CN105425110A - 一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法，其特征在于，采用智能分布方式结构，包括多个一一对应的控制器和配电终端，控制器均匀分布在电力线上。本发明在出现单相接地故障时，可以采用依靠负零序变化（零序电压变化和零序电流变化的逻辑或运算结果）和电力线载波发生变化（控制器的发送信号与接收信号的信噪比和设定值相比较）与逻辑运算得出变化来对故障进行判定，能够快速确定故障位置，排除越级跳闸，本发明提出的方法克服了就地控制、集中控制和智能分布式控制的缺点，提高了开关的使用寿命，不用建设专门的通信网络，大大降低了成本。

Description

一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法

技术领域

本发明涉及电气自动化技术领域，具体涉及一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法。

背景技术

10KV配电线路是我国电力系统组成的重要部分，对人民生活以及企业都产生着巨大的影响。10KV配电线路有架空线路、电缆线路以及两者的混合线路。在长期的运行过程中，受到人为和自然因素的影响，难免出现线路故障。其中越级跳闸故障对安全供电的危害较大，严重影响人民日常生活的正常用电，给企业的生产带来不可预估的损失。

作为10KV配电网络，在正常的供电过程中，一方面要防止故障的产生；另一当面，在故障产生时能够快速的确定故障，快速恢复供电减少损失。因此，在降低10KV配电线路越级跳闸的故障时，主要采用保护和防范，目前常采用有保障设备质量和管理、防范自然因素和加强安全措施等方法，凭借经验对经常发生事故或者有可能发生事故的的线路路段进行检查。在一次线路越级跳闸的事故处理过程中，首先要检查断路器拒动的原因，重点检查跳断路器至线路出口设备是否有故障，然后在对故障线路的控制回路，如端子、跳闸线圈、断路器机构外观等进行检查，查找越级跳闸的原因，如果能够查处故障，马上排除，恢复供电，如果未排除，要把事故汇报上级，组织专业的人员对断路器越级故障进行检查排除，浪费较长的时间和较多的人力，严重威胁供电质量。

10KV线路跳闸是指因为线路发生速断或过流情况，导致上级变电站的10KV馈线柜断路器动作，使整条10KV线路断电。

目前，在10KV配电网络中，常用解决越级跳闸问题的方法有：就地控制式和集中控制式。就地控制式是指无需通信，只需要通过设定继保定值，靠多次重合闸找出故障区域并进行隔离，缺点就是动作频繁，减少开关寿命，多次停送电，对用户产生严重影响；集中控制式是目前应用最广泛的，每个开关或环网柜的FTU要与配电中心通信，故障隔离操作有馈线自动化主站以及遥控方式进行集中控制，缺点就是需要组建通信网络和配电主站/子站，系统成本高，不利于扩容，故障判断用时长应变能力差，依赖于通信网络导致系统比较脆弱。

发明内容

本发明提供了一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法，其特征在于，采用智能分布方式结构，包括多个一一对应的控制器和配电终端，控制器均匀分布在电力线上，配电终端将监控和收集到的用户线路上的开关信息和故障信息传递给对应的控制器；本方法通过电力线路的零序电压和零序电流的变化以及电力线载波技术来判定故障信息。

作为本发明的优选方案：控制器对配电终端收集到的用户信息进行传输，控制器对配电终端接收到的信号信噪比与前一时刻接收端接收到的信号信噪比进行比较，遇到故障时，一方面通过收集到的零序电压、零序电流突然发生变化，故障保护装置驱动断路器跳闸切除故障，可能会出越级跳闸的情况，另一方面收集到接收端接收到的信号信噪比与前一时刻接收到的信号的信噪比相比较发生变化，两者均发生变化时，故障保护装置驱动断路器跳闸切除故障，排除越级跳闸故障，正确的确定为故障位置，隔离故障区域，对非故障区域恢复供电。

作为本发明的优选方案：所述控制器利用已知的信息来进行信道估计，不断更新电力线通信的信道模型参数，收集接收端的接收信号信噪比。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在出现单相接地故障时，可以采用依靠负零序变化（零序电压变化和零序电流变化的逻辑或运算结果）和电力线载波发生变化（在控制器的发送信号强度和接收信号强度的差值和设定值相比较）与逻辑运算得出变化来对故障进行判定，能够快速确定故障位置，排除越级跳闸，本发明提出的方法克服了就地控制、集中控制和智能分布式控制的缺点，提高了开关的使用寿命，不用建设专门的通信网络，大大降低了成本。

附图说明

图1为本发明智能分布模式的结构图；

图2为本发明的信息流程图；

图3为本发明的控制模块图；

图4为本发明的信息处理模块图。

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做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。

请参阅图1-4，一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法，其特征在于，采用智能分布方式结构，包括多个一一对应的控制器和配电终端，控制器均匀分布在电力线上，配电终端将监控和收集到的用户线路上的开关信息和故障信息传递给对应的控制器；本方法通过电力线路的零序电压和零序电流的变化以及电力线载波技术来判定故障信息。

控制器对配电终端收集到的用户信息进行传输，控制器对配电终端接收到的信号信噪比与前一时刻接收端接收到的信号信噪比进行比较，遇到故障时，一方面通过收集到的零序电压、零序电流突然发生变化，故障保护装置驱动断路器跳闸切除故障，可能会出越级跳闸的情况，另一方面收集到接收端接收到的信号信噪比与前一时刻接收到的信号的信噪比相比较发生变化，两者均发生变化时，故障保护装置驱动断路器跳闸切除故障，排除越级跳闸故障，正确的确定为故障位置，隔离故障区域，对非故障区域恢复供电。

控制器利用已知的信息来进行信道估计，不断更新电力线通信的信道模型参数，收集接收端的接收信号信噪比。

本发明的工作原理是：图1-4是本发明一种实施例的附图，由图1可知，该系统包含有多个配电终端（配电终端1-配电终端5），多个控制器（控制器1-控制器5）。控制器依次相连，对收集到的配电终端信息进行互换。配电终端能够监控和收集到用户线路上的开关信息和故障信息。如图1所示，在正常的情况下，配电终端监控和收集到用户线路上的开关信息和故障信息，接收端接收到的信号的信噪比；控制器对配电终端接收到的信号信噪比与前一时刻接收端接收到的信号信噪比进行比较，最后对该配电终端的用户线路上的信息与其它的控制器进行交换；当控制器3和控制器4中间的D点出现故障，控制器3对应的配电终端收集到零序电流、零序电压突然发生变化，控制器3和控制器4之间的信道的信噪比发生较大变化。

由图2可知，一方面，首先通过配电终端收集到的零序电压和零序电流的变化，其中零序电压变化值为“1”确定发生变化，零序电压变化值为“0”确定没有发生变化，零序电流变化值为“1”确定发生变化，零序电流变化值为“0”确定没有发生变化，其次零序电流和零序电压经过逻辑或运算，得到零序变化，其中零序变化值为“1”确定发生变化，零序变化值为“0”确定没有发生变化；另一方面，控制器3和控制器4之间离D点较近的地方，即故障区间，在线路发生故障时，电力线载波在故障区间的通信数据包受到较大的干扰，甚至出现丢包；在线路故障后，在故障区间故障保护装置驱动断路器跳闸切除故障，故障点在失去电源后故障点电弧熄灭，绝缘恢复，由于线路停电，线路上几乎没有噪声，这对于发射功率不足1W的电力线载波通信信号的衰减很小仍能确保通信正常，在上述的故障前、故障时和故障后三个阶段，通过信道估计可以得到电力线载波信号信噪比的变化，其中信噪比变化值为“1”确定发生变化，信噪比变化值为“0”确定没有发生变化。通过上面两方面的零序变化和电力线载波信号均发生改变时，即零序变化和电力线载波信号变化发生与逻辑运算结果为“1”，与控制器3相连的差动开关跳闸。同理控制器4的差动开关跳闸。由此可知，控制器3和控制器4中间的线路断开。假设在控制器2和控制器3中间地方会出现越级跳闸的情况：一方面，零序变化值为“1”；另一方面，在离故障点较远的C点，即故障区间外，在线路发生故障时，电力线载波因为在故障区间外通信数据包不受干扰的影响；在线路故障后，故障保护装置驱动断路器跳闸切除故障，由于线路停电，线路上几乎没有噪声，这对于电力线载波通信信号的衰减很小，仍能确保通信正常，在上述的故障前、故障时和故障后三个阶段，通过信道估计可以得到电力线载波信号信噪比没有变化，即信噪比变化值为“0”确定没有发生变化，从而得出零序变化和电力线载波信号变化发生与逻辑运算结果为“0”，与控制器2相连的的差动开关不会动作，从而来排除越级跳闸的情况。

在确定故障位置位置信息以后，控制器1、控制器2和控制器5发送隔离信息，控制器3和控制器4接受到其他的控制器发送的隔离信息后，进行隔离，隔离成功以后发送隔离成功的信息，即控制器3和控制器4中间断开。

控制器1、控制器2和控制器5接受到隔离成功的信息以后，开始对各自对应的配电终端执行故障恢复，恢复用户线路的正常供电。

图3所示，其中控制器是连接电力线路和配电终端，故障判定是是对零序电流变化和零序电压变化的或逻辑运算，确定零序变化，然后在和电力线变化和设定值的比较结果进行与逻辑运算。信息处理和配电终端相连接，能够对配电终端收集到的用户信息进行综合处理。

在图4的信息处理模块中，故障隔离能够通过电力线载波传递到其他的控制器，信息处理中的故障恢复能够根据收到的隔离信息实现恢复供电。

Claims (3)

1.一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法，其特征在于，采用智能分布方式结构，包括多个一一对应的控制器和配电终端，控制器均匀分布在电力线上，配电终端将监控和收集到的用户线路上的开关信息和故障信息传递给对应的控制器；本方法通过电力线路的零序电压和零序电流的变化以及电力线载波技术来判定故障信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法，其特征在于，所述控制器对配电终端收集到的用户信息进行传输，控制器对配电终端接收到的信号信噪比与前一时刻接收端接收到的信号信噪比进行比较，遇到故障时，控制器一方面通过收集到的零序电压、零序电流突然发生变化，故障保护装置驱动断路器跳闸切除故障，可能会出越级跳闸的情况，另一方面收集到接收端接收到的信号信噪比与前一时刻接收到的信号的信噪比相比较发生变化，两者均发生变化时，故障保护装置驱动断路器跳闸切除故障，排除越级跳闸故障，正确的确定为故障位置，隔离故障区域，对非故障区域恢复供电。

3.根据权利要求1所述的一种基于电力线载波技术的越级跳闸故障快速定位方法，其特征在于，所述控制器利用已知的信息来进行信道估计，不断更新电力线通信的信道模型参数，收集接收端的接收信号信噪比。