接地故障，直接找出接地線路。
文檔編號G01R31/08GK102279347SQ201110176899
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者王樂天, 白文光, 聶維新, 蔡紅軍, 鄔超慧 申請人:內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院