CN105162088B - 一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统，通过在符合“主干配”接线模式的“主干配”节点进行自动化配置，在主干线路的出线柜上配置电缆型故障指示器，以实现主干线故障的快速定位；并在“主干配”配电站的分支线上配置成套开关柜式的智能分界断路器，能够实现在用户侧发生故障时（例如过流、零序）的自动跳闸及故障除去时的自动重合闸功能，从而实现自动隔离保护作用。

Description

一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统
技术领域
本发明涉及电网配置技术领域，尤其涉及一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统。
背景技术
目前，电缆网配电站存在以下问题：
1、电缆线路故障率增长态势比较明显，单故障定位和故障隔离等技术手段欠缺，不能满足日益增长的供电可靠性要求。
2、电缆故障一般都会导致整个线路停电，故障停电影响范围大且故障定位效率不高。
3、对于消弧线圈接地系统，目前接地故障查找多以逐段试送方式确定故障点范围，缺少自动化定位和自动隔离手段。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统，能有效解决现有技术的配电站故障检测中缺少自动化定位和自动隔离手段的问题。
本发明实施例提供了一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统，，包括主干线、主进出线断路器、连接主干线的联络开关、变电站馈线开关、在主干线出线柜处配置上的电缆型故障指示器以及配置在分支线上的分界断路器；
所述电缆型故障指示器包括短路故障检测模块、接地故障检测模块、通信模块和电源模块，所述短路故障检测模块能够自动适应负荷电流变化，并通过电流突变及持续时间来判断以获取故障信号；所述接地故障检测模块采用电流突变法或信号注入法来判断以获取故障信号；所述通信模块用于将获取的故障信号上传至配网主站；所述电源模块用于向所述短路故障检测模块、接地故障检测模块及通信模块供电；
所述分界断路器为采用模块化设计的成套开关柜，包括断路器本体、控制单元、三相CT和零序CT，所述控制单元配置过流、零序保护及自动重合闸模块，并配置GPRS无线通信模块以上传电流电压、开关动作、告警信息至配网主站；所述控制单元配置有交流转直流模块以将外部输入220V交流电源转换为所需的48V直流电源；所述控制单元还配置有后备电源。
作为上述方案的改进，所述过流、零序保护及自动重合闸模块的速断、过流保护动作时间为与上级断路器级差不小于0.15S，零序保护时间为与上级断路器级差不小于0.3S。
作为上述方案的改进，所述分界断路器的保护动作时间所配置的最小时间极差通过以下公式计算：
Tmin≥T1+T2+Td+Ty；其中，
T1为保护1时间继电器的正、负误差，取值为±30ms;
T2为保护2时间继电器的正、负误差，取值为±30ms;
Td为断路器跳闸时间，取值为40ms；
Ty为裕度时间，取值为50ms；
因此，所述分界断路器的保护动作时间所配置的最小时间极差Tmin的取值为0.15s。
作为上述方案的改进，当所述接地故障检测模块采用信号注入法来判断以获取故障信号时，将信号注入源配置在变电站10kV母线消弧装置中性点或配置在变电站10kV母线任意馈出线后第一个电房内。
与现有技术相比，本发明公开的一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统通过在符合“主干配”接线模式的“主干配”节点进行自动化配置，在主干线路的出线柜上配置电缆型故障指示器，以实现主干线故障的快速定位；并在“主干配”配电站的分支线上配置成套开关柜式的智能分界断路器，能够实现在用户侧发生故障时（例如过流、零序）的自动跳闸及故障除去时的自动重合闸功能，从而实现自动隔离保护作用。
附图说明
图1是本发明实施例中一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统的线路结构示意图。
图2是图1所示的电缆型故障指示器的结构框图。
图3是图1所示的分界断路器的结构框图。
图4是本发明实施例中一种信号注入源的接入方式示意图。
图5是本发明实施例中另一种信号注入源的接入方式示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例提供的一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统的线路结构示意图。该10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统包括主干线、主进出线断路器K1/K2、连接主干线的联络开关LS、变电站馈线开关CB、在主干线出线柜处配置上的电缆型故障指示器DG以及配置在分支线上的分界断路器ZB。
参考图2，每一所述电缆型故障指示器DG包括短路故障检测模块11、接地故障检测模块12、通信模块13和电源模块14，所述短路故障检测模块11能够自动适应负荷电流变化，并通过电流突变及持续时间来判断以获取故障信号；所述接地故障检测模块12采用电流突变法或信号注入法来判断以获取故障信号；所述通信模块13用于将获取的故障信号上传至配网主站；所述电源模块14用于向所述短路故障检测模块11、接地故障检测模块12及通信模块13供电。
具体的，当所述接地故障检测模块12采用信号注入法来判断以获取故障信号时，将信号注入源配置在变电站10kV母线消弧装置中性点（参考图4），或配置在变电站10kV母线任意馈出线后第一个电房内（参考图5）。
参考图3，所述分界断路器ZB为采用模块化设计的成套开关柜，包括断路器本体21、控制单元22、三相CT23和零序CT24，所述控制单元22配置过流、零序保护及自动重合闸模块221，并配置GPRS无线通信模块222以上传电流电压、开关动作、告警信息至配网主站；所述控制单元配置有交流转直流模块223以将外部输入220V交流电源转换为所需的48V直流电源；另外，所述控制单元22还配置有后备电源224，该后备电源的容量满足工作电源掉电后至少一次分闸、以及告警或故障穿心上传操作。
优选的，所述过流、零序保护及自动重合闸模块221的速断、过流保护动作时间为与上级断路器级差不小于0.15S，零序保护时间为与上级断路器级差不小于0.3S。
具体的，所述分界断路器的保护动作时间所配置的最小时间极差通过以下公式计算：
Tmin≥T1+T2+Td+Ty；其中，
T1为保护1时间继电器的正、负误差，取值为±30ms;
T2为保护2时间继电器的正、负误差，取值为±30ms;
Td为断路器跳闸时间，取值为40ms；
Ty为裕度时间，取值为50ms；
因此，所述分界断路器的保护动作时间所配置的最小时间极差Tmin的取值为0.15s。
综上所述，本发明公开的一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统通过在符合“主干配”接线模式的“主干配”节点进行自动化配置，在主干线路的出线柜上配置电缆型故障指示器，以实现主干线故障的快速定位；并在“主干配”配电站的分支线上配置成套开关柜式的智能分界断路器，能够实现在用户侧发生故障时（例如过流、零序）的自动跳闸及故障除去时的自动重合闸功能，从而实现自动隔离保护作用。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统，其特征在于，包括主干线、主进出线断路器、连接主干线的联络开关、变电站馈线开关、在主干线出线柜处配置上的电缆型故障指示器以及配置在分支线上的分界断路器；
所述电缆型故障指示器包括短路故障检测模块、接地故障检测模块、通信模块和电源模块，所述短路故障检测模块能够自动适应负荷电流变化，并通过电流突变及持续时间来判断以获取故障信号；所述接地故障检测模块采用电流突变法或信号注入法来判断以获取故障信号；所述通信模块用于将获取的故障信号上传至配网主站；所述电源模块用于向所述短路故障检测模块、接地故障检测模块及通信模块供电；
所述分界断路器为采用模块化设计的成套开关柜，包括断路器本体、控制单元、三相CT和零序CT，所述控制单元配置过流、零序保护及自动重合闸模块，并配置GPRS无线通信模块以上传电流电压、开关动作、告警信息至配网主站；所述控制单元配置有交流转直流模块以将外部输入220V交流电源转换为所需的48V直流电源；所述控制单元还配置有后备电源；
所述过流、零序保护及自动重合闸模块的速断、过流保护动作时间为与上级断路器级差不小于0.15S，零序保护时间为与上级断路器级差不小于0.3S，所述分界断路器的保护动作时间所配置的最小时间极差通过以下公式计算：
Tmin≥T1+T2+Td+Ty；其中，
T1为保护1时间继电器的正、负误差，取值为±30ms;
T2为保护2时间继电器的正、负误差，取值为±30ms;
Td为断路器跳闸时间，取值为40ms；
Ty为裕度时间，取值为50ms；
因此，所述分界断路器的保护动作时间所配置的最小时间极差Tmin的取值为0.15s。
2.如权利要求1所述的10kV电缆网馈线的配电站故障自动检测系统，其特征在于，当所述接地故障检测模块采用信号注入法来判断以获取故障信号时，将信号注入源配置在变电站10kV母线消弧装置中性点或配置在变电站10kV母线任意馈出线后第一个电房内。
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