CN103293443B - 一种配网架空线路接地故障定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配网架空线路接地故障定位方法，配网架空线路接地故障检测系统包括配电线路、指挥中心以及接地检测装置，在变电站之间的10kV配电线路上间隔设置有多个架线塔，架线塔之间的配电线路上均布置有一接地检测装置，定位方法步骤如下：⑴配电线路接地；⑵零序电流不平衡；⑶处理器通过信号发送模块向指挥中心发送；⑷指挥中心显示；⑸获得准确的故障位置。本发明的检测方法所使用的系统结构简单、设备成本较低、容易搭载实现，而且检测判断准确，避免分支线路等干扰影响，可以有效缩短定位判断时间，而且节省人工，从而大大缩短故障检修时间，降低电力设备的损耗损失。<!--1-->
Description
技术领域
本发明属于电力设施技术领域，尤其是一种配网架空线路接地故障定位方法。
背景技术
由于自然环境以及其他因素的影响，输配电线路难以避免会出现线缆损坏、挂接异物等故障，尤其是10kV配电架空线路上，其中最容易出现的是单相接地。目前，对于这类故障的，电力检修人员首先要判断接地故障位置，对于较短的线路可以安排人员沿线进行全面检查，但是对于较长的架空配电线路寻找接地点则较为困难，目前可以选择采用的接地选线法，如伏值判断法、功率方向法、首段波判断法以及分频判断法等多种方法，在变电站内初步判断接地线路，再逐步缩小排查范围，当范围缩小到有限程度后再安排人员沿线全面检查，无论采用哪种方案都需要大量的人员耗费大量的时间和精力，而且工作效率较低，故障修复速度较慢。
目前，在10kV配网架空线路中，发生单相接地故障时，判断故障位置的一般方法是：先通过试拉开空载线路开关、试拉开选线线路开关、试拉其他线路开关，判断出接地线路后，再根据线路运行情况或巡视人员提供的线路运行情况，对故障线路进行分段试送，来判断故障区域，以缩小巡线的范围，减轻巡视工作量，减少故障定位时间。这种方法的缺点，一是在试拉线路、分段试送、线路巡视阶段，都不可避免的需要对不同范围的用户进行停电，二是如果线路上分段开关较少，或分支线路较长，分段试送时，最终确定的故障范围仍可能比较大，需要较长时间的巡视，工作量仍然很大，影响故障的及时定位和恢复。
而零序电流检测，能够有效的反映出线路的单相接地故障，一般通过零序电流互感器（零序电流互感器）来检测。由于零序电流互感器的大小限制，一般安装在变电站10kV出线柜中，对于架空线路，由于各相导线相互距离较远，难以直接安装。
通过检索发现以下已公开的相关专利技术：
一种查找线路接地故障点的方法（CN102788934A），通过信号发送器和信号接收器实现接地故障点查找，其中所述信号发送器用于使待测线路产生发送电流信号；包括以下步骤：（ａ）所述信号接收器产生一个与所述发送电压信号相同频率的参比电压信号；（ｂ）所述信号接收器进行基准点设置；（ｃ）所述信号接收器计算该卡测点处的发送电流信号相对于设置的基准点的修正相位φａｍ′，并根据所述修正相位φａｍ′，指示该卡测点处发送电流信号的方向。本发明还提供一种对应的装置。本发明通过信号接收器产生一个与发送电压信号相同频率的参比电压信号，以获取待测线路中的发送电流信号的方向，可进行准确、快速地定位待测线路上的接地故障点。
一种输电线路接地故障测距系统（CN102928733A）。包括沿输电线路布置的多个零序电流互感器，用于检测线路当前检测点的零序电流信号，所述零序电流互感器包括GPS授时模块；还包括设于测量基点、用于接收来自所述零序电流互感器的信号的接收器，所述接收器与所述各零序电流互感器连接；还包括与所述接收器连接的上位机，用于接收信号并进行处理计算。本发明的故障测距系统结构简单、易于搭接实现，通过GPS授时模块同步每个零序电流互感器的时间，检测首个零序脉冲出现的时间，即可得到故障距离，不受线路阻抗不连续、线路分支等对信号造成的影响，相对于传统的感应式检测方法精确度和数据可信性得到了极大地提高。
一种查找线路接地故障点的方法（CN102788934A），通过信号发送器和信号接收器实现接地故障点查找，其中所述信号发送器用于使待测线路产生发送电流信号；包括以下步骤：（ａ）所述信号接收器产生一个与所述发送电压信号相同频率的参比电压信号；（ｂ）所述信号接收器进行基准点设置；（ｃ）所述信号接收器计算该卡测点处的发送电流信号相对于设置的基准点的修正相位φａｍ′，并根据所述修正相位φａｍ′，指示该卡测点处发送电流信号的方向。本发明还提供一种对应的装置。本发明通过信号接收器产生一个与发送电压信号相同频率的参比电压信号，以获取待测线路中的发送电流信号的方向，可进行准确、快速地定位待测线路上的接地故障点。
一种双耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置(103018571A)，电学测量技术领域，包括带有按键与显示屏、串行数据通信接口和M3处理器的微处理器模块；带有功率放大器和阻抗测量芯片、过压保护电路的阻抗测量电路模块；绕有激励线圈和感应线圈的双耦合环形铁磁测量探头和将电池电压转换成功率放大器电源和信号处理电路电源的电源管理模块。本发明所要解决的技术问题是提供一种双耦合式输电线路接地阻抗在线监测装置，有效满足实际应用的需求。
一种输电线路接地状态检测装置（CN102981092A），包括：残余电压检测模块、电压输出模块、电流采样模块以及控制模块；残余电压检测模块用于检测待测线路的残余电压；电压输出模块用于输出测试电压；控制模块用于利用设定的安全阀值判决所述残余电压，当残余电压小于安全阀值时，控制电压输出模块加载测试电压至所述待测线路；电流采样模块用于对待测线路的电流信号进行采样获得采样电流；控制模块还用于根据测试电压和采样电流判断出待测线路的接地状态。本发明的技术，首先测试待测线路上的残余电压，当残余电压在安全范围时，再输出测试电压并加载到待测线路上进行测试，具有安全性高、准确性高以及抗干扰能力强的优点。
经过对比，以上技术与本专利申请的技术方案存在较大不同。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种配网架空线路接地故障定位方法，该方法通过对架空线路零序电流的检测，来判断单相接地故障在线路上的方向，使工作人员能够在不停电的情况下，通过对几个点位的巡视，就可以将故障定位在一个较小的范围内。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种配网架空线路接地故障定位方法，其特征在于：配网架空线路接地故障检测系统包括配电线路、指挥中心以及接地检测装置，在变电站之间的10kV配电线路上间隔设置有多个架线杆塔，配电线路由三相总线构成，架线杆塔之间的配电线路上均布置有一接地检测装置，该接地检测装置均通过无线远程连接到指挥中心，将接地检测信号实时传输到指挥中心，定位方法步骤如下：
⑴配电线路接地，配电线路中一相或多相导线发生接地故障，配电线路电流发生变化；
⑵零序电流不平衡，发生接地故障配电线路上故障点电源侧或负荷侧的零序电流为不平衡电流，零序电流互感器将具体数值通过信号采集模块传送到处理器；
⑶处理器根据其内部预置的上、下限数值参数处理器对零序电流信号进行分析，并且由时间模块获得精确的时间，通过信号发送模块向指挥中心发送；
⑷挥中心通过信号接收模块接收到远程无线传送的接地故障信号，并且根据接地检测装置编码获得信号源的位置，并且中心计算机内预置有配电网地理图以及配电网方式图，结合分段开关位置，故障线路段在图上醒目的特殊形式显示。
⑸得准确的故障位置，多个方向的接地检测装置同时报警，判断出多个故障位置时，根据其信号内容以及信号发生时间计算，判断准确的位置。
而且，所述接地检测装置，包括零序电流互感器、信号采集模块、处理器、电源管理模块、按键模块、接地故障显示装置、信号发送模块以及时间模块，零序电流互感器连接输电线路的三相导线；该零序电流互感器通过导线连接信号采集模块，该信号采集模块连接处理器并将由零序电流互感器采集的数据传输到处理器，该处理器还分别连接有用于控制电源的电源管理模块、用于设置上、下限数值预置参数的按键模块、用于显示接地信息、时间以及调节数值的接地故障显示装置、用于获取实时同步时间的时间模块以及用于想指挥中心发送信息的信号发送模块；
接地检测装置的信号发送模块通过无线网络将信息发送到指挥中心的信号接收模块，该信号接收模块连接中心计算机，中心计算机内预置有配电网地理图。
而且，所述接地检测装置还内置连接有一存储配电线路运行数据的存储模块。
而且，所述接地检测装置接线方式如下：先在架空线路的A、B、C三相导线上分别安装相同型号、相同变比的电流互感器，再将三相零序电流互感器的二次电缆作为零序电流互感器的一次回路，再将零序电流互感器的二次接入一个带电指示装置，带电指示装置可以采取简单的指示灯、或者精确的电流表。
本发明的优点和积极效果是：
1、本方法可以在应用便捷，能够实现不停电的配网架空线路接地故障定位，且能够缩小定位范围。
2、本发明的检测方法所使用的系统结构简单、设备成本较低、容易搭载实现，而且检测判断准确，避免分支线路等干扰影响，可以有效缩短定位判断时间，而且节省人工，从而大大缩短故障检修时间，降低电力设备的损耗损失。
附图说明
图1为本发明接线结构示意图
图2为本发明中接地检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种配网架空线路接地故障定位方法，在变电站之间的10kV配电线路上间隔设置有多个架线杆塔，配电线路由三相总线构成，具体步骤如下：
⑴配电线路接地，配电线路中一相或多相导线发生接地故障，配电线路电流发生变化；
⑵零序电流不平衡，发生接地故障配电线路上故障点电源侧（或负荷侧）的零序电流为不平衡电流，零序电流互感器将具体数值通过信号采集模块传送到处理器；
⑶处理器根据其内部预置的上、下限数值参数处理器对零序电流信号进行分析，并且由时间模块获得精确的时间，通过信号发送模块向指挥中心发送；
⑶指挥中心通过信号接收模块接收到远程无线传送的接地故障信号，并且根据接地检测装置编码获得信号源的位置，并且中心计算机内预置有配电网地理图以及配电网方式图，结合分段开关位置，故障线路段在图上醒目的特殊形式显示。
⑷获得准确的故障位置，多个方向的接地检测装置同时报警，判断出多个故障位置时，根据其信号内容以及信号发生时间计算，判断准确的位置。
一种配网架空线路接地故障定位装置，如附图1所示，包括配电线路、指挥中心以及接地检测装置，在变电站之间的10kV配电线路上间隔设置有多个架线杆塔，配电线路由三相总线构成，架线杆塔之间的配电线路上均布置有一接地检测装置，该接地检测装置均通过无线远程连接到指挥中心，将接地检测信号实时传输到指挥中心。
接地检测装置结构如附图2所示，包括零序电流互感器、信号采集模块、处理器、电源管理模块、按键模块、接地故障显示装置、信号发送模块以及时间模块，零序电流互感器连接配电线路的三相导线以检测三相的电流矢量和，即零序电流IO，IA+IB+IC=IO，当线路上所接的三相负荷完全平衡时（无接地故障，且不考虑线路、电器设备的泄漏电流），IO=0；当线路上所接的三相负荷不平衡，则IO=IN，此时的零序电流为不平衡电流IN；当某一相发生接地故障时，必然产生一个单相接地故障电流Id，此时检测到的零序电流IO=IN+Id，是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和；该零序电流互感器通过导线连接信号采集模块，该信号采集模块连接处理器并将由零序电流互感器采集的数据传输到处理器，该处理器还分别连接有用于控制电源的电源管理模块、用于设置上、下限数值预置参数的按键模块、用于显示接地信息、时间以及调节数值的接地故障显示装置、用于获取实时同步时间的时间模块以及用于想指挥中心发送信息的信号发送模块。
为了便于信息的采集与管理，接地检测装置还内置连接有一存储配电线路运行数据的存储模块。
接地检测装置的信号发送模块通过无线网络将信息发送到指挥中心的信号接收模块，该信号接收模块连接中心计算机，中心计算机内预置有配电网地理图，接收到接地检测装置发出的信号后，电路地理图相应位置线路段醒目的特殊显示。
由于架空线路各相导线相互距离较远，难以直接安装零序电流互感器，在本方法中，采用“先采集，后判断”的方式进行零序电流检测，即先在架空线路各相上分别安装电流互感器（电流互感器），采集线路电流信息，再将三相电流互感器的二次线缆接入零序电流互感器，通过对二次电流的监测，来间接的判断线路上是否有零序电流。
接线方式如下：先在架空线路的A、B、C三相导线上分别安装相同型号、相同变比的电流互感器，再将三相电流互感器的二次电缆作为零序电流互感器的一次回路，再将零序电流互感器的二次接入一个带电指示装置，即可作为接地故障显示。带电指示装置可以采取简单的指示灯、或者精确的电流表。作用方式如下：假设线路某相发生接地故障，在该相接地位置会产生一个额外的电流，在线路的电源侧，三相电流将不能平衡，通过以上方法，将会检测到零序电流，工作人员即可判断出接地位置在检测点的负荷侧（或电源侧）。由此，通过多个点位的检测，即可进行接地故障的定位。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (1)
1.一种配网架空线路接地故障定位方法，其特征在于：配网架空线路接地故障检测系统包括配电线路、指挥中心以及接地检测装置，在变电站之间的10kV配电线路上间隔设置有多个架线杆塔，配电线路由三相总线构成，架线杆塔之间的配电线路上均布置有一接地检测装置，该接地检测装置均通过无线远程连接到指挥中心，将接地检测信号实时传输到指挥中心，定位方法步骤如下：
⑴配电线路接地，配电线路中一相或多相导线发生接地故障，配电线路电流发生变化；
⑵零序电流不平衡，发生接地故障配电线路上故障点电源侧或负荷侧的零序电流为不平衡电流，零序电流互感器将具体数值通过信号采集模块传送到处理器；
⑶处理器根据其内部预置的上、下限数值参数处理器对零序电流信号进行分析，并且由时间模块获得精确的时间，通过信号发送模块向指挥中心发送；
⑷挥中心通过信号接收模块接收到远程无线传送的接地故障信号，并且根据接地检测装置编码获得信号源的位置，并且中心计算机内预置有配电网地理图以及配电网方式图，结合分段开关位置，故障线路段在图上醒目的特殊形式显示；
⑸得准确的故障位置，多个方向的接地检测装置同时报警，判断出多个故障位置时，根据其信号内容以及信号发生时间计算，判断准确的位置；
所述接地检测装置，包括零序电流互感器、信号采集模块、处理器、电源管理模块、按键模块、接地故障显示装置、信号发送模块以及时间模块，零序电流互感器连接配电线路的三相导线；该零序电流互感器通过导线连接信号采集模块，该信号采集模块连接处理器并将由零序电流互感器采集的数据传输到处理器，该处理器还分别连接有用于控制电源的电源管理模块、用于设置上、下限数值预置参数的按键模块、用于显示接地信息、时间以及调节数值的接地故障显示装置、用于获取实时同步时间的时间模块以及用于向指挥中心发送信息的信号发送模块；
接地检测装置的信号发送模块通过无线网络将信息发送到指挥中心的信号接收模块，该信号接收模块连接中心计算机，中心计算机内预置有配电网地理图；
所述接地检测装置还内置连接有一存储配电线路运行数据的存储模块；
所述接地检测装置接线方式如下：先在架空线路的A、B、C三相导线上分别安装相同型号、相同变比的电流互感器，再将三相零序电流互感器的二次电缆作为零序电流互感器的一次回路，再将零序电流互感器的二次接入一个带电指示装置，带电指示装置可以采取简单的指示灯、或者精确的电流表。
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