CN101286635A - 中压供电系统综合自动监测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种中压供电系统综合自动监测方法，解决了中性点不接地系统或小电流接地系统发生单相接地故障时，在短时间内准确选择故障线路的问题，提出了在选线过程中必须使用同一时刻的基准量时刻值和零序电流量时刻值进行比较的观点和方法，是24小时采样录波，连续记录各电气量的情况，发生异常情况立即进行数据分析处理、发出报警、显示和保存结果，通过远传系统将结果上传。该方法计算简单，准确性高。由于装置已将变电所的所有电气量采集进来，所以完全可做到对主变压器受短路冲击情况的统计以及电压、电流的谐波成分的分析和电压合格率的统计计算。

Description

中压供电系统综合自动监测方法及装置
技术领域：
本发明涉及供电系统运行情况的监测，尤其是涉及一种中压供电系统综合自动监测方法及装置。
背景技术：
目前，变电站中自动化水平虽然很高，但是并没有通过对电气量的监测，对系统的正常及异常运行情况进行在线分析，并及时发出正确的告警信息。例如：中性点不接地系统(或小电流接地系统)单接地故障选线、主变压器受短路冲击情况的统计、谐波分析、电压合格率的统计计算等等。
我国66kV到10kV供电系统多为中性点不接地系统或小电流接地系统。该系统允许在发生单相接地故障时继续运行一段时间(在长春供电公司允许运行2小时)，在此时间内要尽快选出故障线路，进行巡线查找故障点，最后采取措施消除。在这个过程中尽快选出故障线路是一个关键环节。以往我们采取的是拉路办法，选出故障线路，造成不该停电的完好线路短时停电，对用户造成很大影响。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题旨在提供一种用于中压变电站各电气量的自动监测，从而对变电站所带的供电系统运行情况进行在线分析的方法及装置。
本发明的自动监测方法包括下列步骤：
(1)采样：对变电站中的所有电压、电流进行24小时连续采样录波，每个周波采样点数不少于96点，各个量采样时刻必须相互一致，装置内部各个元件计时系统也必须相互统一，每个采样数据由幅值、方向、时刻所构成；
(2)当系统发生单相接地故障时，进行故障线路选线：
a、当变电站某条母线的某相相电压降至或接近0V，其他两相相电压升至线电压时，或该母线上运行的线路均有零序电流产生时，说明该母线所带的配出系统发生了单相接地故障，以此作为系统发生单相接地故障的判据，同时可判别出故障线路所在的母线；
b、对故障线路所在的母线上的所有配出线的零序电流波形进行比较，在发生接地故障时，任何时刻都有故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相差180度或接近相差180度，选取某一电气量作为基准量，令其向量的角度为零，在接地两个周波即40ms后，任意确定某一时刻，提取该时刻的基准量和故障线路所在的母线上的所有配出线的零序电流量，将提取到的各零序电流量时刻值与基准量时刻值进行一一角度比较，找出其中一个零序电流量与其它零序电流量相差或近似相差180度，这个零序电流所在的线路就是故障线路；
c、将结果在当地显示和上传，同时发出告警，并将接地时的波形保存在装置中被查；
(3)当系统发生短路故障时，记录主变压器受短路冲击情况；
(4)当系统产生谐波时，即进行谐波分析：
(5)每天24点进行一次电压合格率的统计计算；
(6)每天24点对当天上诉情况进行汇总，形成这一天的运行报告，保存在当地和上传。
本发明装置包括：
采样保持板，用于对各电气器进行采样；
A/D转换模块，用于将模拟量数据转换成数字量数据，送入数字总线；
CPU主机，是整个装置的核心，管理整个装置，对数据进行处理和存储，完成接地故障选线、变压器受短路冲击情况的统计、谐波分析、电压合格率的统计计算；
输出板，用于接收CPU主机的指令，完成显示、报警、打印、数据上传；
GPS对时板，用于保证整个装置计时一致，数据采样时刻一致和准确。
本发明方法是24小时采样录波，连续记录各电气量的情况，发生异常情况立即进行数据分析处理、发出报警、显示和保存结果，通过远传系统将结果上传。其中重点解决了中性点不接地系统或小电流接地系统发生单相接地故障时，在短时间内准确选择故障线路的问题，提出了在选线过程中必须使用同一时刻的基准量时刻值和零序电流量时刻值进行比较的观点和方法，该方法计算简单，准确性高。由于装置已将变电所的所有电气量采集进来，所以完全可做到对主变压器受短路冲击情况的统计以及电压、电流的谐波成分的分析和电压合格率的统计计算。
附图说明：
图1是本发明方法流程图；
图2是本发明装置的原理框图。
具体实施方式：
参照图1、图2，首先按图2配置制作本发明装置，并将其安装在变电站中，把各个母线电压互感器、各个回路中的电流互感器及配出线电缆上的零序电流互感器二次线接进该装置端子排上，必须保证接进的二次线极性正确；然后按下列步骤实施：
1、装置投运后，即可将变电站所有的电压量、电流量送进装置中各自的采样保持板进行数据采样，每个周波采样点数不少于96点，各个量采样时刻必须相互一致，每个采样数据要由幅值、方向、时刻所构成；
2、采样数据经过A/D转换模块变成数字量后，经数据总线送入计算机系统，CPU主机是整个装置的核心，除了对装置系统的管理外，还要对数据进行处理和存储，完成接地故障选线、变压器受短路冲击情况的统计、谐波分析、电压合格率的统计计算等，并把结果送入输出板，进行显示、报警、打印、数据上传；
具体步骤如下：
1)根据采样数据判断系统是否有接地故障，如果有接地故障则按按下述方法进行接地选线：
a、当变电站某条母线的某相相电压降至或接近0V，其他两相相电压升至线电压时，或该母线上运行的线路均有零序电流产生时，说明该母线所带的配出系统发生了单相接地故障，以此作为系统发生单相接地故障的判据，同时可判别出故障线路所在的母线；
b、对故障线路所在的母线上的所有配出线的零序电流波形进行比较，在发生接地故障时，任何时刻都有故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相差180度或接近相差180度，选取某一电气量作为基准量，令其向量的角度为零，在接地两个周波即40ms后，任意确定某一时刻，提取该时刻的基准量和故障线路所在的母线上的所有配出线的零序电流量，将提取到的各零序电流量时刻值与基准量时刻值进行一一角度比较，找出其中一个零序电流量与其它零序电流量相差或近似相差180度，这个零序电流所在的线路就是故障线路；
c、将选线结果显示、发出报警信号，并把结果上传，同时保存接地期间的零序电流采样数据；在此期间计算机系统仍在进行其它数据处理；
2)如果发生短路故障(短路电流是正常负荷电流的几倍，依此作为发生短路故障的判据)，则对变压器受短路冲击情况进行统计，记录受短路冲击的变压器、短路电流的大小、时间、故障线路，显示受短路冲击的变压器、短路电流的大小、时间、故障线路名称，发出报警信号，并将信息上传；在此期间计算机系统仍在进行其它数据处理；
3、对各电气量进行谐波分析，分析母线电压各次谐波的大小和百分比，和分析各条配电线路电流各次谐波的大小和百分比，如果谐波分量大于标准时，记录产生谐波的时间，各次谐波的大小和百分比，并将数据上传；谐波分析可用现有的谐波分析软件；
4、电压合格率统计，若电压超出合格范围给出超出值和持续时间，计算本日电压合格率；
5、每天24点对上述内容进行整理，形成一个报告文件分别存在当地和上传，清除上一天的采样数据。
GPS对时板定时对整个装置计时系统进行校对，保证装置各元件计时一致，也要保证数据采样的时刻一致和准确；
数据总线是将装置的各元件实现网络连接，完成数据的传送和计算机指令下达。

Claims (2)

1、 一种中压供电系统综合自动监测方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：
(1)采样：对变电站中的所有电压、电流进行24小时连续采样录波，每个周波采样点数不少于96点，各个量采样时刻必须相互一致，装置内部各个元件计时系统也必须相互统一，每个采样数据由幅值、方向、时刻所构成；
(2)当系统发生单相接地故障时，进行故障线路选线：
a、当变电站某条母线的某相相电压降至或接近0V，其他两相相电压升至线电压时，或该母线上运行的线路均有零序电流产生时，说明该母线所带的配出系统发生了单相接地故障，以此作为系统发生单相接地故障的判据，同时可判别出故障线路所在的母线；
b、对故障线路所在的母线上的所有配出线的零序电流波形进行比较，在发生接地故障时，任何时刻都有故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相差180度或接近相差180度，选取某一电气量作为基准量，令其向量的角度为零，在接地两个周波即40ms后，任意确定某一时刻，提取该时刻的基准量和故障线路所在的母线上的所有配出线的零序电流量，将提取到的各零序电流量时刻值与基准量时刻值进行一一角度比较，找出其中一个零序电流量与其它零序电流量相差或近似相差180度，这个零序电流所在的线路就是故障线路；
c、将结果在当地显示和上传，同时发出告警，并将接地时的波形保存在装置中被查；
(3)当系统发生短路故障时，记录主变压器受短路冲击情况；
(4)当系统产生谐波时，即进行谐波分析：
(5)每天24点进行一次电压合格率的统计计算；
(6)每天24点对当天上诉情况进行汇总，形成这一天的运行报告，保存在当地和上传。
2、 实现权利要求1所述的方法的装置包括：
采样保持板，用于对各电气器进行采样；
A/D转换模块，用于将模拟量数据转换成数字量数据，送入数字总线；
CPU主机，是整个装置的核心，管理整个装置，对数据进行处理和存储，完成接地故障选线、变压器受短路冲击情况的统计、谐波分析、电压合格率的统计计算；
输出板，用于接收CPU主机的指令，完成显示、报警、打印、数据上传；
GPS对时板，用于保证整个装置计时一致，数据采样时刻一致和准确。
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