對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例提供了一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置。該裝置主要包括：安裝在配電線路的分支上的配電線路在線監(jiān)控單元、設(shè)置在配電網(wǎng)的管理控制中心的故障信息處理裝置和安裝在配電網(wǎng)的變電站母線上的配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置；故障信息處理裝置基于預(yù)先設(shè)定的判據(jù)信息，對配電線路監(jiān)控單元發(fā)送過來的短路故障信息進行融合處理，獲取短路故障信息的故障位置信息。本實用新型實施例能夠準確檢測短路、斷路、單相接地等多種配網(wǎng)故障，全面地解決了配電網(wǎng)故障、不擴大事故、保護設(shè)備、降低人身感電風險、快速、準確選擇故障線路和故障點的定位。
【專利說明】對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及配電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的
>J-U裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，人們對供電服務(wù)、電能質(zhì)量的要求越來越高。為此我國提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的總體目標，智能電網(wǎng)由智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)組成，十二五規(guī)劃對智能配電網(wǎng)提出了安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效、靈活互動的三大目標，其核心內(nèi)容之一是使配電網(wǎng)具有更高的供電可靠性，具有自愈(重構(gòu))功能，最大限度減少供電故障對用戶的影響。
[0003]據(jù)統(tǒng)計，電力用戶遭受的停電事故95%以上是由于配電系統(tǒng)原因造成的，而配電系統(tǒng)故障80%是單相接地故障。單相接地故障易產(chǎn)生電弧、過電壓，引起相間短路跳閘、設(shè)備損壞。特別是現(xiàn)階段配電系統(tǒng)分支線多、線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在發(fā)生故障時一般僅出口斷路器跳閘，即使在主干線上用開關(guān)分段，也只能隔離有限的幾段，并且要找出具體故障位置往往需耗費大量人力、物力和時間是。因此，及時準確地確定接地線路和故障點，對于配電網(wǎng)的供電可靠性、安全性具有十分重要意義。
[0004]目前，普遍采用的配電網(wǎng)故障的定位方法為:采用人工現(xiàn)場巡線的方法查找故障，每次查找和排除故障至少需要幾個小時時間。因此，開發(fā)一種高效率的配電網(wǎng)故障的自動定位方法是十分有必要的。
[0005]目前配電網(wǎng)運行環(huán)境復(fù)雜，在發(fā)生設(shè)備故障后給線路巡視工作帶來了難處?，F(xiàn)在采用發(fā)生故障人工巡線的方法查找故障，每次查找和排除故障至少需要幾個小時時間，自動化水平不高，將消耗大量的人力資源，無法滿足日益增長的配電線路運行的需要。因此，開發(fā)一種對配電網(wǎng)的故障進行在線、及時、準確地監(jiān)測的系統(tǒng)是十分必要的。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的實施例提供了一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，以實現(xiàn)對配電網(wǎng)的故障進行快速、準確的監(jiān)測和定位。
[0007]一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，包括:配電線路在線監(jiān)控單元、故障信息處理裝置和配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置，所述的配電線路在線監(jiān)控單元安裝在配電線路的分支上，所述的故障信息處理裝置設(shè)置在配電網(wǎng)的管理控制中心，所述的配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置安裝在配電網(wǎng)的變電站母線上；
[0008]所述的故障信息處理裝置基于預(yù)先設(shè)定的判據(jù)信息，對所述配電線路監(jiān)控單元發(fā)送過來的短路故障信息進行融合處理，獲取所述短路故障信息的故障位置信息。
[0009]由上述本實用新型的實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例通過采用基于網(wǎng)絡(luò)模式下的配電網(wǎng)故障在線監(jiān)測、定位及分析，能夠準確檢測短路、斷路、單相接地等多種配網(wǎng)故障，全面地解決了配電網(wǎng)故障、不擴大事故、保護設(shè)備、降低人身感電風險、快速、準確選擇故障線路和故障點的定位，對減少停電時間、保護電網(wǎng)設(shè)備、提高供電可靠性、提高供電部門和用戶的經(jīng)濟效益具有重要意義，也是智能配電網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本實用新型實施例一提供的一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實用新型實施例二提供的一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的方法的處理流程圖。
【具體實施方式】
[0013]為便于對本實用新型實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個實施例并不構(gòu)成對本實用新型實施例的限定。
[0014]實施例一
[0015]本實用新型實施例根據(jù)配電網(wǎng)覆蓋面積大，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特征，研究基于物聯(lián)技術(shù)，無線光纖多網(wǎng)融合，建立滿足配電網(wǎng)需要的可靠的在線監(jiān)測通訊網(wǎng)絡(luò)。研究經(jīng)低阻抗變壓器注入信號方式，實現(xiàn)單相接地故障保護狀態(tài)下的故障定位，增強注入信號強度，提高故障定位精度；研究多判據(jù)故障檢測器，實現(xiàn)短路、斷路、單相接地故障準確判斷。
[0016]該實施例提供了一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括如下的模塊:配電線路監(jiān)控單元11、通訊裝置12、配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置13、配故障信息處理裝置14，以變電站母線及其所屬配出線路劃分為若干子系統(tǒng)。
[0017]配電線路在線監(jiān)控單元11，用于安裝在配電線路分支上，采用互感器取電、大容量電池或太陽能供電方式，根據(jù)檢測到的配電線路的負荷電流變化判斷短路故障；根據(jù)接收到的配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置發(fā)送過來的注入信號，判斷單相接地故障，將所述短路故障、單相接地故障發(fā)送給通訊器。該配電線路在線監(jiān)控單元和分段開關(guān)、分支斷路器連接，接收到所述故障信息處理裝置發(fā)送過來的故障隔離指令后，利用分段開關(guān)、分支斷路器對所述故障位置所在的故障區(qū)域進行隔離。
[0018]通訊器12，用于安裝在配電線路分支上，和所述配電線路在線監(jiān)控單元連接，將所述配電線路在線監(jiān)控單元發(fā)送過來的短路故障、單相接地故障發(fā)送給故障信息處理裝置。
[0019]配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置13，用于安裝在變電站母線上，為每個子系統(tǒng)的核心部件。采用故障相自動經(jīng)低阻抗變壓器接地方式來轉(zhuǎn)移故障點接地電流，實現(xiàn)熄滅單相接地故障電??；采用穩(wěn)態(tài)保護接地方式限制間歇性接地過電壓；采用故障相、人體、大地三者強迫等電位的方法實現(xiàn)對人身感電的有效保護；采用零序電壓與線電壓幅值相位比較進行接地選相，利用接地轉(zhuǎn)移前后零序電流轉(zhuǎn)移特征方程進行故障選線方法，采用低阻抗變壓器二次線圈注入信號方式，實現(xiàn)單相接地保護狀態(tài)下的故障定位和自動復(fù)歸。[0020]故障信息處理裝置14，用于設(shè)置在配電網(wǎng)的管理控制中心，可以接入配電網(wǎng)GIS (Geographic Information System,地理信息系統(tǒng))信息、PMS (power productionmanagement system,工程生產(chǎn)管理系統(tǒng))信息,實時監(jiān)測配電網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和故障，將相間短路和單相接地短路故障的指示和定位功能一起實現(xiàn)，對各配電線路監(jiān)控單元所傳信息進行處理，結(jié)合多種判據(jù)，應(yīng)用信息融合方法，智能給出故障位置，故障類型等信息，在故障發(fā)生時自動進行故障推屏、停電范圍分析、故障點定位，便于電路的維護和事故搶修，又可用來對配電網(wǎng)設(shè)施進行管理，便于設(shè)施信息的錄入、查詢和統(tǒng)計。根據(jù)所述短路故障信息的故障位置信息，通過所述通訊器向所述配電線路在線監(jiān)控單元發(fā)送故障隔離指令，為遙控系統(tǒng)提供動作信息，遠程遙控分支斷路器，隔離故障區(qū)域，實現(xiàn)智能配電網(wǎng)自愈和重構(gòu)。
[0021]由于配電網(wǎng)單相接地監(jiān)控單元分布在IOkV配電線路分支上，單元供電可采取多種方式結(jié)合:利用電磁感應(yīng)原理，通過非接觸式電磁傳感器從線路取電，配合可充電電池，構(gòu)成供電電壓。對于低負荷或間斷負荷線路，使用太陽能供電方式。
[0022]上述配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置作為站端設(shè)備，通過變電站光纖網(wǎng)絡(luò)與故障信息處理裝置進行通訊，上述變電站光纖網(wǎng)絡(luò)為電力系統(tǒng)專用，可以保證其安全性。
[0023]上述的通訊器根據(jù)地域和配網(wǎng)情況，可選擇多種通訊方式:在大中城市，利用配網(wǎng)自動化光纖通道，實時性強，安全性高；在農(nóng)村電網(wǎng)采用GPRS (通用分組無線服務(wù)技術(shù)，GeneralPacketRadioService)公用網(wǎng)絡(luò)，申請專用號段，覆蓋面積廣，同時可以避免其他用戶占用資源；在自閉和貫通線路，使用短無線網(wǎng)絡(luò)，配合中繼，構(gòu)建專用網(wǎng)絡(luò)，具有較高的性價比。與配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置采用專用協(xié)議，防止非法侵入和失真信息流入。
[0024]實施例二
[0025]該實施例提供的一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的方法的處理流程如圖2所示，包括如下的處理步驟:
[0026]步驟21、在配電線路的分支上安裝配電線路在線監(jiān)控單元，在配電網(wǎng)的管理控制中心設(shè)置故障信息處理裝置，在配電網(wǎng)的變電站母線上安裝配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置。
[0027]步驟22、所述的配電線路在線監(jiān)控單元根據(jù)檢測到的所述配電線路的負荷電流變化判斷所述配電線路的短路故障，將所述配電線路的短路故障信息發(fā)送給配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置和故障信息處理裝置。
[0028]步驟23、所述的故障信息處理裝置基于預(yù)先設(shè)定的判據(jù)信息，對所述配電線路監(jiān)控單元發(fā)送過來的短路故障信息進行融合處理，獲取所述短路故障信息的故障位置信息。
[0029]所述的配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置接收到所述配電線路在線監(jiān)控單元發(fā)送過來的短路故障信息后，采用故障相自動經(jīng)低阻抗變壓器接地方式來轉(zhuǎn)移所述短路故障的故障點接地電流，實現(xiàn)熄滅單相接地故障電弧。
[0030]所述的方法還包括:
[0031 ] 將通訊器安裝在配電線路分支上，所述通信模塊和所述配電線路在線監(jiān)控單元連接，將所述配電線路在線監(jiān)控單元發(fā)送過來的短路故障信息發(fā)送給故障信息處理裝置。
[0032]所述的方法還包括:
[0033]所述的配電線路在線監(jiān)控單元根據(jù)接收到的配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置發(fā)送過來的注入信號，判斷單相接地故障，將所述單相接地故障發(fā)送給通訊器；[0034]所述的通訊器將所述配電線路在線監(jiān)控單元發(fā)送過來的單相接地故障發(fā)送給故障信息處理裝置。
[0035]所述的方法還包括:
[0036]所述的故障信息處理裝置根據(jù)所述短路故障信息的故障位置信息，通過所述通訊器向所述配電線路在線監(jiān)控單元發(fā)送故障隔離指令；
[0037]所述的配電線路在線監(jiān)控單元接收到所述故障信息處理裝置發(fā)送過來的故障隔離指令后，利用分段開關(guān)、分支斷路器對所述故障位置所在的故障區(qū)域進行隔離。
[0038]所述的方法還包括:
[0039]所述的配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置采用穩(wěn)態(tài)保護接地方式限制間歇性接地過電壓；采用故障相、人體、大地三者強迫等電位的方法實現(xiàn)對人身感電的有效保護；采用零序電壓與線電壓幅值相位比較進行接地選相，利用接地轉(zhuǎn)移前后零序電流轉(zhuǎn)移特征方程進行故障選線方法，采用低阻抗變壓器二次線圈注入信號方式，實現(xiàn)單相接地保護狀態(tài)下的故障定位和自動復(fù)歸。
[0040]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本實用新型所必須的。
[0041]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實施例中的設(shè)備中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的設(shè)備中，也可以進行相應(yīng)變化位于不同于本實施例的一個或多個設(shè)備中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。
[0042]綜上所述，本實用新型實施例通過采用基于網(wǎng)絡(luò)模式下的配電網(wǎng)故障在線監(jiān)測、定位及分析，能夠準確檢測短路、斷路、單相接地等多種配網(wǎng)故障，全面地解決了配電網(wǎng)故障、不擴大事故、保護設(shè)備、降低人身感電風險、快速、準確選擇故障線路和故障點的定位，對減少停電時間、保護電網(wǎng)設(shè)備、提高供電可靠性、提高供電部門和用戶的經(jīng)濟效益具有重要意義，也是智能配電網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。
[0043]本實用新型實施例結(jié)合故障自動定位系統(tǒng)查找故障，可以大大節(jié)省故障查找時間。配網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)的實施將減少因線路故障引起停電造成的經(jīng)濟損失，預(yù)期可以取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。因此具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0044]本實用新型實施例的對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置可以作為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的子系統(tǒng)，在配網(wǎng)自動化無法覆蓋的地區(qū)實現(xiàn)故障定位和線路信息在線監(jiān)測，為建立有效快速復(fù)電機制摸索，可直接應(yīng)用于所有配電線路，項目本身實施簡便快捷，因此可以大量推廣和復(fù)制。
[0045]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，其特征在于，包括:配電線路在線監(jiān)控單元、故障信息處理裝置和配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置，所述的配電線路在線監(jiān)控單元安裝在配電線路的分支上，所述的故障信息處理裝置設(shè)置在配電網(wǎng)的管理控制中心，所述的配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置安裝在配電網(wǎng)的變電站母線上； 所述的故障信息處理裝置基于預(yù)先設(shè)定的判據(jù)信息，對所述配電線路監(jiān)控單元發(fā)送過來的短路故障信息進行融合處理，獲取所述短路故障信息的故障位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，其特征在于，所述的裝置還包括:安裝在配電線路分支上的通訊器，所述通訊器和所述配電線路在線監(jiān)控單元連接，將所述配電線路在線監(jiān)控單元發(fā)送過來的短路故障信息發(fā)送給故障信息處理裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，其特征在于，所述的配電線路在線監(jiān)控單元采用互感器取電、大容量電池或太陽能供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，其特征在于，所述的互感器包括非接觸式電磁傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，其特征在于，所述的配電網(wǎng)單相接地綜合保護裝置通過變電站光纖網(wǎng)絡(luò)與所述故障信息處理裝置進行通訊。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，其特征在于，所述的通訊器在城市利用配網(wǎng)自動化光纖通道；在農(nóng)村電網(wǎng)采用通用分組無線服務(wù)技術(shù)GPRS公用網(wǎng)絡(luò)；在自閉和貫通線路，使用短無線網(wǎng)絡(luò)，配合中繼，構(gòu)建專用網(wǎng)絡(luò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對配電網(wǎng)故障進行監(jiān)測和定位的裝置，其特征在于，所述的配電線路在線監(jiān)控單元和分段開關(guān)、分支斷路器連接，利用所述分段開關(guān)、分支斷路器對所述故障位置所在的故障區(qū)域進行隔離。
【文檔編號】G01R31/08GK203465374SQ201320302710
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】劉思青, 張紅娜, 宋曉磊, 劉貴濤, 張國明, 楊鵬飛, 索貴龍, 付金光, 陳亞輝 申請人:河南省電力公司鶴壁供電公司