專利名稱：監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)中線路故障的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)中線路故障的方法。
現(xiàn)在，由于電力部門放松管制，特別是放松了中壓供電網(wǎng)的管制，通過(guò)中壓供電網(wǎng)，向用戶提供電力的業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。電力供應(yīng)者總是要尋找新的思路以降低電力供應(yīng)的成本。同時(shí)，電力供應(yīng)者被迫減少電力供應(yīng)中斷，以滿足顧客需求以及在行業(yè)管理部門的需求，從而為顧客提供更可靠的服務(wù)。
為了滿足這些需要，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)更加嚴(yán)格地檢測(cè)其網(wǎng)絡(luò)，電力供應(yīng)者可以減少來(lái)自中壓供電網(wǎng)的浪費(fèi)，以及用盡可能快的方式，處理中壓供電網(wǎng)中的任何故障。這樣以來(lái)，既可以減少發(fā)電的總成本，又可以確保對(duì)中壓供電網(wǎng)中發(fā)生的任何故障的更迅速的反應(yīng)。然而，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)的已知方法存在這樣的問(wèn)題，通常由測(cè)量傳感器提供的信息不夠精確，不能真實(shí)反映中壓線路實(shí)際發(fā)生的問(wèn)題，并在采取任何糾正故障行動(dòng)之前，不得不等待線路中的故障狀況。
已知的中壓供電網(wǎng)監(jiān)測(cè)方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是，這些方法僅僅在架空電力線路上操作。當(dāng)今，越來(lái)越多的電力線安裝都采用地下線路，特別是城市中和城市周圍而不是以前使用的架空線路。地下線路的問(wèn)題是，這些線路與架空線路相比，在線路中存在較大的電容電流。因此當(dāng)線路從架空線路變成地下線路時(shí)，線路狀態(tài)就會(huì)發(fā)生很大變化，這就造成已知的線路監(jiān)測(cè)方法產(chǎn)生錯(cuò)誤的測(cè)量和結(jié)果。這在一定程度上是由于監(jiān)測(cè)線路的方式，其對(duì)線路逐個(gè)抽樣分析。通過(guò)使用這種方法，可以實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確度是受限的，特別是在線路包含地下部分的情況下。因此，在具有大量地下中壓線路的城市周圍以及其他區(qū)域中，已知方法不適合精確測(cè)量中壓供電網(wǎng)。
已知的中壓供電網(wǎng)監(jiān)測(cè)方法的另一個(gè)問(wèn)題是檢測(cè)系統(tǒng)是完全被動(dòng)的，系統(tǒng)在在線上采取任何校正行動(dòng)之前，總是等待故障狀態(tài)。往往，這樣做實(shí)際上太遲了，因?yàn)楣收峡赡芎車?yán)重，造成了某個(gè)區(qū)域停電，這會(huì)給中壓供電網(wǎng)電力供應(yīng)者的用戶造成極大的不便。這會(huì)引起顧客對(duì)電力供應(yīng)者的不滿，進(jìn)而為其電力需求尋找其他替代者。因此，需要一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)方法，其可以對(duì)中壓供電網(wǎng)進(jìn)行更全面的分析，這樣可以對(duì)中壓線路的監(jiān)測(cè)和維護(hù)采取更主動(dòng)的對(duì)策。該監(jiān)測(cè)方法允許電力供應(yīng)者在供電線路上執(zhí)行預(yù)防性維護(hù)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種中壓供電網(wǎng)線路故障監(jiān)測(cè)方法，其可以克服至少一些困難，同時(shí)其實(shí)現(xiàn)可以節(jié)約成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，所述中壓供電網(wǎng)包括一個(gè)電力發(fā)電站，所述電力發(fā)電站為中壓電力線路網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)客戶提供電力，控制中心計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)離所述電力發(fā)電站位于所述中壓電力線路上的多個(gè)測(cè)量傳感器，所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)進(jìn)一步包括三個(gè)單獨(dú)的測(cè)量單元，每一個(gè)測(cè)量單元相對(duì)于所述測(cè)量傳感器的其他測(cè)量單元被設(shè)置在所述中壓電力線路的不同相位上，而且每一個(gè)測(cè)量傳感器具有與所述控制中心計(jì)算機(jī)通信的裝置，所述方法包括下列步驟所述控制中心計(jì)算機(jī)傳送同步信號(hào)到被設(shè)置在所述中壓電力線路上的所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)；所述測(cè)量單元檢測(cè)各自中壓電力線路，且每個(gè)測(cè)量傳感器基于逐個(gè)周期的基礎(chǔ)確定其設(shè)置于之上的所述中壓電力線路的失衡電流IB；所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)確定其各自的中壓供電線路上是否存在單周期故障；并且如果測(cè)量傳感器確定在其各自的中壓電力線路上存在單周故障上，所述測(cè)量傳感器傳送線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告給所述中心控制計(jì)算機(jī)。
通過(guò)使用這種方法，有可能使用比以前更全面的方式，監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)。通過(guò)逐個(gè)周期地測(cè)量失衡電流，可以準(zhǔn)確地測(cè)量中壓供電網(wǎng)，無(wú)論所述中壓線路是架空線路還是地下線路。此外，通過(guò)逐個(gè)周期地測(cè)量失衡電流，所述方法可以更精確地監(jiān)測(cè)線路狀況，并能更全面的發(fā)現(xiàn)線路狀況的任何改變。這進(jìn)而使得網(wǎng)絡(luò)工作人員可以確定是否存在小的單周期線路故障，這種小故障不經(jīng)常出現(xiàn)，但這樣的故障會(huì)發(fā)展成更嚴(yán)重的故障。通過(guò)逐周地檢測(cè)故障，網(wǎng)絡(luò)操作人員可以預(yù)測(cè)是否以及何時(shí)可能出現(xiàn)比較嚴(yán)重的故障，以及故障發(fā)生位置。然后，如果認(rèn)為有必要，操作員就可以采取預(yù)防措施，以避免電力線路停電?？梢詫?shí)現(xiàn)這種方法的部分原因是因?yàn)闇y(cè)量傳感器的同步，因?yàn)檫@樣它們能夠以全面的方法執(zhí)行逐周的測(cè)量。這樣，系統(tǒng)還能夠?qū)ふ易庸收?。這些故障可以指示網(wǎng)絡(luò)部件質(zhì)量的退化。盡管造成所述子故障的部件依然工作，但這些部件的使用壽命快到了，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行優(yōu)先更換。通過(guò)使用本發(fā)明所述的方法，網(wǎng)絡(luò)操作員可以實(shí)施預(yù)防性維護(hù)策略以提高客戶服務(wù)質(zhì)量。
此外，通過(guò)使用這種方法，使用的通信數(shù)量會(huì)大大減少。從測(cè)量傳感器到控制中心計(jì)算機(jī)的通信由檢測(cè)到線路上的單周故障的測(cè)量傳感器發(fā)起，而不是每個(gè)測(cè)量樣本都被傳送到控制中心計(jì)算機(jī)。在測(cè)量傳感器上進(jìn)行計(jì)算，這樣就降低了控制中心計(jì)算機(jī)的計(jì)算負(fù)擔(dān)。這大大縮小了通信負(fù)擔(dān)，進(jìn)而降低了對(duì)傳輸器的功率要求，如果需要的話，可以使用無(wú)線通信，無(wú)線通信比較偏移，可以縮小實(shí)施該系統(tǒng)的總成本。此外，通過(guò)使用這種方法，由于涉及的測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)量，有可能把數(shù)據(jù)存入傳感器上的存儲(chǔ)器中，一直到有必要時(shí)才向控制中心計(jì)算機(jī)傳送。這提供了比以前更靈活的方法。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)中的線路故障方法，其中所述測(cè)量傳感器測(cè)量所述失衡電流IB的所述步驟，進(jìn)一步包括所述測(cè)量傳感器確定所述失衡電流的相位和幅度。通過(guò)測(cè)量所述失衡電流的相位和幅度，所述方法能夠?qū)收线M(jìn)行更準(zhǔn)確的檢測(cè)，因而錯(cuò)誤的故障檢測(cè)會(huì)比在先方法少?？梢詫?duì)中壓供電網(wǎng)進(jìn)行更詳細(xì)的分析，測(cè)量傳感器能夠確定線上故障的嚴(yán)重性和可能原因。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，在所述電力發(fā)電站測(cè)量開(kāi)口三角電壓和將所述開(kāi)口三角電壓測(cè)量的結(jié)果傳送到所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)。通過(guò)把開(kāi)口三角電壓測(cè)量的結(jié)果傳送到每一個(gè)測(cè)量傳感器，所述測(cè)量傳感器可以在其計(jì)算中使用開(kāi)口三角電壓的相位信息。通過(guò)使控制中心計(jì)算機(jī)與測(cè)量傳感器同步，測(cè)量傳感器進(jìn)行的每一個(gè)測(cè)量都可以與開(kāi)口三角電壓相位的測(cè)量結(jié)果相關(guān)。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中將所述開(kāi)口三角電壓測(cè)量結(jié)果傳送到所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)的步驟，進(jìn)一步包括，傳送所述開(kāi)口三角電壓的相位到所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)，并且所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)把所述失衡電流IB的所述相位和所述開(kāi)口三角電壓的相位進(jìn)行比較。這是一種非常有用的確定是否存在線上故障以及故障位置的方法。此外，開(kāi)口三角電壓相位和失衡電流相位的比較可以在測(cè)量傳感器上執(zhí)行，從而把控制中心計(jì)算機(jī)的計(jì)算負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移到測(cè)量傳感器上。這種比較執(zhí)行起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且容易顯示任何線路故障，并及時(shí)匯報(bào)給控制中心計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中如果所述失衡電流IB的所述相位，和所述開(kāi)口三角電壓的所述相位低于預(yù)先設(shè)定的夾角，則所述測(cè)量傳感器將線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告?zhèn)魉偷剿隹刂浦行挠?jì)算機(jī)。這是測(cè)量傳感器上可以進(jìn)行的簡(jiǎn)單比較，可以確定此時(shí)發(fā)生在中壓線路上的任何故障。該比較可以在遠(yuǎn)離控制中心計(jì)算機(jī)的傳感器上進(jìn)行，而不用把更多的計(jì)算負(fù)擔(dān)放在測(cè)量傳感器上。通過(guò)在測(cè)量傳感器上進(jìn)行比較，故障檢測(cè)過(guò)程將被加速，網(wǎng)絡(luò)流量最小化，并且有利于把測(cè)量傳感器系統(tǒng)使用在控制應(yīng)用中。在嚴(yán)重故障發(fā)生時(shí)，故障狀態(tài)可以直接從測(cè)量傳感器中繼到分段開(kāi)關(guān)而不是到中央控制計(jì)算機(jī)處，從而進(jìn)一步改進(jìn)反應(yīng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)速度。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中如果所述失衡電流IB的所述幅度高于預(yù)定門限值，則所述測(cè)量傳感器產(chǎn)生線路故障檢測(cè)報(bào)告并將其傳送到所述控制中心計(jì)算機(jī)。將共同饋線(變壓器)用于多個(gè)單獨(dú)的電力線的經(jīng)常的做法。如果在特定線路上發(fā)生故障，來(lái)自共同饋線的所有線路的某些參數(shù)將受到影響。被影響的參數(shù)之一是失衡電流，失衡電流類似于零序電流，零序電流的幅度為失衡電流1/3。通過(guò)確保幅度高于預(yù)定門限值，就可以確保線路是否實(shí)際發(fā)生故障狀態(tài)。此外，這同樣是可以有效地在測(cè)量傳感器上進(jìn)行的相對(duì)簡(jiǎn)單的工作。某些環(huán)境中，在有大量電纜的情況下，正常線路上的失衡電流和故障線路上的失衡電流一樣高，甚至更高，這種現(xiàn)象是常見(jiàn)的。失衡電流取決于配電線路中的高容量電纜的數(shù)量?？梢酝ㄟ^(guò)觀察失衡電流的實(shí)數(shù)部分進(jìn)行區(qū)別。因此，為了積極進(jìn)行故障狀態(tài)檢測(cè)，能夠通過(guò)首先保證線路電流高于最小閾值以及失衡電流和開(kāi)口三角電壓之間的角度小于給定值，來(lái)確定故障條件。
本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，每一個(gè)測(cè)量傳感器將所述失衡電流IB的測(cè)量結(jié)果傳送到同一個(gè)中壓供電線路的所述測(cè)量傳感器的下游的下一個(gè)相鄰測(cè)量傳感器，且隨后所述下游的測(cè)量傳感器確定所述失衡電流的變化ΔIB。這是非常有用的，因?yàn)闇y(cè)量傳感器顯示特別高的線路失衡電流并不一定意味著存在線路故障。沒(méi)有故障的情況下，線路上也有可能存在高失衡電流。通過(guò)測(cè)量ΔIB，能確定在兩個(gè)或者更多連續(xù)的測(cè)量傳感器上測(cè)量的失衡電流之間是否存在顯著變化，如果存在的話，在這部分線路上就存在故障。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中如果所述失衡電流的變化ΔIB超過(guò)預(yù)定值，則所述測(cè)量傳感器將線路故障檢測(cè)報(bào)告?zhèn)魉徒o所述控制中心計(jì)算機(jī)。同樣的，所述測(cè)量傳感器能確定是否故障足夠嚴(yán)重，以致要詳控制中心計(jì)算機(jī)發(fā)送故障監(jiān)測(cè)報(bào)告。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，所述控制中心計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告和所述故障發(fā)生的時(shí)間。通過(guò)把線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告和故障發(fā)生時(shí)間存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，控制計(jì)算機(jī)就可以隨后針對(duì)特定的某個(gè)傳感器或者多個(gè)傳感器分析故障發(fā)生的時(shí)間和故障的嚴(yán)重性。這可以使控制中心計(jì)算機(jī)能夠確定線路上故障的可能原因或者故障的可能位置，且可以對(duì)故障進(jìn)行更精確的后續(xù)分析，并改進(jìn)故障修檢。
本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例中，提供一個(gè)監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，所述控制中心計(jì)算機(jī)將來(lái)自單獨(dú)的測(cè)量傳感器的所有所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。這是非常有益的，這樣以來(lái)，控制中心計(jì)算機(jī)可以對(duì)特定測(cè)量傳感器進(jìn)行有效的計(jì)算和分析。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，所述控制中心計(jì)算機(jī)使用來(lái)自測(cè)量傳感器的所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告執(zhí)行診斷測(cè)試。通過(guò)對(duì)來(lái)自測(cè)量傳感器的線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告進(jìn)行診斷測(cè)試，所述控制中心計(jì)算機(jī)可以確定故障的可能原因以及為避免停電狀況需采取的正確預(yù)防措施。該分析可能與其它數(shù)據(jù)，例如氣象信息結(jié)合，以對(duì)故障的原因和可能結(jié)果的獲得更全面的理解。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述控制中心計(jì)算機(jī)從測(cè)量傳感器處接收預(yù)定數(shù)目的線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告后，所述控制中心執(zhí)行所述診斷測(cè)試。通過(guò)這種方式，如果控制中心計(jì)算機(jī)接收到很多線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告，診斷測(cè)試會(huì)自自動(dòng)執(zhí)行。這樣可以確保，如果傳感器監(jiān)測(cè)到很多故障，這些故障被盡可能快地引起負(fù)責(zé)的人的注意。
本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述控制中心計(jì)算機(jī)定期執(zhí)行所述診斷測(cè)試。這種方法是有利，因?yàn)槎鄠€(gè)錯(cuò)誤是非常少見(jiàn)的并且僅偶爾發(fā)生，這些故障出現(xiàn)頻率可能不足以引起對(duì)該傳感器線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告的分析，雖然這些故障可以稍后會(huì)引起嚴(yán)重故障。例如，由于夏季水份的進(jìn)入而產(chǎn)生線路故障測(cè)量報(bào)告可能是非常少見(jiàn)的，但是，如果每當(dāng)夏季天氣惡劣時(shí)，線路故障就會(huì)發(fā)生，雖然這種情況是少見(jiàn)的，但是這是一種明確的征兆，表明存在需要在冬季之前進(jìn)行維修的故障。定期檢查可以發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述診斷測(cè)試進(jìn)一步包括確定特定中壓線路上的故障的頻率。通過(guò)了解故障頻率，可以確定故障的嚴(yán)重程度，使中壓供電網(wǎng)操作者決定應(yīng)該對(duì)特定故障進(jìn)行修理的重要性和優(yōu)先權(quán)。此外，通過(guò)了解故障的頻率，可以確定故障的可能原因是否源于設(shè)備故障或者其他線路原因。
本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述診斷測(cè)試進(jìn)一步包括，比較所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告和由該測(cè)量傳感器監(jiān)測(cè)的所述中壓線路周圍區(qū)域的環(huán)境數(shù)據(jù)。這是很有用的，因?yàn)樘峁┍容^環(huán)境數(shù)據(jù)與線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告可以推測(cè)許多發(fā)生故障的可能原因。例如，大多數(shù)源于惡劣天氣的故障是因?yàn)榇罅拷涤陼r(shí)期水分進(jìn)入電纜。確定結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)和線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告可以確定某地區(qū)的大降雨時(shí)期是否發(fā)生了大量故障。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中診斷測(cè)試進(jìn)一步包括，比較所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告和該測(cè)量傳感器監(jiān)測(cè)的所述中壓線路周圍區(qū)域的施工數(shù)據(jù)。中壓電力線相當(dāng)經(jīng)常由于施工，特別是由于線路附近的道路工程施工損壞。通過(guò)比較線路故障檢測(cè)報(bào)告和施工數(shù)據(jù)，可以確定故障的可能原因是否是線路被該地區(qū)的道路工程破壞，并且還可以找到故障的可能確切地點(diǎn)。這大大節(jié)省了中壓供電網(wǎng)的維護(hù)費(fèi)用，并且縮短故障修復(fù)時(shí)間。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中執(zhí)行診斷測(cè)試的所述步驟，進(jìn)一步包括，所述控制中心計(jì)算機(jī)確定所述故障的可能原因并向管理員報(bào)告所述故障的所述可能原因。通過(guò)警告管理員故障的可能原因，管理者可以確定是否在故障造成停電之前需要采取立即行動(dòng)修理故障，或者把維修推遲到晚些時(shí)候。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中執(zhí)行診斷測(cè)試的所述步驟，進(jìn)一步包括所述控制中心計(jì)算機(jī)確定所述故障的可能位置并報(bào)告管理者所述故障的所述可能位置。這樣做，管理者能指揮任何修理小組到故障的可能位置，從而顯著地縮短糾正故障的實(shí)際時(shí)間。
本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中從所述控制中心計(jì)算機(jī)向所述測(cè)量傳感器傳送同步信號(hào)的步驟，進(jìn)一步包括，向所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)傳送采樣率和啟動(dòng)時(shí)間，所述采樣率和所述啟動(dòng)時(shí)間對(duì)于中壓線路上的每一個(gè)測(cè)量傳感器來(lái)講是相同的。這樣，每個(gè)測(cè)量傳感器可以與其他測(cè)量傳感器同時(shí)獲得測(cè)量結(jié)果，因此中壓供電網(wǎng)操作者可以更簡(jiǎn)單地確定網(wǎng)絡(luò)上故障發(fā)生的確切位置，以及故障被檢測(cè)到的順序。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述測(cè)量傳感器確定所述失衡電流IB的步驟，進(jìn)一步包括，所述測(cè)量傳感器使用傅里葉技術(shù)確定所述失衡電流。這是一種計(jì)算失衡電流的非常有效的方法。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中傳送所述同步信號(hào)到所述測(cè)量傳感器和傳送所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告的步驟，通過(guò)無(wú)線傳送來(lái)實(shí)現(xiàn)。這是一種同步信號(hào)傳送實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單和節(jié)約成本的方法，此外因?yàn)樾枰M(jìn)行的計(jì)算量較小所以可以如此實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)以下參考附圖對(duì)本發(fā)明一些實(shí)施例的描述，可以清楚地理解本發(fā)明，其中

圖1是在其中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的中壓供電網(wǎng)簡(jiǎn)圖；且圖2為在其中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的中壓供電網(wǎng)簡(jiǎn)圖，圖中示出了在網(wǎng)絡(luò)中不同位置的各種電參數(shù)的相位和幅度表示。
圖1示出了一個(gè)中壓供電網(wǎng)的簡(jiǎn)圖，中壓供電網(wǎng)由參考數(shù)字1表示，其包括把電力傳送給多個(gè)中壓電力線路5上的多個(gè)顧客(未顯示)的變電站3。多個(gè)測(cè)量傳感器7設(shè)置在每條線路上，每個(gè)測(cè)量傳感器具有與控制中心計(jì)算機(jī)9通信的工具，控制中心9設(shè)在變電站3中?？刂浦行挠?jì)算機(jī)還具有用于存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器11。
使用中，控制中心計(jì)算機(jī)9發(fā)送同步信號(hào)到每一個(gè)設(shè)置在電纜線上的測(cè)量傳感器7，以便監(jiān)測(cè)特定電力線的所有測(cè)量傳感器與線上的其他的測(cè)量傳感器同步。測(cè)量傳感器7逐周地測(cè)量失衡電流IB。在變電站3處，控制中心計(jì)算機(jī)9測(cè)量特定電力線的5的開(kāi)口三角電壓相位，且將開(kāi)口三角電壓相位的值傳送到該電力線5上的測(cè)量傳感器。每個(gè)測(cè)量傳感器然后可以精確地比較IB的相位與開(kāi)口三角電壓的相位，這樣做分散了處理負(fù)荷并減少了網(wǎng)絡(luò)流量。如果開(kāi)口三角電壓的相位和IB的相位彼此同相，線路上發(fā)生了故障狀態(tài)。這種情況下，測(cè)量傳感器發(fā)送線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告給中心控制計(jì)算機(jī)。如果開(kāi)口三角電壓相位和IB的線路相位不同相，相位角依賴于線路該角度通常接近90度，則無(wú)線路故障發(fā)生，且不必發(fā)送報(bào)告。
控制中心計(jì)算機(jī)接收到線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告后將其存在存儲(chǔ)器11中，且決定是否采取行動(dòng)，即是否需要派服務(wù)人員到場(chǎng)進(jìn)一步檢查。于一個(gè)特定傳感器的相關(guān)的全部故障，可以保存在存儲(chǔ)器的一個(gè)位置，這樣可以最便捷地同時(shí)對(duì)這些故障進(jìn)行分析。
為了確定特定線路是否存在故障，同時(shí)利用開(kāi)口三角電壓與失衡電流?？梢允褂脙蓚€(gè)標(biāo)準(zhǔn)，第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)使用失衡電流與開(kāi)口三角電壓同相的分量(也就是實(shí)部)作為確定線路是否存在故障的精確參數(shù)。該分量必須超過(guò)特定閾值才能判定故障狀態(tài)。第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將開(kāi)口三角電壓和失衡電流之間的相位關(guān)系作為故障監(jiān)測(cè)的部分標(biāo)準(zhǔn)。這就要求相位差位于某個(gè)可定義的限度內(nèi)，且失衡電流的幅度大于定義的限度，這樣才能判斷故障狀態(tài)。
這樣，傳感器可以位于網(wǎng)絡(luò)任何接近或者遠(yuǎn)離變電站的位置。電壓和電流值的處理可以在傳感器本身或者變電站中進(jìn)行，且預(yù)定等級(jí)可以與故障狀態(tài)相關(guān)，從而允許該系統(tǒng)處理子線路故障。最后，通過(guò)使用這種方法，系統(tǒng)可以執(zhí)行短時(shí)間檢測(cè)算法，單周波且較短，時(shí)間平均的電流和電壓。這允許系統(tǒng)地發(fā)現(xiàn)低級(jí)別故障。
參考圖2，該圖為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的中壓供電網(wǎng)的簡(jiǎn)圖，圖中和前圖類似的部件采用相同的參考標(biāo)號(hào)，圖中顯示網(wǎng)絡(luò)中不同位置的各種參數(shù)的相位和幅度表示。下面參考圖描述定位網(wǎng)絡(luò)故障的進(jìn)一步方法。電流差或者失衡電流變化方法可以用來(lái)定位故障。使用開(kāi)口三角電壓值，這種方法可以提高系統(tǒng)性能，并也能夠作為不依賴于開(kāi)口三角電壓檢測(cè)故障的方法?？梢赃@么做的原因是因?yàn)樵趩蝹€(gè)線路上有若干個(gè)不同的傳感。請(qǐng)注意，在故障狀況下，僅當(dāng)采用一段地下電纜時(shí)，失衡電流的電容分量會(huì)發(fā)生顯著的變化。通過(guò)在傳感器三線態(tài)之間傳送失衡電流和通過(guò)計(jì)算失衡電流之間的向量差，在發(fā)生連續(xù)或間歇的高阻抗接地故障情況，電流的電容分量可以被消除，顯示出故障電流。在健康線路上，失衡電流實(shí)際上可以是高的，大約有幾個(gè)安培，變化實(shí)際上是低的，約為零點(diǎn)幾安培。失衡電流的該變化幅度有效地使得系統(tǒng)可以識(shí)別健康線路上的高失衡電流不是故障特征的表示。如果沒(méi)有插入的地下電纜(在配置系統(tǒng)時(shí)已經(jīng)知道)，沒(méi)有故障時(shí)，失衡電流的變化會(huì)很小。
當(dāng)在線路單元上逐步計(jì)算失衡電流變化時(shí)，每個(gè)傳感器都設(shè)置或者重置為故障標(biāo)記。如果失衡電流的變化幅度超過(guò)預(yù)定值，設(shè)置故障標(biāo)記。從圖中在矢量圖15中顯示的特定線路的失衡電流值可以看出，失衡電流值可以都保持基本恒定，然而，一旦線路上發(fā)生故障，失衡電流的變化就會(huì)非零且可以檢測(cè)到失衡電流值的顯著變化，如矢量圖17所示。線路上的故障19下面的傳感器7a會(huì)在失衡電流變化值中顯示顯著的變化。這樣，失衡電流的變化可以用來(lái)檢測(cè)線路上發(fā)生的任何故障。如果需要，開(kāi)口三角電壓可以用來(lái)提供甚至更大的靈敏度。使用的電纜類型不會(huì)影響這種方法的使用，且失衡電流變化方法也可以用于非電纜網(wǎng)絡(luò)。因此，單個(gè)系統(tǒng)可用于特定網(wǎng)絡(luò)上的所有線路，而且不同系統(tǒng)依賴于網(wǎng)絡(luò)中存在的線路類型。
通過(guò)把每一個(gè)傳感器與其他傳感器同步而且執(zhí)行逐周的故障監(jiān)測(cè)，可以更準(zhǔn)確地描述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，從而允許網(wǎng)絡(luò)工作人員更有效得維護(hù)其網(wǎng)絡(luò)。中壓線路上的故障在成為潛在問(wèn)題之前就可以被檢測(cè)出，并且可以執(zhí)行預(yù)防性維護(hù)，以進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。通過(guò)儲(chǔ)存關(guān)于特定測(cè)量傳感器的所有數(shù)據(jù)，操作者可以確定線路上何時(shí)出現(xiàn)特定故障，然后他們能夠把這些數(shù)據(jù)與其他信息如在特定道路上施工的道路工程相聯(lián)系，道路施工可能影響到整個(gè)線路且造成故障。這樣，在不得不把道路的所有路段進(jìn)行開(kāi)挖之前，操作者可以準(zhǔn)確地確定故障發(fā)生的最可能的位置。除此之外，操作者可以把故障數(shù)據(jù)與特定區(qū)域的氣象報(bào)告相聯(lián)系，氣象報(bào)告同樣可以在確定故障的可能類型中起到某些作用。例如如果故障通常在雨天發(fā)生，該故障就很可能是用于水的進(jìn)入造成的?；蛘撸绻收鲜桥紶柊l(fā)生的，是由于線上簡(jiǎn)單的磨損造成。所有這些都可以使操作者在處理線路故障時(shí)準(zhǔn)備更充分，可以幫助降低維護(hù)線路的總成本，并向顧客提供更好的服務(wù)。
本說(shuō)明書中，″包含″和術(shù)語(yǔ)″包括″是可以完全互換的，并應(yīng)該給與盡可能寬的解釋。
本發(fā)明不僅限于以上描述的實(shí)施例，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，所述中壓供電網(wǎng)包括一個(gè)電力發(fā)電站，所述電力發(fā)電站為中壓電力線路網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)客戶提供電力，控制中心計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)離所述電力發(fā)電站位于所述中壓電力線路上的多個(gè)測(cè)量傳感器，所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)進(jìn)一步包括三個(gè)單獨(dú)的測(cè)量單元，每一個(gè)測(cè)量單元相對(duì)于所述測(cè)量傳感器的其他測(cè)量單元被設(shè)置在所述中壓電力線路的不同相位上，而且每一個(gè)測(cè)量傳感器具有與所述控制中心計(jì)算機(jī)通信的裝置，所述方法包括下列步驟所述控制中心計(jì)算機(jī)傳送同步信號(hào)到被設(shè)置在所述中壓電力線路上的所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)；所述測(cè)量單元檢測(cè)各自中壓電力線路，且每個(gè)測(cè)量傳感器基于逐個(gè)周期的基礎(chǔ)確定其設(shè)置于之上的所述中壓電力線路的失衡電流IB；所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)確定其各自的中壓供電線路上是否存在單周故障；并且如果測(cè)量傳感器確定在其各自的中壓電力線路上存在單周故障上，所述測(cè)量傳感器傳送線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告給所述控制中心計(jì)算機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述測(cè)量傳感器測(cè)量所述失衡電流IB的所述步驟，進(jìn)一步包括所述測(cè)量傳感器確定所述失衡電流的相位和幅度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，在所述電力發(fā)電站測(cè)量開(kāi)口三角電壓和將所述開(kāi)口三角電壓測(cè)量的結(jié)果傳送到所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中將所述開(kāi)口三角電壓測(cè)量結(jié)果傳送到所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)的步驟，進(jìn)一步包括，傳送所述開(kāi)口三角電壓的相位到所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)，并且所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)把所述失衡電流IB的所述相位和所述開(kāi)口三角電壓的相位進(jìn)行比較。
5.如權(quán)利要求4所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中如果所述失衡電流IB的所述相位，和所述開(kāi)口三角電壓的所述相位低于預(yù)先設(shè)定的夾角，則所述測(cè)量傳感器將線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告?zhèn)魉偷剿隹刂浦行挠?jì)算機(jī)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中如果所述失衡電流IB的所述幅度高于預(yù)定門限值，則所述測(cè)量傳感器產(chǎn)生線路故障檢測(cè)報(bào)告并將其傳送到所述控制中心計(jì)算機(jī)。
7.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，每一個(gè)測(cè)量傳感器將所述失衡電流IB的測(cè)量結(jié)果傳送到同一個(gè)中壓供電線路上的所述測(cè)量傳感器的下游的下一個(gè)相鄰測(cè)量傳感器，且隨后所述下游的測(cè)量傳感器確定所述失衡電流的變化ΔIB。
8.如權(quán)利要求7所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中如果所述失衡電流的變化ΔIB超過(guò)預(yù)定值，則所述測(cè)量傳感器將線路故障檢測(cè)報(bào)告?zhèn)魉徒o所述控制中心計(jì)算機(jī)。
9.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，所述控制中心計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告和所述故障發(fā)生的時(shí)間。
10.如權(quán)利要求9所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，所述控制中心計(jì)算機(jī)將來(lái)自單獨(dú)的測(cè)量傳感器的所有所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
11.如權(quán)利要求9或10所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括下面步驟，所述控制中心計(jì)算機(jī)使用自測(cè)量傳感器接收的所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告執(zhí)行診斷測(cè)試。
12.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述控制中心計(jì)算機(jī)從測(cè)量傳感器處接收預(yù)定數(shù)目的線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告后，所述控制中心計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述診斷測(cè)試。
13.如權(quán)利要求11所述的中監(jiān)測(cè)壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述控制中心計(jì)算機(jī)定期執(zhí)行所述診斷測(cè)試。
14.如權(quán)利要求11至13中的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述診斷測(cè)試進(jìn)一步包括確定特定中壓線路上的故障的頻率。
15.如權(quán)利要求11至14中的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述診斷測(cè)試進(jìn)一步包括，比較所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告和由該測(cè)量傳感器監(jiān)測(cè)的所述中壓線路周圍區(qū)域的環(huán)境數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求11至15中的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述診斷測(cè)試進(jìn)一步包括，比較所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告和由該測(cè)量傳感器監(jiān)測(cè)的所述中壓線路周圍區(qū)域的施工數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求11至16中的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中執(zhí)行診斷測(cè)試的所述步驟，進(jìn)一步包括，所述控制中心計(jì)算機(jī)確定所述故障的可能原因并向管理員報(bào)告所述故障的所述可能原因。
18.如權(quán)利要求11至17中的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中執(zhí)行診斷測(cè)試的所述步驟，進(jìn)一步包括所述控制中心計(jì)算機(jī)確定所述故障的可能位置并向管理者報(bào)告所述故障的所述可能位置。
19.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中從所述控制中心計(jì)算機(jī)向所述測(cè)量傳感器傳送同步信號(hào)的步驟，進(jìn)一步包括，向所述測(cè)量傳感器的每一個(gè)傳送采樣率和啟動(dòng)時(shí)間，所述采樣率和所述啟動(dòng)時(shí)間對(duì)于中壓線路上的每一個(gè)測(cè)量傳感器來(lái)講是相同的。
20.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中所述測(cè)量傳感器確定所述失衡電流IB的步驟，進(jìn)一步包括，所述測(cè)量傳感器使用傅里葉技術(shù)確定所述失衡電流。
21.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)線路故障的方法，其中傳送所述同步信號(hào)到所述測(cè)量傳感器和傳送所述線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)告的步驟，通過(guò)無(wú)線電傳送來(lái)實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)中壓供電網(wǎng)(1)的線路故障的方法，所述中壓供電網(wǎng)類型包括電力發(fā)電站(3)，其可以為中壓電力線路(5)網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)顧客提供電力，控制中心計(jì)算機(jī)(9)和位于所述中壓電力線路上遠(yuǎn)離所述電力發(fā)電站的多個(gè)測(cè)量傳感器(7)，所述測(cè)量傳感器(7)的每一個(gè)進(jìn)一步包括三個(gè)單獨(dú)的測(cè)量單元，每一個(gè)測(cè)量單元相對(duì)于該測(cè)量傳感器的其他測(cè)量單元被設(shè)置在所述中壓電力線路(5)的不同相位上，并且每一個(gè)測(cè)量傳感器(7)具有與所述控制中心計(jì)算機(jī)(9)通信的裝置。所述方法包括，所述測(cè)量傳感器(7)的同步步驟，以及其后逐周地計(jì)算所述中壓線路(5)的失衡電流的步驟。如果所述測(cè)量傳感器(7)檢測(cè)到線路上的故障，線路故障檢測(cè)報(bào)告被發(fā)送給控制中心計(jì)算機(jī)(9)進(jìn)行進(jìn)一步分析。所述方法可以確定故障的可能原因和故障的可能位置。
文檔編號(hào)H02J13/00GK101023366SQ200580026333
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者邁克爾·安東尼·麥科馬克, 查爾斯·布倫丹·奧沙利文 申請(qǐng)人:Fmc技術(shù)有限公司