本發(fā)明涉及電網運維管理，更具體地說它涉及一種基于無線通訊主站集中型fa判定和隔離單相接地故障的系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、在電力10千伏配網供電系統(tǒng)中，單相接地是電網運行的主要故障形式，約占全電網總故障的60％以上，而且相當一部分相間短路故障是由單相接地故障引發(fā)造成的。

2、目前單向接地故障研判方法從原理上分為阻抗法、s注入法、區(qū)段查找法、行波法和智能開關法；從故障量注入和采集上分為單端注入采集和雙端注入采集；從接地故障區(qū)間定位上分為通過ftu功能就地研判接地區(qū)間和通過自動化主站集中fa功能研判接地區(qū)間。

3、(1)目前配電網大多數(shù)采用智能開關法研判和隔離單相接地故障:a通過開關采集的零序電壓變化研判接地；b通過開關采集的零序電流研判接地；c通過開關采集的零序電壓和零序電流相角差研判接地；d通過開關采集的暫態(tài)序列特征波判定接地；e首半波研判單相接地；f通過故障指示器單相接地故障翻牌和單相接地告警研判單相接地。

4、(2)先進發(fā)達城市采用主站集中型有線通訊研判法：通過以太網實時傳輸(1)的測量數(shù)據研判單向接地故障區(qū)間，并通過主站跳閘和重合閘隔離單向接地故障。有線通訊主要是發(fā)生單相接地時uan、ubn、ucn、uo、i0能實時傳輸，通過保護定值差計算確定單相接地區(qū)間(延時時間差可以毫秒級：0-2毫秒)。

5、(3)對于大多數(shù)縣域和山區(qū)配電網采用主站人工收集數(shù)據研判法：通過存在通訊延時的(1)的數(shù)據的突變量和告警信息研判單向接地故障區(qū)間，并通過主站遙控分閘隔離單向接地故障。該方法也是一種比較有效的研判單相接地的方法，但需通過人工收集(1)的相關數(shù)據進行比對分析研判單相接地，花費的時間較長，需專業(yè)人員24小時值守。

6、發(fā)明人在綜合上述以及結合大量的接地運行經驗，確定了一種基于無線通訊主站集中型fa研判和隔離單相接地故障的方法。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明在于提供一種基于無線通訊主站集中型fa判定和隔離單相接地故障的系統(tǒng)及方法，用于快速準確地判定和隔離單相接地故障。通過深入分析電壓、電流等信號的突變量和特征波，提高了故障判定的速度和可靠性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案：一種基于無線通訊主站集中型fa判定和隔離單相接地故障的系統(tǒng)，其特征在于：包括變電站零序電壓互感器、序列特征波注入裝置、一二次融合真空斷路器饋線終端(ftu)、一二次融合真空斷路器、故障指示器、無線通訊系統(tǒng)和主站控制系統(tǒng)，

3、所述變電站零序電壓互感器采集uan、ubn、ucn和u0、i0的變化研判單相接地，并傳輸給電力調度主站，同時關聯(lián)到配網自動化主站；

4、所述單向接地序列特征波注入裝置同時采集到uan、ubn、ucn和u0、i0的變化研判單相接地后啟動注入序列特征波，并通過無線通訊將序列特征波注入裝置的開關合分閘動作次數(shù)和三相電流序列特征波組數(shù)傳輸至配網自動化主站；

5、所述一二次融合真空斷路器饋線終端(ftu)同時采集到相應的uan、ubn、ucn、u0、i0、首半波信號和序列特征波組數(shù)的變化研判單相接地，并通過無線通訊將數(shù)據變化量傳輸至配網自動化主站；

6、所述故障指示器同時采集到相應的uan、ubn、ucn、u0、i0、和序列特征波組數(shù)的變化研判單相接地，并通過無線通訊將接地翻牌指示和接地信號傳輸至配網自動化主站；

7、所述主站控制系統(tǒng)用于根據接收到的信號和預設的主站集中fa控制邏輯進行故障判定，并執(zhí)行告警或跳閘操作。

8、本發(fā)明進一步公開了一種基于無線通訊主站集中型fa判定和隔離單相接地故障的方法，包括使用上述系統(tǒng)所接收到的數(shù)據和信號，應用預設的邏輯判據進行故障判定和隔離。

9、本發(fā)明進一步設置為：所述的邏輯判據包括：

10、判據1：變電站零序電壓互感器的uan、ubn、ucn、u0實時數(shù)據超出設定值和接地告警信息；

11、判據2：序列特征波注入裝置的uan、ubn、ucn、u0、i0突變量主動傳輸數(shù)據超出設定值和接地告警信息；和序列特征波注入裝置開關合分閘動作告警和合分閘動作次數(shù)、序列特征波組數(shù)和序列特征波跳閘/告警信息；

12、判據3：一二次融合真空斷路器饋線終端(ftu)的uan、ubn、ucn、u0、i0首半波信號和序列特征波組數(shù)的突變量主動傳輸數(shù)據超出設定值和接地跳閘/告警信息；

13、判據4：故障指示器翻牌信號和序列特征波接地告警信息。

14、本發(fā)明進一步設置為：依據判據1、判據2、判據3和判據4的不同信息可以判定單相接地故障的性質為持續(xù)性單相接地故障、脈沖性單相接地故障或弧光性單相接地故障。

15、本發(fā)明進一步設置為：所述持續(xù)性單相接地故障的判定包括：判據1-3中的電壓值均會發(fā)生變化且波動較小并發(fā)出單相接地告警信號，主站采集到主動傳輸?shù)耐蛔兞浚慌袚?的序列特征波注入裝置延時后注入序列特征波；判據3的u0的突變量并越限告警、i0的突變量并越限告警、序列特征波組數(shù)并告警、首半波突變量并越限告警；判據4的故障指示器翻牌和告警；

16、所述持續(xù)性單相接地故障的隔離包括：在持續(xù)性單相接地故障的判定中，供電線路最后一臺采集到i0的突變量并越限告警、序列特征波組數(shù)并告警、首半波突變量并越限告警，同時最后一組故障指示器采集到翻牌和告警處為單相接地故障區(qū)間，所述主站控制系統(tǒng)對故障區(qū)間進行告警或跳閘。

17、本發(fā)明進一步設置為：所述主站控制系統(tǒng)具有森林防火區(qū)域選擇功能，當供電線路穿越森林防火區(qū)域時啟動所述的森林防火區(qū)域選擇功能，在該功能下，u0和i0的突變量并越限告警、首半波突變量并越限告警后，主站控制系統(tǒng)將單相接地故障區(qū)間進行跳閘或隔離單相接地故障。

18、本發(fā)明進一步設置為：所述脈沖性單相接地故障的判定包括：判據1-3中的電壓值均會發(fā)生時間同步的脈沖變化，并波動較大，發(fā)出單相接地告警信號，主站采集到主動傳輸?shù)拿}沖突變次數(shù)和脈沖突變量；判據2的u0的脈沖次數(shù)和脈沖突變量并越限告警，i0的脈沖次數(shù)和脈沖突變量并越限告警，首半波脈沖突變量并越限告警；

19、所述脈沖性單相接地故障的隔離包括：在脈沖性單相接地故障的判定中，供電線路最后一臺采集到i0的脈沖次數(shù)和脈沖突變量并越限告警、首半波脈沖次數(shù)和脈沖突變量并越限告警為單相接地故障區(qū)間，主站控制系統(tǒng)將單相接地故障區(qū)間進行告警或跳閘。

20、本發(fā)明進一步設置為：所述弧光性單相接地故障的判定方式與所述脈沖性單相接地故障的判定方式相同，且當u0和i0會持續(xù)發(fā)生且波動較大時，判定為弧光性單相接地故障；

21、所述弧光性單相接地故障的隔離方式與所述脈沖性單相接地故障的隔離方式相同。

22、本發(fā)明進一步設置為：所述主站集中fa邏輯識別時采用包含集合法排除異常通訊的斷路器ftu。

23、本發(fā)明進一步設置為：所述的包含集合法為：當單相接地故障區(qū)間內主站沒有采集到到ua、ub、uc、u0、i0和特征波信號突變的斷路器ftu包含在故障區(qū)間內，則視為主站采集到ua、ub、uc、u0、i0和特征波信號突變。

24、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

25、本發(fā)明采用無線通訊方式，在發(fā)生單相接地時，將無線延遲的uan、ubn、ucn、u0、i0突變量和突變告警傳輸至主站，再通過主站在一定時間(延時時間差可以是秒級：1-5秒)內研判，確定接地區(qū)間。有效避免了無線通訊在發(fā)生單相接地時無法實時傳輸uan、ubn、ucn、u0、i0的問題。

26、本發(fā)明對于發(fā)生單相接地故障時的系統(tǒng)線電壓、相電壓、相電流，零序電壓、零序電流以及首半波的參數(shù)變化進行了系統(tǒng)描述和建模，并對各種單相接地時的線路參數(shù)和注入的特征序列波、故障指示器通過主站集中fa邏輯進行了對比、研判和隔離單相接地故障，可以有效對單相接地電信息進行采集，通過無線通信技術將信息傳回主站控制系統(tǒng)，再通過主站集中型fa進行信息處理，依據判據，以及判定和隔離條件判斷單相接地故障的類型和區(qū)間，并做出對應的隔離操作。本發(fā)明能快速有效的判定故障和故障區(qū)間，具有可靠的正確性和優(yōu)越性。