CN103983885A - 一种用于配电台区的低压线路故障定位终端及定位方法 - Google Patents

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刘明祥
周捷
朱金大
赵仰东
夏燕东
胡绍刚
阎际驰
张艳萍
程宇
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State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种配电台区的低压线路故障定位终端及定位方法,包括配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块、电压传感器、电流传感器等;配电变压器监测采集模块中设置电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路,电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路之间互相连接,信号指示电路与配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块互相连接,电压传感器之二次侧绕组通过信号电缆连接到电源电路和故障鉴别电路,电流传感器的二次侧绕组通过信号电缆连接到故障鉴别电路。本发明的故障定位终端能够正确判断短路故障电流的通路,并通过无线通信将故障区位信息发送至后台系统进行定位,从而解决了各种故障线路区段和支线的定位问题。

Description

一种用于配电台区的低压线路故障定位终端及定位方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及配电自动化终端,尤其涉及一种配电台区的低压线路故障定位终端及定位方法,属于电力系统及其自动化领域。
背景技术
[0003] 配电台区综合配电变压器、低压配电网、大用户和低压居民用电的各种实时运行数据的采集,为供电企业提供了快速、真实、精确地了解各个供电区域和各种电力用户实际的供电情况、电能质量、负荷情况、电量、无功功率等信息的平台;是实现实时监控中低压配电网电能质量,提高电力用户供电可靠性,实现配电线路谐波治理、节能降损、无功补偿,提高供电企业工作效率,为其智能决策提供准确依据的有效技术措施和技术手段。目前,用户侧线路发生线路故障时,故障隔离时间长,甚至需要多次重合来排除故障,或者人工巡检方式来排查故障区域,影响到了供电的可靠性和供电质量。
发明内容
[0004] 发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种用于配电台区的低压线路故障定位终端及定位方法,能够正确判断短路故障电流的通路,并通过无线通信将故障区位信息发 至后台系统进行定位,从而解决了各种故障线路区段和支线的定位问题。
[0005] 技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种用于配电台区的低压线路故障定位终端,其特征在于:包括配电变压器监测采集模块、配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块、电压传感器、电流传感器;
配电变压器监测采集模块中设置电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路;
所述电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路之间互相连接,信号指示电路与配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块互相连接;
电压传感器的二次侧绕组通过信号电缆连接到电源电路和故障鉴别电路,电流传感器的二次侧绕组通过信号电缆连接到故障鉴别电路;电压传感器、电流传感器的一次侧绕组分别采集配电网架空线路或者电缆线路上的电压、电流信号;
配电变压器监测无线通信模块与主站后台系统无线连接进行通讯。
[0006] 通过配电变压器监测无线通信模块将故障信息通过无线GPRS方式或GSM短信方式上送到主站后台系统,由主站后台系统对上报的信息进行分析。
[0007] —种用于配电台区的低压线路故障定位方法,其特征在于:包括以下步骤:
(I)电压传感器、电流传感器的一次侧绕组分别采集配电网架空线路或者电缆线路上的电压、电流信号,传送至配电变压器监测采集模块中; (2)配电变压器监测采集模块中的故障鉴别电路实时检测线路的故障状态,当有短路或者接地故障发生时,故障鉴别电路判断故障,并将故障信息发送至配电变压器监测告警模块,由配电变压器监测告警模块发出告警信号,并产生告警信息;
(3 )配电变压器监测无线通信模块通过无线GPRS方式或GSM短信方式将故障信息发送到王站后台系统;
(4)由主站后台系统对上报信息进行汇总分析、故障位置定位。
[0008] 配电变压器监测采集模块中还包括提供电源的电源电路和指示工作状态的信号指示电路,信号指示电路分别与电源电路、故障鉴别电路、配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块连接。
[0009] 配电变压器监测采集模块根据电压传感器、电流传感器采集的配电低压线路的三相电压、三相电流和零序电流,计算各分相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率,累计正向有功电量、正反向无功电量,计算各分相及总功率因数,计算I〜15次谐波含有率、有功及无功向量、电压电流不平衡率和线路频率。
[0010] 根据采集和计算的各参量及设置的定值,由故障鉴别电路自动快速判别线路是否发生故障,区分故障电流方向、识别单相接地或相间短路故障。
[0011 ] 具备多种通信接口,包括I个RJ45以太网接口,I个GPRS无线模块、3个RS232/485串行口和/或I个红外接口,配电变压器监测无线通信模块通过这些接口与主站进行信息交互,将线路故障信息发送至主站进行故障定位,或者也可以与就地手持终端进行信息交互,便于运行检修人员通过手持终端就地读取线路故障信息。
[0012] 配置专用高效通信规约接口,包括IEC60870-5-101协议接口、IEC60870-5-104协议接口、DL645协议接口和/或Q/GDW376.1协议接口,通过以上规约将故障信息发送至配电主站,或者发送至就地运行检修人员的手持终端。
[0013] 配电台区的低压线路故障定位终端的结构和功能:
1、数据采集
采集配电低压线路的三相电压、三相电流以及零序电流,计算各分相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率,累计正向有功电量、正反向无功电量,计算各分相及总功率因数,计算I〜15次谐波含有率、有功及无功向量、电压电流不平衡率、线路频率等,以及实时状态信息采集。
[0014] 2、故障检测
实时监测配电低压线路上电流、电压信息,通过采集线路的电压、电流量,提供零序过电压、过电流、线路过负荷、线路三相过电流等检测功能。
[0015] 装置根据采集到的电流大小及设置的定值,能够自动快速判别线路是否发生故障,区分故障电流方向、识别单相接地或相间短路故障。
[0016] 3、故障信号发送、故障区域定位
装置检测到线路的故障状态,当有短路或者接地故障发生时,故障诊断装置会发出,同时将故障信号通过无线GPRS方式或GSM短信方式发送到系统主站后台,由主站系统软件对各个装置的上报信号进行汇总分析,实现判定故障位置。
[0017] 本发明所达到的有益效果:
本发明的故障定位终端能够正确判断短路故障电流的通路,并通过无线通信将故障区位信息发送至后台系统进行定位,从而解决了各种故障线路区段和支线的定位问题,减少故障处理时间,减少停电时间,提高供电可靠性。
附图说明
[0018] 图1为本发明的一个终端组成示意框图;
图2为本发明的一个应用实例示意图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本专利作更进一步的说明。
[0020] 如图1为本发明的一个配电台区的低压线路故障定位方法组成示意框图,配电台区的低压线路故障定位方法主要包括配电变压器监测采集模块、配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块、电压传感器、电流传感器等;配电变压器监测采集模块中设置电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路,电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路之间互相连接,信号指示电路与配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块互相连接,电压传感器之二次侧绕组通过信号电缆连接到信号箱中的电源电路和故障鉴别电路,电流传感器的二次侧绕组通过信号电缆连接到信号箱中的故障鉴别电路。它能够正确判断短路故障电流的通路,并通过无线通信将故障区位信息发送至后台系统进行定位。
[0021] 根据电压传感器、电流传感器采集的配电低压线路的三相电压、三相电流和零序电流,计算各分相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率,累计正向有功电量、正反向无功电量,计算各分相及总功率因数,计算I〜15次谐波含有率、有功及无功向量、电压电流不平衡率和线路频率。根据采集和计算的各参量及设置的定值,由故障鉴别电路自动快速判别线路是否发生故障,区分故障电流方向、识别单相接地或相间短路故障。
[0022] 该装置监测线路上的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电压合格率、负载率等。
[0023] 该装置故障鉴别电路可实现过压保护告警、过流保护告警、过负荷保护告警、欠压保护告警等。
[0024] 如图2所示为本发明的一个应用实例示意图。
[0025] ( I)在配电网架空线路或者电缆线路上加装配电台区的低压线路故障定位终端;
(2)配电台区的低压线路故障定位终端实时检测线路的故障状态,当有短路或者接地
故障发生时,故障鉴别电路判断故障,并将故障信息发送至配电变压器监测告警模块,由配电变压器监测告警模块发出告警信号,并产生告警信息;
(3 )配电变压器监测无线通信模块通过无线GPRS方式或GSM短信方式将故障信息发送到系统王站后台;
(4)由主站后台系统软件对各个故障诊断装置的上报信号进行汇总分析,实现故障位置定位、安排人员处理故障。
[0026] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于配电台区的低压线路故障定位终端,其特征在于:包括配电变压器监测采集模块、配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块、电压传感器、电流传感器; 配电变压器监测采集模块中设置电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路; 所述电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路之间互相连接,信号指示电路与配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警模块互相连接; 电压传感器的二次侧绕组通过信号电缆连接到电源电路和故障鉴别电路,电流传感器的二次侧绕组通过信号电缆连接到故障鉴别电路;电压传感器、电流传感器的一次侧绕组分别采集配电网架空线路或者电缆线路上的电压、电流信号; 配电变压器监测无线通信模块与主站后台系统无线连接进行通讯。
2.根据权利要求1所述的用于配电台区的低压线路故障定位终端,其特征在于:通过配电变压器监测无线通信模块将故障信息通过无线GPRS方式或GSM短信方式上送到主站后台系统,由主站后台系统对上报的信息进行分析。
3.一种 用于配电台区的低压线路故障定位方法,其特征在于:包括以下步骤: (1)电压传感器、电流传感器的一次侧绕组分别采集配电网架空线路或者电缆线路上的电压、电流信号,传送至配电变压器监测采集模块中; (2)配电变压器监测采集模块中的故障鉴别电路实时检测线路的故障状态,当有短路或者接地故障发生时,故障鉴别电路判断故障,并将故障信息发送至配电变压器监测告警模块,由配电变压器监测告警模块发出告警信号,并产生告警信息; (3 )配电变压器监测无线通信模块通过无线GPRS方式或GSM短信方式将故障信息发送到王站后台系统; (4)由主站后台系统对上报信息进行汇总分析、故障位置定位。
4.根据权利要求3所述的用于配电台区的低压线路故障定位方法,其特征在于:配电变压器监测采集模块中还包括提供电源的电源电路和指示工作状态的信号指示电路,信号指示电路分别与电源电路、故障鉴别电路、配电变压器监测无线通信模块、配电变压器监测告警1吴块连接。
5.根据权利要求3所述的用于配电台区的低压线路故障定位方法,其特征在于:根据电压传感器、电流传感器采集的配电低压线路的三相电压、三相电流和零序电流,计算各分相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率,累计正向有功电量、正反向无功电量,计算各分相及总功率因数,计算I~15次谐波含有率、有功及无功向量、电压电流不平衡率和线路频率。
6.根据权利要求5所述的用于配电台区的低压线路故障定位方法,其特征在于:根据采集和计算的各参量及设置的定值,由故障鉴别电路自动快速判别线路是否发生故障,区分故障电流方向、识别单相接地或相间短路故障。
7.根据权利要求3所述的用于配电台区的低压线路故障定位方法,其特征在于:具备多种通信接口,包括I个RJ45以太网接口,I个GPRS无线模块、3个RS232/485串行口和/或I个红外接口,配电变压器监测无线通信模块通过这些接口与主站进行信息交互,将线路故障信息发送至主站进行故障定位,或与就地手持终端进行信息交互。
8.根据权利要求3所述的用于配电台区的低压线路故障定位方法,其特征在于:配置专用高效通信规约接口,包括IEC60870-5-101协议接口、IEC60870-5-104协议接口、DL645协议接口和/或Q/GDW376.1协议接口,通过以上规约将故障信息发送至配电主站,或者发送至就地运行检修 人员的手持终端。
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