本發(fā)明涉及低壓配電網(wǎng)故障定位與故障隔離領(lǐng)域，特別是一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工廠、樓宇以及居民小區(qū)等低壓配電網(wǎng)使用了大量電線或電纜以實現(xiàn)低壓電能配送，但低壓用戶眾多，線路紛繁復雜，在線路發(fā)生故障后查找困難。特別是在我國經(jīng)歷了快速發(fā)展的建設(shè)期后，電力基礎(chǔ)設(shè)施的運行維護出現(xiàn)了難點，從用戶不斷提高的供電服務(wù)質(zhì)量需求出發(fā)，低壓電路的故障定位成為了新的研究熱點。

目前低壓電路故障定位方法主要有離線式和在線式兩類，離線式方法包括脈沖電壓法、脈沖電流法和電橋法等，但該類方法主要應用于故障發(fā)生后使用，且排查故障時間長；另一類為在線式，該類方法可以在線監(jiān)測電線或電纜狀態(tài)，在故障發(fā)生后可以對故障進行快速定位，該類方法主要有tdr(時域反射法)和sstdr(spreadspectrumtimedomainreflectometry,擴展頻譜的時域反射法)等反射法。

sstdr監(jiān)測原理為將入射信號送入待測電纜，入射信號在電纜故障點處會由于阻抗不匹配而發(fā)生反射，同時接收反射信號，將入射信號與反射信號按如下公式進行相關(guān)運算：

式中，s(t)為入射信號，x(t-τ)為反射信號，r(t)為相關(guān)運算結(jié)果，t為檢測信號周期，從相關(guān)運算結(jié)果(檢測曲線)中可以提取電纜故障的類型和距離。

sstdr其優(yōu)勢在于對電纜的信號檢測不影響電纜的正常工作，因而可以在電網(wǎng)正常工作時實現(xiàn)在線監(jiān)測，對于及時發(fā)現(xiàn)電纜運行過程中出現(xiàn)的故障以及潛在隱患具有極為重要的意義。

但在多分支電纜系統(tǒng)中，分支點處的多重反射會影響對故障信息的提取，定位精度會大大降低，因此如何將sstdr應用于多分支線路中，是實現(xiàn)反射法由單支路推廣到電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應用的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位方法與系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)sstdr不適用于多分支電路的技術(shù)問題，實現(xiàn)了電網(wǎng)在線監(jiān)測，提高了故障定位精度。

為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

s101、配置sstdr發(fā)生器和阻波器；

s102、站室終端獲取低壓配電網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)；

s103、根據(jù)低壓配電網(wǎng)運行狀態(tài)選擇是否啟動sstdr發(fā)生器；

s104、sstdr發(fā)生器獲取故障類型以及故障位置，并發(fā)送至站室終端。

優(yōu)選地，所述sstdr發(fā)生器和阻波器的具體配置為：在每段線路中均配置sstdr發(fā)生器，如果線路末端具有分支，則在線路首末兩端配置阻波器，如果線路末端沒有分支，則只在首端配置阻波器。

優(yōu)選地，所述sstdr發(fā)生器的入射信號頻率設(shè)定在5mhz-50mhz，阻波器設(shè)置為濾除1mhz以上的高頻信號。

優(yōu)選地，所述低壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)包括母線三相電壓、支路三相電流和支路斷路器狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述母線三相電壓通過配置在配電室母線的低壓電壓量測模塊來獲取；所述支路三相電流通過配置在各條線路的低壓電流量測模塊來獲??；所述支路斷路器狀態(tài)通過配置在各條線路的開關(guān)量輸入輸出模塊來獲取。

優(yōu)選地，所述步驟s103的具體過程為：當每秒內(nèi)母線三相電壓有效值跌落超過20％或支路斷路器狀態(tài)為閉合但支路三相電流值跌落至零，則啟動該支路的sstdr發(fā)生器。

優(yōu)選地，所述站室終端與所述的低壓電壓量測模塊、低壓電流量測模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊以及sstdr發(fā)生器之間的數(shù)據(jù)通信方式為以太網(wǎng)通信。

本發(fā)明還提供了一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位系統(tǒng)，包括：

站室終端，用于獲取低壓配電網(wǎng)運行狀態(tài)以及記錄線路故障信息；

低壓電壓量測模塊，用于獲取母線三相電壓；

低壓電流量測模塊，用于獲取支路三相電流；

開關(guān)量輸入輸出模塊，用于獲取支路斷路器狀態(tài)；

sstdr發(fā)生器，用于獲取線路故障信息；

阻波器，用于將所述sstdr發(fā)生器發(fā)送的擴展頻譜時域反射波封閉在測量區(qū)間內(nèi)。

優(yōu)選地，在每段線路中均配置所述sstdr發(fā)生器，如果線路末端具有分支，則在線路首末兩端配置所述阻波器，如果線路末端沒有分支，則只在首端配置所述阻波器。

優(yōu)選地，所述站室終端與所述的低壓電壓量測模塊、低壓電流量測模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊以及sstdr發(fā)生器之間的數(shù)據(jù)通信方式為以太網(wǎng)通信。

發(fā)明內(nèi)容中提供的效果僅僅是實施例的效果，而不是發(fā)明所有的全部效果，上述技術(shù)方案中的一個技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可適應由中心配電室或柱上變壓器臺區(qū)到低壓用戶電能計量表前的低壓線路故障定位，通過站室配電終端對低壓線路量測數(shù)據(jù)監(jiān)測啟動故障定位，正常狀態(tài)下無諧波注入，在故障情況下通過sstdr發(fā)生器可快速實現(xiàn)故障測距，再加以阻波器的配合可實現(xiàn)多個sstdr發(fā)生器分區(qū)段定位，有效適應低壓線路t型連接及分支箱等多分支情況，實現(xiàn)了反射法由單支路推廣到電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應用，且可在電路正常工作時進行在線監(jiān)測，大大降低了故障定位時間，并提高了定位精度，為故障檢修縮短了查找時間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中所提供的一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例中所提供的多分支線路示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中所提供的發(fā)生故障時的多分支線路示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中所提供的一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

為了能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本發(fā)明進行詳細闡述。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例所提供的一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位方法進行詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位方法，包括以下步驟：

s101、配置sstdr發(fā)生器和阻波器。

由于sstdr發(fā)生器所產(chǎn)生的入射信號會在分支處產(chǎn)生反射動作，影響故障定位的精度，而在分支處設(shè)置阻波器可以有效的屏蔽入射信號，防止入射信號在分支處發(fā)生反射，保證了sstdr發(fā)生器發(fā)送的擴展頻譜時域反射波被封閉在測量區(qū)間內(nèi)。因此可將sstdr發(fā)生器的入射信號頻率設(shè)定在5mhz-50mhz，而阻波器可以濾除1mhz以上的高頻信號。

在每段線路中均配置sstdr發(fā)生器，如果線路末端具有分支，則在線路首末兩端配置阻波器，如果線路末端沒有分支，則只在首端配置阻波器。

如圖2所示的線路l1、l2，在兩段線路中均配置sstdr發(fā)生器，由于線路l1末端還具有分支線路，因此，在線路l1的首末兩端均配置阻波器，而線路l2末端不具有分支線路，因此在線路l2中，只在首端配置阻波器。

所述sstdr發(fā)生器的啟動與停止由站室終端設(shè)定。

s102、站室終端獲取低壓配電網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)。

在配電室站中配置站室終端，所述站室終端為設(shè)置在配電站室內(nèi)的控制終端，用于獲取低壓配電網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)。所述運行狀態(tài)包括母線三相電壓、支路三相電流和支路斷路器狀態(tài)。

所述母線三相電壓通過配置在配電室母線的低壓電壓量測模塊來獲?。?/p>

所述支路三相電流通過配置在各條線路的低壓電流量測模塊來獲?。?/p>

所述支路斷路器狀態(tài)通過配置在各條線路的開關(guān)量輸入輸出模塊來獲取。

所述站室終端與所述的低壓電壓量測模塊、低壓電流量測模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊以及sstdr發(fā)生器之間的數(shù)據(jù)通信方式為以太網(wǎng)通信。

s103、根據(jù)低壓配電網(wǎng)運行狀態(tài)選擇是否啟動sstdr發(fā)生器。

在站室終端獲取到低壓配電網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)后，對母線三相電壓、支路三相電流和支路斷路器進行判斷，如果每秒內(nèi)母線三相電壓有效值跌落超過20％或支路斷路器位置信號為閉合但支路三相電流值跌落至零，則啟動該支路的sstdr發(fā)生器，發(fā)送擴展頻譜時域反射波進行故障測距。

s104、站室終端獲取故障類型以及位置。

sstdr發(fā)生器將故障類型以及故障位置通過以太網(wǎng)發(fā)送至站室終端，并由站室終端發(fā)送至檢修人員。

如圖3所示，當線路l3處發(fā)生短路故障時，其所在支路l5的電流會發(fā)生變化，當?shù)蛪弘娏髁繙y模塊監(jiān)測到電流變化信息后，如果開關(guān)量輸入輸出模塊確認l5處的斷路器處于閉合狀態(tài)，則站室終端通過以太網(wǎng)通信啟動支路l5及其分支線路上的sstdr發(fā)生器，即sstdr3、sstdr4、sstdr5、sstdr6和sstdr7。當sstdr4監(jiān)測到線路l3處故障后，會將故障類型與故障位置發(fā)送至站室終端，站室終端會將故障信息記錄，并發(fā)送給檢修人員。

如圖4所示，本發(fā)明實施例還提供一種主動型低壓多分支電網(wǎng)的區(qū)段故障定位系統(tǒng)，包括：

站室終端，用于獲取低壓配電網(wǎng)運行狀態(tài)以及記錄線路故障信息；

低壓電壓量測模塊，用于獲取母線三相電壓；

低壓電流量測模塊，用于獲取支路三相電流；

開關(guān)量輸入輸出模塊，用于獲取支路斷路器狀態(tài)；

sstdr發(fā)生器，用于獲取線路故障信息；

阻波器，用于將所述sstdr發(fā)生器發(fā)送的擴展頻譜時域反射波封閉在測量區(qū)間內(nèi)；

所述站室終端分別與所述的低壓電壓量測模塊、低壓電流量測模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊和sstdr發(fā)生器連接。

在每段線路中均配置一個sstdr發(fā)生器，如果線路末端具有分支，則在線路首末兩端均配置阻波器，如果線路末端沒有分支，則只在首端配置阻波器。

所述站室終端監(jiān)測所述低壓電壓量測模塊、低壓電流量測模塊和開關(guān)量輸入輸出模塊的運行狀態(tài)，即母線三相電壓、支路三相電流和支路斷路器狀態(tài)。并根據(jù)所述運行狀態(tài)選擇是否啟動sstdr發(fā)生器。

當?shù)蛪号潆娋W(wǎng)中每秒內(nèi)母線三相電壓有效值跌落超過20％或支路斷路器位置信號為閉合但支路三相電流值跌落至零，則啟動該支路的sstdr發(fā)生器，發(fā)送擴展頻譜時域反射波進行故障測距，故障線路中的sstdr發(fā)生器會監(jiān)測到故障信號，并將故障類型與故障位置發(fā)送至站室終端，站室終端會將故障信息記錄，并發(fā)送給檢修人員。

通過在多分支電路中配置sstdr發(fā)生器以及阻波器，解決了傳統(tǒng)sstdr不適用于多分支電路的技術(shù)問題，實現(xiàn)了電網(wǎng)在線監(jiān)測，提高了故障定位精度，為故障檢修縮短了查找時間。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。