CN104049178A - 一种有源配电网故障定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有源配电网故障定位方法及系统，该方法包括以下步骤：1、将各馈线终端故障电流检测定值设定为高于最大负荷电流；2、当有源配电网发生故障时，有故障电流流过的馈线终端启动故障检测并向配电网系统主站报送短路电流测量值；3、配电网系统主站根据线路出口开关馈线终端上报的流过出口断路器的短路电流，重新设定故障电流检测定值，然后判断某一线路上的开关是否有故障电流流过，然后，采用常规的故障定位方法识别故障区段。该系统包括配电网系统主站、馈线终端和通讯系统，所述配电网系统主站通过通讯系统与各馈线终端相连接，以进行信息交换。该方法及系统可以简单、快速地进行故障定位，且易于实施，使用效果好。

Description

一种有源配电网故障定位方法及系统

技术领域

本发明涉及电力自动化技术领域，特别涉及一种有源配电网故障定位方法及系统，适用于中压配电线路（馈线）发生故障后，实现故障的自动定位。 

背景技术

目前，有源配电网发生短路故障时，分布式电源向故障点注入短路电流，使故障点下游开关也有短路电流流过。如果分布式电源提供短路电流超过电流检测整定值，故障点下游开关的FTU也将向主站报送有故障电流流过的信息，致使传统电流故障定位方法失效。

有源配电网故障点下游开关流过的短路电流与接入的分布式电源的类型与数量有关。在实施馈线自动化时，需要计算有源配电网发生短路故障时线路上分布式电源提供的短路电流，如果小于额定电流，则对常规的电流比较式故障定位方法没有影响；如果大于额定电流，但小于2倍的额定电流，通过提高过电流检测定值可以克服其影响并且对故障检测的灵敏度基本没有影响；如果大于2倍的额定电流，则需要采用其他故障定位方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种有源配电网故障定位方法及系统，该方法及系统可以简单、快速地进行故障定位，且易于实施，使用效果好。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种有源配电网故障定位方法，包括以下步骤：

步骤S1：将各馈线终端故障电流检测定值设定为高于最大负荷电流；

步骤S2：当有源配电网发生故障时，流过电流大于故障电流检测定值的馈线终端启动故障检测并向配电网系统主站报送短路电流测量值；

步骤S3：配电网系统主站根据出口断路器馈线终端上报的流过出口断路器的短路电流，重新设定故障电流检测定值，然后根据故障电流检测定值判断上报故障信息的线路上的开关是否有故障电流流过，然后，采用常规的故障定位方法识别故障区段。

进一步的，配电网系统主站根据馈线终端上报的流过出口断路器的短路电流，重新设定故障电流检测定值为所述流过出口断路器的短路电流的二分之一。

本发明还提供了一种有源配电网故障定位系统，包括配电网系统主站、馈线终端和通讯系统，所述配电网系统主站通过通讯系统与各馈线终端相连接，以进行信息交换；

所述配电网系统主站用于收集线路上各馈线终端的故障信息，根据所收集到的故障信息重新设定故障电流检测定值，并对各馈线终端上传信息进行分析，确定故障区段；

所述馈线终端包括线路出口开关馈线终端及线路上开关馈线终端，用于采集各开关的故障信息并上报配电网系统主站；

所述通讯系统为配电网系统主站与各馈线终端进行通讯提供通道。

本发明的有益效果是提出了一种有源配电网故障定位方法及系统，其根据出口断路器的短路电流动态调整FTU故障电流检测定值，克服了有源配电网中分布式电源对故障定位的干扰，从而实现了简单、快速的故障定位，且该方法及系统易于实施，具有很强的实用性和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明方法的实现流程图。

图2是本发明系统的结构示意图。

图3是本发明一实施例中有源配电网的结构示意图。

具体实施方式

本发明有源配电网故障定位方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S1：将各馈线终端（FTU）故障电流检测定值设定为高于最大负荷电流。配电网发生故障时，其故障电流远大于正常工作电流，将故障电流检测定值设定为高于最大负荷电流，可以让终端在馈线正常工作时不必检查故障，处于比较空闲的状态。

步骤S2：当有源配电网发生故障时，流过电流大于故障电流检测定值的馈线终端启动故障检测并向配电网系统主站报送短路电流测量值。

步骤S3：配电网系统主站根据出口断路器馈线终端上报的流过出口断路器的短路电流，重新设定故障电流检测定值，然后根据故障电流检测定值判断上报故障信息的线路上的开关是否有故障电流流过，然后，采用常规的故障定位方法识别故障区段。

在本实施例中，重新设定故障电流检测定值为所述流过出口断路器的短路电流的二分之一。

本发明还提供了与上述方法相应的有源配电网故障定位系统，如图2所示，包括配电网系统主站（或配电子站）、馈线终端（FTU）和通讯系统，所述配电网系统主站通过通讯系统与各馈线终端相连接，以进行信息交换；

所述配电网系统主站用于收集线路上各馈线终端的故障信息，根据所收集到的故障信息重新设定故障电流检测定值，并对各馈线终端上传信息进行分析，确定故障区段；

所述馈线终端包括线路出口开关馈线终端及线路上开关馈线终端，用于采集各开关的故障信息并上报配电网系统主站；

所述通讯系统为配电网系统主站与各馈线终端进行通讯提供通道。

分布式电源短路电流对故障定位有影响的主要原因是导致故障点下游的开关也有故障电流流过。FTU采用固定的过电流定值，难以兼顾故障检测的可靠性与灵敏性。例如，如果把过电流整定值设定为5倍的线路额定电流，可以基本上克服掉分布式电源短路电流的影响，但当故障电阻较大、短路电流较小时，将会造成漏报故障。

事实上，分布式电源提供的短路电流与系统提供的短路电流总是成比例变化的；当因故障电阻大系统短路电流减少，分布式电源短路电流也相应地减少。因此，如果根据出口断路器检测到的短路电流动态调整FTU过电流定值，便能够在保证故障检测的灵敏度的前提下，防止故障点下游FTU误报故障。在有源配电网发生短路故障时，即便是考虑最不利的情况，分布式电源提供的短路电流也不到系统短路电流的一半，因此，可将FTU过电流检测的整定值设定为出口断路器处测量到的短路电流的一半。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图3是本发明一实施例中有源配电网的结构示意图。出口断路器QF与分支开关Q1和分段开关Q3之间线路是一个区段（1号）；分支开关Q1与 Q2之间线路是一个区段（2号）；分段开关Q3、Q4、Q5、Q6之间的部分线路构成一个区段（4号），其中包括一段T接的分支线路，还有分段开关Q2下游的3号区段，分段开关Q5下游的5号区段与分段开关Q6下游的6号区段，开关Q5、Q6下游都接有分布式电源。图3中所有开关都是可遥控开关，且除联络开关Q4外，都处于合位。配电网系统还包括配电网系统主站（或配电子站）、馈线终端（FTU）和通讯系统，配电网系统主站通过通讯系统与馈线终端相连接，以进行信息交换，馈线终端（FTU）负责监控配电线路上各开关的信息并控制开关动作。

以上所述图3配电网结构示意图中，区段，是指配电线路中不可由开关（断路器、分段开关、分支线开关）再分割的或者不含线路开关的一段线路或若干段连通的线路。与区段相邻的开关称为边界开关。在辐射型线路中，边界开关中最靠近变电站的开关，称为上游边界开关。如图3所示线路中的4号区段的边界开关是Q3、Q4、Q5、Q6，其中是Q3上游边界开关，Q4、Q5、Q6则属于下游边界开关。

电流比较故障定位算法的原理是：首先根据FTU报送的故障电流检测结果，检查区段的上游边界开关是否有故障电流流过，如果区段的上游边界开关有故障电流流过，区段中其他任何一个边界开关有故障电流流过，说明故障电流是穿越性的，该区段属于非故障区段；如果区段的上游边界开关有故障电流流过，区段中其他任何一个边界开关都没有故障电流流过，说明故障电流是注入性，该区段就是故障区段。对于末端开关（下游没有其他开关）来说，如果有故障电流流过，则判断为故障在其下游线路上。

故障定位步骤：

步骤1：根据配电线路实时网络拓扑连接关系，从出口断路器开始沿线路搜索能够被遥控的线路开关，据此划分出区段并编号。图3所示实施例中分别编号为区段1（出口断路器QF与分支开关Q1和分段开关Q3之间线路）、区段2（分支开关Q1与 Q2之间线路）、区段3（分段开关Q2下游的线路）、区段4（分段开关Q3、Q4、Q5、Q6之间的线路）、区段5（分段开关Q5下游的线路）、区段6（分段开关Q6下游的线路）

步骤2：图3 中假设F1点发生短路故障，FTU启动故障检测并向主站报送短路电流测量值。断路器QF与分段开关Q3均有故障电流流向故障点，对于1号区段来说，故障电流是穿越性的，该区段属于非故障区段；开关Q5、Q6下游都接有分布式电源，当F1点发生短路故障时，分布式电源提供的短路电流流过开关Q5、Q6，开关Q5、Q6中也有故障电流流过，当分布式电源提供的短路电流超过整定值时，Q5、Q6的FTU将向主站报送有故障电流流过的信息。对于第4号区段，若按常规电流比较的故障定位算法，Q5、Q6是其下游边界开关，主站对该区段上故障电流性质的判断结果是穿越性的，因此被误判为非故障区段。

步骤3：主站根据FTU报上来的流过出口断路器的短路电流，重新设定故障电流检测定值为出口断路器短路电流的二分之一，并重新判断线路上的各开关是否有故障电流流过。断路器QF与分段开关Q3均有故障电流流向故障点，对于1号区段来说，故障电流是穿越性的，该区段属于非故障区段；开关Q5、Q6下游都接有分布式电源，当F1点发生短路故障时，分布式电源提供的短路电流流过开关Q5、Q6，但分布式电源提供的短路电流没有超过故障电流检测定值，Q5、Q6的FTU不向主站报送有故障电流流过的信息。对于第4号区段来说，Q5、Q6是其下游边界开关，没有故障电流流过，主站对该区段上故障电流性质的判断结果是注入性的，因此判为故障区段。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。 

Claims (3)

1.一种有源配电网故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将各馈线终端故障电流检测定值设定为高于最大负荷电流；

步骤S2：当有源配电网发生故障时，流过电流大于故障电流检测定值的馈线终端启动故障检测并向配电网系统主站报送短路电流测量值；

步骤S3：配电网系统主站根据出口断路器馈线终端上报的流过出口断路器的短路电流，重新设定故障电流检测定值，然后根据故障电流检测定值判断上报故障信息的线路上的开关是否有故障电流流过，然后，采用常规的故障定位方法识别故障区段。

2.根据权利要求1所述的一种有源配电网故障定位方法，其特征在于，配电网系统主站根据馈线终端上报的流过出口断路器的短路电流，重新设定故障电流检测定值为所述流过出口断路器的短路电流的二分之一。

3.一种有源配电网故障定位系统，其特征在于，包括配电网系统主站、馈线终端和通讯系统，所述配电网系统主站通过通讯系统与各馈线终端相连接，以进行信息交换；

所述配电网系统主站用于收集线路上各馈线终端的故障信息，根据所收集到的故障信息重新设定故障电流检测定值，并对各馈线终端上传信息进行分析，确定故障区段；

所述馈线终端包括线路出口开关馈线终端及线路上开关馈线终端，用于采集各开关的故障信息并上报配电网系统主站；

所述通讯系统为配电网系统主站与各馈线终端进行通讯提供通道。