CN104101813A - 一种集中式故障区域判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集中式故障区域判别方法，在区域电网中各线路的两端以及电缆-架空线交接处分别安装电子式互感器或光学互感器，并定义所述安装点为测点，在中心变电站设置一台集中式故障区域判别装置，该装置接收所有测点的数据，进行综合分析处理，并在故障后识别出故障区间，实现故障的快速定位和检修，加快故障后系统恢复供电的能力。此方法可根据各测点的故障电流特征，快速准确识别出区域电网中的故障区间，实现故障的快速定位和检修，加快故障后系统恢复供电。

Description

一种集中式故障区域判别方法

技术领域

本发明涉及一种集中式故障区域判别方法。

背景技术

受城市空间和规划的限制，架空线电缆混合线路在大中城市中的应用越来越广泛。由于架空线故障一般是瞬时故障，需要起动重合闸，而对于电缆故障，一般是永久故障，再次重合会对电缆产生较大的损伤，因此需要闭锁重合闸。当架空线-电缆混合线路发生故障时，必须先由检修人员找出故障点，查明故障点是位于架空线还是电缆段，只有找到故障点，确定为架空线故障时，才能下达手合故障线路命令，这对检修人员提出了很高的要求，同时要耗费大量的人力与物力。

由于受限于传统电磁式电流互感器安装体积及造价等原因，目前的一些识别架空线-电缆混合线路故障区间的方法，都是利用现有的保护测量回路，基于测量阻抗原理在现有的保护装置中进行功能修改，增加相关判据和定值（如电缆线路段阻抗定值）实现。这些方法普遍存在算法复杂，精度不高等不足，特别是在短线或多级混联线路应用时难以整定，误差很大。同时由于这些方法是集成在线路保护装置中，一方面增加了保护装置的复杂性，另一方面故障定位信息分散，不利于运行和检修人员的集中分析。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种集中式故障区域判别方法，当区域电网内发生故障时，其可根据各测点的故障电流特征，快速准确识别出故障区间，实现故障的快速定位和检修，加快故障后系统恢复供电。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种集中式故障区域判别方法，在区域电网中各线路的两端以及电缆-架空线交接处分别安装电子式互感器或光学互感器，并定义所述安装点为测点，在中心变电站接收所有测点的数据，进行综合分析处理，并在故障后识别出故障区间，实现故障的快速定位和检修，加快故障后系统恢复供电的能力。

安装电子式互感器或光学互感器后，由数据采集装置完成数据的采集和转换后，通过光纤将数据传送给中心变电站。

上述光纤采用专用光纤或复用通道。

对于单电源供电线路，按线路依次扫描各测点故障相间电流，若满足一侧相间电流较大，而另一侧相间电流基本为零，则判断为该区间内发生故障。

对于双电源或多电源供电线路，按线路依次计算各故障区间的各侧分相电流和，若该值大于整定值，则判断为该区间内发生故障。

采用上述方案后，本发明的有益效果是：在区域电网内发生故障后能够快速准确地识别出故障区间，实现故障的快速定位和检修，加快故障后系统恢复供电。该方案算法简单，定位准确快速，不受线路长短的影响，适用于多级混联线路；同时故障信息集中明确，仅由一台集中式故障区域判别装置即可完成整个区域电网的故障区间定位。另外，整个方案的安装和实现不影响原有的一次设备和二次设备的正常运行，施工简单。

附图说明

图1是本发明的整体方案接线示意图；

图2是本发明中集中式故障区域判别装置专用光纤方式下的通道连接方式示意图；

图3是本发明中集中式故障区域判别装置复用的通道连接方式（64kb/s或2048kb/s）示意图；

图4是本发明中集中式故障区域判别装置的线路和测点配置示意图；

图5是本发明中集中式故障区域判别装置的典型配置图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

本发明提供一种集中式故障区域判别方法，当区域电网内发生故障时，能根据各测点的故障电流特征，快速准确识别出故障区间，实现故障的快速定位和检修，加快故障后系统恢复供电的能力。

以图1所示，以1个中心变电站，3个负荷子站的单电源简单区域电网为例，本发明在实施时，首先根据区域电网的网络拓扑，在区域电网中相关位置（如线路的两端）以及电缆-架空线交接处分别安装电子式互感器或光学互感器（命名安装点为测点），如图中“○”所示。由数据采集装置（合并单元）完成数据的采集和转换后，通过光纤将数据传送给中心变电站的集中式故障区域判别装置。通道连接方式如图2和图3，可选择“专用光纤”或“复用通道”。

本发明在实施时，在中心变电站内设置一台集中式故障区域判别装置，接收所有测点的数据，进行综合分析处理，在故障后快速准确识别出故障区间（定义一条线路的两个相邻测点之间为一个故障区间），实现故障的快速定位和检修，加快故障后系统恢复供电的能力。集中式故障区域判别装置硬件采用即插式标准插件，软件采用模块化设计。这种设计方法可实现按照区域电网的输电线路出线数实例化插件和故障判断模块，按照每条输电线路的测点数实例化数据接收和处理模块，线路出线数和测点数均可采用参数整定实现，从而可灵活适用于各种不同网络拓扑的区域电网。对于图1所示的区域电网，如图4所示，根据线路条数实例化3个标准插件，实现3条线路的故障区间判别；根据每条线路的测点数分别实例化3、4、2个数据接收和处理模块。

对于单电源供电线路，当发生区内故障时，故障区间电源测有较大故障电流，而负荷侧相间电流基本为零。本发明在实施时，集中式故障区域判别装置根据上述故障电流特征，按线路依次扫描各测点故障相间电流，若满足一侧相间电流较大，而另一侧相间电流基本为零，则判断为该区间内发生故障。如图4中线路2发生区内故障，线路2的CT1、CT2、CT3测点至少有一个相间电流均较大，而CT4测点的相间电流为零，则判断为线路2的CT3、CT4测点间的段3发生故障。

对于双电源或多电源供电线路，当发生区内故障时，故障区间各侧分相电流和为较大的故障电流；当发生区外故障时，故障区间各侧电流分相和基本为零。集中式故障区域判别装置根据上述故障电流特征，按线路依次计算各故障区间的各侧分相电流和，若该值大于整定值，则判断为该区间内发生故障。如图4中线路2发生区内故障，线路2的段1和段2流过的电流均为穿越电流，其两侧CT的分相电流和均为零，而段3的两侧CT分相电流相加，其和很大，故判断为线路2的CT3、CT4测点间的段3发生故障。

图5为集中式故障区域判别装置典型硬件配置，可根据区域电网的规模和网络拓扑灵活扩展插件。

综上，本发明通过在区域电网中线路的两端以及电缆-架空线交接处分别安装电子式互感器或光学互感器，在中心变电站设置一台集中式故障区域判别装置，接收所有测点的数据，通过分析各测点故障电流的特征，在故障后可快速准确识别出故障区间，实现故障的快速定位和检修，加快故障后系统恢复供电。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集中式故障区域判别方法，其特征在于包括如下内容：在区域电网中各线路的两端以及电缆-架空线交接处分别安装电子式互感器或光学互感器，并定义所述安装点为测点，在中心变电站接收所有测点的数据，进行综合分析处理，并在故障后识别出故障区间。

2.如权利要求1所述的一种集中式故障区域判别方法，其特征在于接收所有测点的数据的方式是：安装电子式互感器或光学互感器后，由数据采集装置完成数据的采集和转换后，通过光纤接收所有测点的数据。

3.如权利要求2所述的一种集中式故障区域判别方法，其特征在于：所述光纤采用专用光纤或复用通道。

4.如权利要求1所述的一种集中式故障区域判别方法，其特征在于：对于单电源供电线路，按线路依次扫描各测点故障相间电流，若满足一侧相间电流较大，而另一侧相间电流基本为零，则判断为该区间内发生故障。

5.如权利要求1所述的一种集中式故障区域判别方法，其特征在于：对于双电源或多电源供电线路，按线路依次计算各故障区间的各侧分相电流和，若该值大于整定值，则判断为该区间内发生故障。