CN104617565B - 一种快速识别配网线路故障位置的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速识别配网线路故障位置的装置及方法。装置包括检测装置以及用于连接相邻检测装置的光纤网络，方法包括步骤1，检测装置对流经其对应的断路器的电流进行检测并获取即时电流值；步骤2，检测装置将即时电流值与预设的故障电流值进行比较；步骤3，检测装置置位故障标志，同时产生检测信号，并通过光纤网络传输至相邻的检测装置；步骤4，通过光纤网络接收相邻的检测装置发送的检测信号；步骤5，检测装置根据其产生的检测信号和其接收的检测信号，判断配网线路的故障位置是否在本检测装置所在的供电区间；步骤6，若故障位置在本检测装置所在的供电区间，检测装置控制其对应的断路器跳闸。用于实现快速排查故障，保障电路稳定性。

Description

一种快速识别配网线路故障位置的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种快速识别配网线路故障位置的装置及方法。

背景技术

电力系统中20KV、10KV或6KV的配电网络具有供电距离短、分支多、单端供电的特点。图1是目前所使用的配电网络的结构图，该线路在同一变电站中，标记D0～D9为线路上的分段断路器或开闭所的仅限断路器，正常工作时D7为断开状态，其他为合闸状态。目前针对该配电网络的线路故障主要是靠变电站内的线路保护来识别和切除故障，切除故障后靠故障时的电流大小状态来识别故障位置，后人工来识别故障并手动切除故障。这种方法导致故障影响范围大，故障切除时间长，需要人来参与判断，无法实现真正配电自动功能。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，提供一种快速识别配网线路故障位置的装置及方法，能够做到对故障位置的快速识别，以便及时切出故障，不会导致故障范围扩大。

本发明提供一种快速识别配网线路故障位置的装置，包括：

多个检测装置以及用于连接相邻的检测装置的光纤网络；

所述多个检测装置均分别安装在所述配网线路中的多个断路器上，用于检测流经所述断路器的电流，当检测到的电流异常时，产生并通过所述光纤网络向相邻的检测装置发送检测信号；以及通过所述光纤网络接收相邻的检测装置发送的检测信号，并根据发送的和接收的所述检测信号识别所述配网线路的故障位置。

具体地，所述检测装置配置为，若识别出的所述故障位置在本检测装置的供电区间，则控制其对应的断路器跳匣。

具体的，所述检测装置配置为，当检测到的电流大于预设的故障电流值时，判断为所述检测到的电流异常。

具体的，所述检测装置配置为，根据如下规则识别所述配网线路的故障位置：

若本检测装置不在所述配网线路的首端或末端，本检测装置产生了所述检测信号，且接收到了相邻的两侧的检测装置分别发送的两个检测信号，则识别为所述故障位置不在本检测装置的供电区间；

若本检测装置不在所述配网线路的首端或末端，本检测装置产生了所述检测信号，且接收到了相邻的一侧的检测装置发送的检测信号，则识别为所述故障位置在本检测装置的供电区间；

若本检测装置在所述配网线路的首端，本检测装置产生了所述检测信号，且接收到了相邻的检测装置发送的检测信号，则识别为所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在所述配网线路的首端，本检测装置产生了所述检测信号，且未接收到相邻的检测装置发送的检测信号，则识别为所述故障位置在本供电区间；

若本检测装置在所述配网线路的末端，本检测装置产生了所述检测信号，且接收到了相邻检测装置传来的检测信号，则识别为所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在所述配网线路的末端，本检测装置产生了所述检测信号，且未接收到相邻检测装置传来的检测信号，则识别为故障位置在本供电区间。

本发明还提供一种快速识别配网线路故障位置的方法，基于上述快速识别配网线路故障位置的装置，具备以下步骤：

步骤1，所述检测装置对流经其对应的断路器的电流进行检测并获取即时电流值；

步骤2，所述检测装置将所述即时电流值与预设的故障电流值进行比较，若所述即时电流值大于所述故障电流值，则执行步骤3，否则执行步骤1；

步骤3，所述检测装置置位故障标志，同时产生检测信号，并通过所述光纤网络传输至相邻的检测装置；

步骤4，通过所述光纤网络接收相邻的检测装置发送的检测信号；

步骤5，所述检测装置根据其产生的检测信号和其接收的检测信号，判断所述配网线路的故障位置是否在本检测装置所在的供电区间；

步骤6，若所述故障位置在本检测装置所在的供电区间，所述检测装置控制其对应的断路器跳闸。

具体的，所述步骤5的判断方法为：

若本检测装置不在所述配网线路的首端或末端，本检测装置置位故障标志，且接收到相邻的一侧的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置在本供电区间；

若本检测装置不在所述配网线路的首端或末端，本检测装置置位故障标志，且接收到相邻的两侧的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路首端，本装置置位故障标志，且接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路首端，本装置置位故障标志，且未接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置在本供电区间；

若本检测装置在线路末端，本装置置位故障标志，且接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路末端，本装置置位故障标志，且未接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置在本供电区间。

利用本发明的快速识别配网线路故障位置的装置及方法，能够可以一次性快速识别故障位置并切除故障。不会导致故障范围扩大，不会暂时中断非故障线路用户的供电。保证了非故障线路用户供电的连续性。本发明具有简单可靠，识别故障速度快，可以保证在100ms内快速切除故障。

附图说明

图1为配电网络的结构图；

图2为本发明的快速识别配网线路故障位置的装置的结构图。

具体实施方式

以下结合附图2对本发明做详细的说明。图2为本发明的快速识别配网线路故障位置的装置的结构图，标号E0～E9分别为对应安装在断路器D0～D9上的检测装置(通常的，断路器D7为断开，其他断路器为合闸状态)，该检测装置用于检测流经对应断路器的电流，设断路器D4～D5时间发生短路故障，断路器D4、断路器D3、断路器D2、断路器D1、断路器D0位置处均能够检测到故障电流，此时，检测装置E0～E4检测到该故障电流后产生并发出检测信号，且检测装置E0～E4置于故障状态，检测装置E0～E9之间的虚线为连接相邻检测装置的光纤网络(例如，可以是光纤环网)，用于传导检测装置产生的检测信号至相邻检测装置。如，检测装置E4所产生的检测信号通过该光纤环网传导至检测装置E3和检测装置E5处。

本发明还提供一种快速识别配网线路故障位置的方法，基于上述快速识别配网线路故障位置的装置，包括以下步骤：

步骤1，检测装置对流经其对应的断路器的电流进行检测并获取即时电流值，例如检测装置E1对流经断路器D1的电流进行检测并获取即时电流值；

步骤2，检测装置将即时电流值与预设的故障电流值进行比较，若即时电流值大于故障电流值，则执行步骤3，否则执行步骤1；

步骤3，检测装置置位故障标志，同时产生检测信号，并通过光纤网络传输至相邻的检测装置；

步骤4，通过光纤网络接收相邻的检测装置发送的检测信号；

步骤5，检测装置根据其产生的检测信号和其接收的检测信号，判断配网线路的故障位置是否在本检测装置所在的供电区间；

步骤6，若故障位置在本检测装置所在的供电区间，检测装置控制其对应的断路器跳闸。

具体的，步骤5遵从以下逻辑：

若本检测装置不在配网线路的首端或末端，本检测装置置位故障标志，且接收到相邻的一侧的检测装置传来的检测信号，则故障位置在本供电区间；

若本检测装置不在配网线路的首端或末端，本检测装置置位故障标志，且接收到相邻的两侧的检测装置传来的检测信号，则故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路首端，本装置置位故障标志，且接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路首端，本装置置位故障标志，且未接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则故障位置在本供电区间；

若本检测装置在线路末端，本装置置位故障标志，且接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路末端，本装置置位故障标志，且未接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则故障位置在本供电区间。

接下来继续结合图2对上述逻辑的原理进行讨论。继续以断路器D4和D5之间发生短路事故为例(电源从断路器D0向断路器D6方向供给，断路器D7为断开状态)。

发生故障以后，检测装置E4、检测装置E3、检测装置E2、检测装置E1、以及检测装置E0均检测到即时电流值大于所设定的故障电流值，因此以上所有检测装置均置于故障标志，并同时通过所连接的光纤环路向相邻的两个检测装置发送检测信号。于是，检测装置E4将信号发送给检测装置E5和检测装置E3，同理，检测装置E3也会将检测信号发送给检测装置E4和检测装置E2，对于检测装置E3，其自身检测到故障(置于故障状态)，且同时接收到两侧传来的检测信号，则可以判断发生故障的区间并不在本线路内，但对于检测装置E4，其自身检测到了故障，但直接受到了一方传来的检测信号(此时为检测装置E3传来的检测信号)，并未检测到检测装置E5所传来的检测信号，因此检测装置E4判断故障发生区域为断路器D4到断路器D5之间的区域，因此检测装置E4对断路器D4发出跳闸信号。

接下来说明在线路首端和线路末端的情况。

位于线路首端的检测装置E0，本身检测到了检测到了线路故障，但其只能接受检测装置E1发来的短路信号，因此，若检测装置E1也检测到了电流异常且发送短路信号给检测装置E0发送检测信号时，可以判断故障并不在断路器D0～D1区间，相反的，若未检测到检测装置E1发送的检测信号，则可以判断故障发生在D0～D1区间，从而检测装置E0向断路器D0发送跳闸信号。

同理讨论线路末端的检测装置E6的情况，若故障发生在断路器D6～D7之间，此时检测装置E6检测到电流异常置于故障状态，但是断路器D7为分闸状态，因此检测装置E6智能检测来至检测装置E5的检测信号，因此判断故障发生在D6～D7之间。

本发明的快速识别配网线路故障位置的装置中的检测装置，是本领域技术人员根据本文的描述并结合现有技术便可毫无疑义地想到其实现方式的。

例如，检测装置判断电流是否异常，使用的方法为当检测到的电流大于预设的故障电流值时，即判断为所述检测到的电流异常。如此，可以用一个电流比较器来实现该功能，即比较器的一端接检测到的电流，另一端连接预设的故障电流，该电流比较器的输出用来触发该检测装置产生和发送检测信号。检测信号可以是电流比较器输出的高电平或者由电流比较器的输出触发的脉冲信号。

检测装置在产生和/或接收到检测信号之后，识别配网线路的故障位置的过程，也可以用简单的逻辑电路来实现。例如，可以将本检测装置产生的检测信号与其接收到的一侧的检测装置发送的检测信号连接到与门的两个输入端，其输出信号与另一个与门(其两个输入端分别连接本检测装置产生的检测信号与其接收到的另一侧的检测装置发送的检测信号)的输出信号，分别连接到与非门的两个输入端，从而实现需要的功能。其中，检测装置是否在配网线路的首端或末端，可以通过检测装置的电路中一个预置位的电平信号来实现。

当然检测装置的功能还可以使用其他的电路结构来实现，这些实现方法是本领域技术人员根据本文的描述并结合现有技术能够方便地想到的。

上面就是本发明的判断原理和方法，本发明可以快速准确的判断故障位置，且不受装置安装位置的影响。本发明的特点判断准确可靠，速度快，原理简单，所需信息量小。再加上光线本身传输速度快，因此能够实现快速排查故障，保证电路的稳定性。

Claims (4)

1.一种快速识别配网线路故障位置的装置，其特征在于，包括：

多个检测装置以及用于连接相邻的检测装置的光纤网络；

所述多个检测装置均分别安装在所述配网线路中的多个断路器上，用于检测流经所述断路器的电流，当检测到的电流异常时，产生并通过所述光纤网络向相邻的检测装置发送检测信号；以及通过所述光纤网络接收相邻的检测装置发送的检测信号，并根据发送的和接收的所述检测信号识别所述配网线路的故障位置，

所述检测装置配置为，根据如下规则识别所述配网线路的故障位置：

若本检测装置不在所述配网线路的首端或末端，本检测装置产生了所述检测信号，且接收到了相邻的两侧的检测装置分别发送的两个检测信号，则识别为所述故障位置不在本检测装置的供电区间；

若本检测装置不在所述配网线路的首端或末端，本检测装置产生了所述检测信号，且接收到了相邻的一侧的检测装置发送的检测信号，则识别为所述故障位置在本检测装置的供电区间；

若本检测装置在所述配网线路的首端，本检测装置产生了所述检测信号，且接收到了相邻的检测装置发送的检测信号，则识别为所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在所述配网线路的首端，本检测装置产生了所述检测信号，且未接收到相邻的检测装置发送的检测信号，则识别为所述故障位置在本供电区间；

若本检测装置在所述配网线路的末端，本检测装置产生了所述检测信号，且接收到了相邻检测装置传来的检测信号，则识别为所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在所述配网线路的末端，本检测装置产生了所述检测信号，且未接收到相邻检测装置传来的检测信号，则识别为故障位置在本供电区间。

2.如权利要求1所述的快速识别配网线路故障位置的装置，其特征在于，所述检测装置配置为，若识别出的所述故障位置在本检测装置的供电区间，则控制其对应的断路器跳匣。

3.如权利要求1所述的快速识别配网线路故障位置的装置，其特征在于，所述检测装置配置为，当检测到的电流大于预设的故障电流值时，判断为所述检测到的电流异常。

4.一种快速识别配网线路故障位置的方法，基于如权利要求1所记载的快速识别配网线路故障位置的装置，其特征在于，具备以下步骤：

步骤1，所述检测装置对流经其对应的断路器的电流进行检测并获取即时电流值；

步骤2，所述检测装置将所述即时电流值与预设的故障电流值进行比较，若所述即时电流值大于所述故障电流值，则执行步骤3，否则执行步骤1；

步骤3，所述检测装置置位故障标志，同时产生检测信号，并通过所述光纤网络传输至相邻的检测装置；

步骤4，通过所述光纤网络接收相邻的检测装置发送的检测信号；

步骤5，所述检测装置根据其产生的检测信号和其接收的检测信号，判断所述配网线路的故障位置是否在本检测装置所在的供电区间；

步骤6，若所述故障位置在本检测装置所在的供电区间，所述检测装置控制其对应的断路器跳闸，

所述步骤5的判断方法为：

若本检测装置不在所述配网线路的首端或末端，本检测装置置位故障标志，且接收到相邻的一侧的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置在本供电区间；

若本检测装置不在所述配网线路的首端或末端，本检测装置置位故障标志，且接收到相邻的两侧的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路首端，本装置置位故障标志，且接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路首端，本装置置位故障标志，且未接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置在本供电区间；

若本检测装置在线路末端，本装置置位故障标志，且接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置不在本供电区间；

若本检测装置在线路末端，本装置置位故障标志，且未接收到相邻的检测装置传来的检测信号，则所述故障位置在本供电区间。