CN102694419B - 测控一体化管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测控一体化管理系统，包括分析处理单元和测控一体化用户分界开关，其特征在于：所述的分析处理单元包括服务器和中心计算机。所述的测控一体化用户分界开关包括检测模块、控制模块、通讯模块、延时模块、分界开关模块和备用电源模块，检测模块、通讯模块、延时模块和分界开关模块分别与控制模块连接，分界开关模块还与备用电源模块连接。所述的中心计算机通过服务器连接通讯模块。本发明可自动、直接切除界内用户单相接地故障和相间短路故障，自动记忆线路故障发生的时间、故障时刻电流值及故障性质，可主动获取故障信息，具备就地遥控分、合闸功能。
Description
技术领域
本发明涉及配电网线路故障分析及定位管理设备的技术领域，特别是一种测控一体化管理系统。
背景技术
随着国内经济的快速增长及人民随着国内经济的快速增长及人民生活水平的日益提高。社会对供电可靠性的要求也越来也高。在我国城市配电网中，架空配电线路占有相当大的比例，而在架空配电线路用户T接点（也是供电部门与用户的责任分界点）处，一般仅安装分界隔离刀闸作为线路控制设备，在用户变压器高压侧安装跌落式熔断器或断路器。当T接的用户内部发生故障时，如故障发生在用户进线路，或故障虽发生在用户保护设备的内侧，但其继电保护动手时限与供电公司变电站出线保护动作时限配合不当时，均会造成变电站保护动作，如果故障性质是永久的，变电站重合不成功，则一个中压用户的事故将是整条配电线路停电，从而产生波及停电。在日本，这类波及事故约占配电网事故总数量的10%，在北京，这类波及事故约占配电电网事故总数的20%-30%,在我国有些城市甚至高达70%以上。
目前，10kV电网故障的定位、隔离和处理的自动化水平低，主要因为10kV架空配电线路至各用户支线入口处大量使用的户外柱上开关和隔离开关存在以下局限性：
1、多为手动开关，主要用于正常分、合线路负荷电流和隔离电源的作用，不具有自动隔离用户侧事故的功能。
2、近几年来虽然出现了一些可以隔离故障的负荷开关装置，但对于相间短路故障不能直接切除，必须等变电站跳闸后，才能隔离相间短路故障，继而造成全部线路瞬时停电，这种故障处理模式，对于故障的选择性较差。
3、不具备重合闸功能：而鉴于我国气候的特殊性，瞬时性故障较多，一旦造成用户10kV停电，必须进行人为巡线确定故障点及故障类型进行故障排除，然后进行手动重合闸，恢复供电，这种故障处理模式的缺点是故障恢复供电时间较长。
4、不具信息传送功能：当发生故障时，不利于生产单位在第一时间知晓故障的位置，耽搁故障排除时间。
发明内容
本发明的目的是针对目前10kV电网故障的定位、隔离和处理的自动化水平低等不足提供一种测控一体化管理系统。
本发明的技术方案是：
一种测控一体化管理系统，包括分析处理单元和测控一体化用户分界开关，分析处理单元包括服务器和中心计算机；测控一体化用户分界开关包括检测模块、控制模块、通讯模块、延时模块、分界开关模块和备用电源模块，检测模块、通讯模块、延时模块和分界开关模块分别与控制模块连接，分界开关模块还与备用电源模块连接；中心计算机通过服务器连接通讯模块。
以上所述的检测模块包括具有外置电压互感器和内置电流互感器的检测电路，用于检测电压和电流。
以上所述的控制模块包括用于处理检测数据、发出控制指令和记忆动作信息的CPU内部处理器和控制电路。
以上所述的通讯模块用于接收和发送信息，包括数据信息和指令信息。
以上所述的延时模块包括可设定不同延时时间的延时电路。
以上所述的分界开关模块包括用于用户支线分合闸的分界开关，并具有自动闭锁功能。
以上所述的备用电源模块包括超级电容器后备电源，当10kV线路故障甚至线路失压的状况下仍能进行分界开关的分断操作。
配电网故障性质主要分为单相接地故障和相间短路故障两种。
对于不同的中性点接地方式，在线路发生单相接地故障时，其故障电流的大小和继电保护动作行为是不同的。中性点不接地或中性点经消弧线圈接地方式的配电网络，变电站出线开关无针对单相接地故障的保护跳闸行为，而在中性点经低电阻接地方式的配电网络中，变电站出线开关则会针对单相接地故障产生保护跳闸。
本发明的延时模块可以使分界开关的分闸延时时间与变电站保护及重合闸时间相配合，保证在变电站出线开关切断短路故障电流之后才分断分界开关，在变电站出线开关重合之前完成分界开关的全部分闸过程。
当用户界内发生单相接地故障时，检测电路检测到故障电流后，控制模块启动延时计时，在计时超过保护动作延时时间设定值后，执行保护动作，控制模块令分界开关迅速分闸，切除用户界面故障。对于中性点不接地系统或中性点经消弧线圈接地系统，单相接地故障发生时变电站不跳闸，分界开关的保护动作延时时间整定值只需躲过瞬时接地故障的判断即可。对于中性点经小电阻接地系统，单相接地故障发生时，通常情况下，变电站会发生保护跳闸，因此，分界开关的保护动作延时时间整定值必须考虑与变电站保护的时间配合。
当用户界内发生相间短路故障时，检测电路侦测到相间短路电流后，则记忆该过流状态，当变电站出现开关保护分闸后，检测电路测到线路电压小于低电压闭锁值，且相电流小于闭锁电流值时控制模块开始启动分闸计时。当计时时间达延时时间整定值后，控制模块判定线路无压无流时，发出分闸命令使分界开关分闸，同时执行闭锁，隔离故障。当变电站出线断路器重合闸后，分界开关已可靠分闸，达到隔离用户故障区域的目的。
中心计算机经过服务器获取测控一体化用户分界开关的检测信息，包括负载线路的电流、电压的实时量，累计的电能量，实现对远方负荷的实时监控。分界开关动作后，控制模块主动将故障信息传送到中心计算机，可以及时对10KV电网线路故障进行分析、定位和处理。必要时中心计算机可以进行就地遥控分、合闸，便于线路检修维护。
本发明的有益效果是：
1、可自动、直接切除界内用户单相接地故障和相间短路故障，避免单一用户的故障及保护配合不当而波及整条馈线停电的情况。
2、自动记忆线路故障发生的时间、故障时刻电流值及故障性质，以便于事故追忆。
3、具有遥控分、合闸功能，便于线路检修维护。
4、可快速定位故障点，用户支线故障造成分界开关动作后，仅责任用户停电，可快速获取故障信息，使电力公司能迅速明确事故点，及时处理。
5、能够采集负载线路的电流、电压的实时量，累计的电能量，实现远方负荷的实时监控。
附图说明
图1是本发明测控一体化管理系统的结构框图。
具体实施方式
实施例：
一种测控一体化管理系统，包括分析处理单元和测控一体化用户分界开关，分析处理单元包括服务器1和中心计算机2；测控一体化用户分界开关包括检测模块3、控制模块4、通讯模块5、延时模块6、分界开关模块7和备用电源模块8。检测模块3、通讯模块5、延时模块6和分界开关模块7分别与控制模块4连接，分界开关模块7还与备用电源模块8连接；中心计算机2通过服务器1连接通讯模块5。检测模块3包括具有外置电压互感器和内置电流互感器的检测电路，用于检测电压和电流；控制模块4包括CPU内部处理器和控制电路，用于处理检测数据、发出控制指令和记忆动作信息；通讯模块5用于接收和发送信息，包括数据信息和指令信息；延时模块6具有可设定不同延时时间的延时电路；分界开关模块7包括用于用户支线分合闸的分界开关，并具有自动闭锁功能；备用电源模块8包括保证10kV线路故障甚至线路失压的状况下仍能进行分界开关分断操作的超级电容器后备电源。
当用户界内发生单相接地故障时，检测电路检测到故障电流后，控制模块4启动延时计时，在计时超过保护动作延时时间设定值后，执行保护动作，控制模块4令分界开关迅速分闸，切除用户界面故障。
当用户界内发生相间短路故障时，检测电路侦测到相间短路电流后，控制模块4则记忆该过流状态，当变电站出现开关保护分闸后，检测电路测到线路电压小于低电压闭锁值，且相电流小于闭锁电流值时控制模块4开始启动分闸计时。当计时时间达延时时间整定值后，控制模块4判定线路无压无流时，发出分闸命令使分界开关分闸，同时执行闭锁，隔离故障。当变电站出线断路器重合闸后，分界开关已可靠分闸，达到隔离用户故障区域的目的。
中心计算机2经过服务器1获取测控一体化用户分界开关的检测信息，包括负载线路的电流、电压的实时量，累计的电能量，实现对远方负荷的实时监控。分界开关动作后，控制模块4主动将故障信息传送到中心计算机2，对10KV电网线路故障进行分析、定位和处理。
Claims (3)
1.一种测控一体化管理系统，包括分析处理单元和测控一体化用户分界开关，其特征在于：所述的分析处理单元包括服务器（1）和中心计算机（2）；所述的测控一体化用户分界开关包括检测模块（3）、控制模块（4）、通讯模块（5）、延时模块（6）、分界开关模块（7）和备用电源模块（8），检测模块（3）、通讯模块（5）、延时模块（6）和分界开关模块（7）分别与控制模块（4）连接，分界开关模块（7）还与备用电源模块（8）连接；所述的中心计算机（2）通过服务器（1）连接通讯模块（5）；所述的检测模块（3）包括具有外置电压互感器和内置电流互感器的检测电路，用于检测电压和电流；所述的控制模块（4）包括用于处理检测数据、发出控制指令和记忆动作信息的CPU内部处理器和控制电路；
所述延时模块（6）可以使分界开关模块（7）的分闸延时时间与变电站保护及重合闸时间相配合，在变电站出线开关重合之前完成全部分闸过程，当用户界内发生单相接地故障时，检测电路检测到故障电流后，控制模块（4）启动延时计时，在计时超过保护动作延时时间设定值后，执行保护动作；当用户界内发生相间短路故障时，检测电路侦测到相间短路电流后，则记忆该过流状态，当变电站出现开关保护分闸后，检测电路测到线路电压小于低电压闭锁值，且相电流小于闭锁电流值时控制模块（4）开始启动分闸计时，计时时间达延时时间整定值后，控制模块判定线路无压无流时，发出分闸命令使分界开关分闸，同时执行闭锁，隔离故障；
中心计算机（2）经过服务器（1）获取测控一体化用户分界开关的检测信息，包括负载线路的电流、电压的实时量，累计的电能量，实现对远方负荷的实时监控，测控一体化用户分界开关动作后，控制模块（4）主动将故障信息传送到中心计算机（2），可以及时对电网线路故障进行分析、定位和处理，必要时中心计算机（2）可以进行就地遥控分、合闸。
2.根据权利要求1所述的测控一体化管理系统，其特征在于：所述的延时模块（6）包括可设定不同延时时间的延时电路。
3.根据权利要求1或2所述的测控一体化管理系统，其特征在于：所述的分界开关模块（7）包括用于用户支线分合闸并具有自动闭锁功能的分界开关。
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