CN104914347A - 一种基于北斗卫星授时的时间轴对比的接地故障判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗卫星授时的时间轴对比的接地故障判断方法，需先配置有站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端，并把该站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端时间同步到一个时间轴内，具体是通过整合两个独立故障判断设备的各自特点，利用北斗卫星授时技术，把站内接地故障判断准确度高的特点与站外故障指示器能进行区段定位的这两个优势整合到同一平台，系统平台通过对比站内及站外设备报警时间轴来判断是否为接地故障，这样不仅能帮助故障指示器快速识别此时是否为接地故障，同时又能快速将故障定位到具体的线路区段内，从而更方便、快捷的维护架空线路的正常运行。

Description

一种基于北斗卫星授时的时间轴对比的接地故障判断方法

技术领域

本发明涉及配电系统接地故障判断的技术领域，尤其是指一种基于北斗卫星授时的时间轴对比的接地故障判断方法。

背景技术

我国配电系统绝大多少都为小电流接地系统，小电流接地系统主要是指中性点接地方式为非有效接地，即不接地、经消弧线圈接地或高阻接地。当发生单相接地故障时，由于系统中性点与大地之间没有电气连接，接地电流非常小，无法准确检测。

在小电流接地系统中，线路接地故障判断一直为业界难题，目前故障判断一般使用变电站内选线保护装置进行选线判断，选线判断准确率可达85％以上，但是由于仅依靠站内选线保护装置判断只能选择到某条线路发生了接地故障，无法判断具体故障位置。而变电站外线路定位目前主要是通过安装故障指示器或FTU(馈线自动终端)进行识别判断，现阶段广泛使用的故障指示器及FTU对接地故障判断的准确率均非常低，无法满足实际应用要求，其主要原因就是无论是故障指示器还是FTU均无法仅通过现场电流变化准确判断接地故障。如能将站内选线接地与站外定位系统进行数据同步整合，对接地故障判断准确率将会有很大的提升。

目前，站外线路故障定位方式主要有以下两种：

1、在线路上安装FTU(馈线自动化终端)来进行故障区段定位。其中FTU是通过接入配网线路实时采集线路电流、电压等参数进行接地故障识别，配合智能开关的方式进行故障分隔，此种方法的好处是可接入配网线路采集实时参数，能快速隔离故障区段；缺点是设备成本偏高，在农网地区无法全面普及，且在接地准确率方面也没有很大的提升。

2、安装故障指示器，即是通过在配电线路上安装三相故障检测器进行故障判断，通常接地判断方法一般都通过实时采集线路电流的变化信息来判断，由于三相故障检测器均为独立工作，采集到的电流信息无法进行同步对比判断，且一般故障线路的电流变化情况与负荷波动等电流变化情况基本相同，故障检测器无法进行区分此时是线路故障还是负荷变化，这使得故障检测器会经常出现误报接地故障等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种合理可靠的基于北斗卫星授时的时间轴对比的接地故障判断方法，既解决了变电站内选线保护装置选线只能判断到线路无法定位线路具体位置的缺陷，也能解决目前架空线路故障指示器接地判断不准确、误报多等问题。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于北斗卫星授时的时间轴对比的接地故障判断方法，首先，需分别配置有站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端，然后通过北斗卫星授时，把所述站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端时间同步到一个时间轴内，以保证接地故障判断时间轴的准确性，其中，所述站内北斗授时通信终端安装在变电站内部，通过总线方式与变电站内部的选线保护装置进行实时通信；而所述故障指示器北斗授时通信终端安装在变电站外部，主要负责进行安装在配电线路上的三相故障检测器通信，同时负责接收所述站内北斗授时通信终端发送的确认告警信息以及把确认后的告警信息通过GSM方式通知后台系统；

当发生接地故障时，所述选线保护装置选出故障相及故障线路后通过总线方式通知所述站内北斗授时通信终端，所述站内北斗授时通信终端接收到告警信息后通过其北斗授时模块把当前告警时间进行记录，同时对告警信息所标识的告警线路下所有故障检测器通信终端发送确认接地报警短信；

当所述站内北斗授时通信终端确认告警线路后，通过其北斗授时模块获取当前准确时间，并启动其GSM通信模块，以短信方式通知该告警线路下所有故障检测器通信终端以确认接地报警信息；

当三相故障检测器检测到故障突变电流后，所述故障指示器北斗授时通信终端通过其北斗授时模块把该突变记录时间记录起来，同时开启内部计时时钟，等待所述站内北斗授时通信终端的确认告警信息；若在设定时间内并无收到该确认信息，系统则自动把该突变记录清除，若在设定时间内收到了故障确认信息，系统则把该电流突变记录时间与站内北斗收授时通信终端记录的故障时间进行对比，根据设定的时间差，来判断该突变电流是否为接地电流，若是则确认该报警并回传到监控后台通知接地故障发生，否则取消该突变记录。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明通过整合两个独立故障判断设备的各自特点，通过北斗卫星授时技术，把站内接地故障判断准确度高的特点与站外故障指示器能进行区段定位的这两个优势整合到同一平台，系统平台通过对比站内及站外设备报警时间轴来判断是否为接地故障，这样不仅能帮助故障指示器快速识别此时是否为接地故障，同时又能快速将故障定位到具体的线路区段内，从而更方便、快捷的维护架空线路的正常运行。

2、本发明通过北斗卫星授时技术，把站内及站外的终端时间同步到一个时间轴内，保证接地故障判断时间轴的准确性。

附图说明

图1为将本发明所述站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端用于配电网架空线路的示意图。

图2为本发明所述站内北斗授时通信终端的结构框图。

图3为本发明所述站内北斗授时通信终端记录告警时间轴的示意图。

图4为本发明所述故障指示器北斗授时通信终端的结构框图。

图5为本发明的通信终端故障报警确认步骤流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，本实施例所述的基于北斗卫星授时的时间轴对比的接地故障判断方法，其具体情况如下：

首先，需分别配置有站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端，然后通过北斗卫星授时技术，把所述站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端时间同步到一个时间轴内，以保证接地故障判断时间轴的准确性，其中，所述站内北斗授时通信终端安装在变电站内部，通过总线方式与变电站内部的选线保护装置进行实时通信；而所述故障指示器北斗授时通信终端安装在变电站外部，主要负责进行安装在配电线路上的三相故障检测器通信，同时负责接收所述站内北斗授时通信终端发送的确认告警信息以及把确认后的告警信息通过GSM方式通知后台系统。

当发生接地故障时，所述选线保护装置选出故障相及故障线路后通过总线方式通知所述站内北斗授时通信终端，所述站内北斗授时通信终端接收到告警信息后通过其北斗授时模块把当前告警时间进行记录，同时对告警信息所标识的告警线路下所有故障检测器通信终端发送确认接地报警短信；

当所述站内北斗授时通信终端确认告警线路后，通过其北斗授时模块获取当前准确时间，并启动其GSM通信模块，以短信方式通知该告警线路下所有故障检测器通信终端以确认接地报警信息；

下面以图1所示配电网架空线路为例：馈线3发生了接地故障，此时选线保护装置准确选择出馈线3发生接地故障，同时立刻通过总线通信到站内北斗授时通信终端，通信内容包括接地相别及接地线路ID；所述站内北斗授时通信终端收到该信息后，及时通过北斗授时系统时序记录下当前时间，同时根据该接地线路ID号自动对该ID线路下所有故障检测通信终端发送确认报警信息，这里包含的终端有：FU1、FU2、FU3、FU4、FU5，而其它不在该线路下的终端均不会收到该接地确认信息。

当三相故障检测器检测到故障突变电流后，所述故障指示器北斗授时通信终端通过其北斗授时模块把该突变记录时间记录起来，同时开启内部计时时钟，等待所述站内北斗授时通信终端的确认告警信息；若在设定时间(如10分钟)内并无收到该确认信息，系统则自动把该突变记录清除，若在设定时间(如10分钟)内收到了故障确认信息，系统则把该电流突变记录时间与站内北斗收授时通信终端记录的故障时间进行对比，时间若相差在30秒以内，则判断该突变电流为接地电流，进而确认该报警并回传到监控后台通知接地故障发生，否则取消该突变记录；

下面同样以图1所示配电网架空线路为例：馈线3发生接地故障，选线保护装置通知站内北斗授时通信终端，通信终端将确认信号发送至馈线3下属故障检测器终端：FU1、FU2、FU3、FU4、FU5。所有终端收到确认接地告警信息后，通过对比可发现，FU1、FU2、FU3终端是有突变电流，而FU4、FU5无突变，FU4、FU5终端可不理会该确认信息，FU1、FU2、FU3若对比时间差小于30秒则会确认该报警并回传到监控后台通知接地故障发生，此时后台根据该三组终端线路序列关系可选择出接地点在FU3后端。

综上所述，本发明方法通过整合两个独立故障判断设备的各自特点，利用北斗卫星授时技术，把站内接地故障判断准确度高的特点与站外故障指示器能进行区段定位的这两个优势整合到同一平台，系统平台通过对比站内及站外设备报警时间轴来判断是否为接地故障，这样不仅能帮助故障指示器快速识别此时是否为接地故障，同时又能快速将故障定位到具体的线路区段内，从而更方便、快捷的维护架空线路的正常运行。这相比现有技术，本发明既解决了变电站内选线保护装置选线只能判断到线路无法定位线路具体位置的缺陷，亦解决了目前架空线路故障指示器接地判断不准确、误报多等问题，值得推广。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于北斗卫星授时的时间轴对比的接地故障判断方法，其特征在于：首先，需分别配置有站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端，然后通过北斗卫星授时，把所述站内北斗授时通信终端和故障指示器北斗授时通信终端时间同步到一个时间轴内，以保证接地故障判断时间轴的准确性，其中，所述站内北斗授时通信终端安装在变电站内部，通过总线方式与变电站内部的选线保护装置进行实时通信；而所述故障指示器北斗授时通信终端安装在变电站外部，主要负责进行安装在配电线路上的三相故障检测器通信，同时负责接收所述站内北斗授时通信终端发送的确认告警信息以及把确认后的告警信息通过GSM方式通知后台系统；

当发生接地故障时，所述选线保护装置选出故障相及故障线路后通过总线方式通知所述站内北斗授时通信终端，所述站内北斗授时通信终端接收到告警信息后通过其北斗授时模块把当前告警时间进行记录，同时对告警信息所标识的告警线路下所有故障检测器通信终端发送确认接地报警短信；

当所述站内北斗授时通信终端确认告警线路后，通过其北斗授时模块获取当前准确时间，并启动其GSM通信模块，以短信方式通知该告警线路下所有故障检测器通信终端以确认接地报警信息；

当三相故障检测器检测到故障突变电流后，所述故障指示器北斗授时通信终端通过其北斗授时模块把该突变记录时间记录起来，同时开启内部计时时钟，等待所述站内北斗授时通信终端的确认告警信息；若在设定时间内并无收到该确认信息，系统则自动把该突变记录清除，若在设定时间内收到了故障确认信息，系统则把该电流突变记录时间与站内北斗收授时通信终端记录的故障时间进行对比，根据设定的时间差，来判断该突变电流是否为接地电流，若是则确认该报警并回传到监控后台通知接地故障发生，否则取消该突变记录。