CN106370974B - 基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法 - Google Patents

基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106370974B
CN106370974B CN201610682418.4A CN201610682418A CN106370974B CN 106370974 B CN106370974 B CN 106370974B CN 201610682418 A CN201610682418 A CN 201610682418A CN 106370974 B CN106370974 B CN 106370974B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
unit
load
uncompensated load
uncompensated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610682418.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106370974A (zh
Inventor
张伟
阎有朋
周文俊
刘冰
张君全
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd
Original Assignee
Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd filed Critical Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd
Priority to CN201610682418.4A priority Critical patent/CN106370974B/zh
Publication of CN106370974A publication Critical patent/CN106370974A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106370974B publication Critical patent/CN106370974B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Abstract

本发明涉及一种基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法,通过三个单相开关并联后与一个不平衡负荷串联组成组合注入装置柜,通过采集单元、滤波单元、设置单元、展示单元、通信单元、计算单元、控制单元与蓄电池单元设计,构建综合控制装置;通过变电站子站与各个装置的通信和配合实现变电站内的小电流接地故障选线;通过配电网调度主站与各个装置的通信和配合实现馈线的小电流接地故障定位。本发明无需修改当前的馈线终端单元,线路简单、判定准确性高、无需注入特殊信号,只需依靠主站和变电站注入装置即可实现小电流接地故障定位,节约了投资,最大程度的利用了当前现有设备,具有较好的现实意义。

Description

基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法
技术领域
本发明涉及配电网小电流接地领域,具体来说是一种基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法。
背景技术
随着智能配电网改造建设向深水区推进,提高供电可靠性作为重要的一项指标被写进了国网“十三五”行动计划中。配电网馈线自动化是提高供电可靠性的关键技术和方法。近几年,伴随着几轮配电网自动化建设的热潮,国内配电网短路故障下的馈线自动化技术有了长足的发展,有效确保了短路情况下的配电网供电可靠性。
但是,配电网大部分故障是单相接地故障,而我国的配电网中压接地方式多为中性点非直接接地的小电流接地方式。小电流接地方式虽然可以将接地故障电流限值在较小的范围,并且可以带故障运行1-2小时,但是接地跨步电压却往往成为威胁人身安全的元凶,因此快速及时的切除故障显得尤为必要。
目前的配电网小电流接地选线的方法有三大类,一类为无源法,一类为有源法,一类为试拉法。无源法是通过分析小电流接地故障前后各个关键点的暂态波形的变化情况分析故障发生的线路。该种方法无需注入信号,只通过特殊采样终端和主站配合即可完成故障判定,但是由于配网线路复杂,干扰波形多,其判定的准确性不高。有源法是通过在中性点注入特殊信号通过特定的终端装置接收信号并配合主站完成故障判定的,该种方法需要注入特殊信号,并且需要配合特殊终端接收特殊信号,虽然可靠性上较之无源法有提高,但是推广性上欠佳。试拉法是最早使用的一种传统方法,是通过调度人员经验,每条馈线断开的方法查找故障线路,该方法停电时间长,通常作为后备辅助方法。
目前的配电网小电流接地定位方法有两大类,一类为无源法,一类为有源法。无源法是通过分析小电流接地故障前后各个关键点的暂态波形的变化情况分析故障发生的大体位置。该种方法无需注入信号,只通过特殊采样终端和主站配合即可完成故障判定,但是由于配网线路复杂,干扰波形多,其判定的准确性不高。有源法是通过在中性点注入特殊信号通过特定的终端装置接收信号并配合主站完成故障判定的,该种方法需要注入特殊信号,并且需要配合特殊终端接收特殊信号,虽然可靠性上较之无源法有提高,但是推广性上欠佳。
发明内容
针对上述问题,本发明结合配电网特点,给出一种线路简单、判定准确性高、无需注入特殊信号的基于不平衡负荷注入的小电流接地接地选线及定位装置及方法。
为解决上述问题,本发明采取的技术方案为:基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的装置,包括基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置以及基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置;
所述的基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置包括采集单元、滤波单元、计算单元、控制单元、通信单元、设置单元、展示单元与蓄电池单元;
所述的基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置,安装于变电站母线,为三个单相开关并联后与一个不平衡负荷串联组成不平衡负荷注入装置;
所述采集单元用于采集母线的零序电压、三相电压、各相电流、三个单相开关状态;
所述过滤单元用于过滤错误遥测、抖动遥信遥测及暂时性故障信号,其输入端为采集单元和通信单元,通过通信单元返回不平衡负荷投入与切除一段时间内的各相负荷变化并输出至计算单元;
所述通信单元用于与配电网主站和变电站子站进行通信;
所述的计算单元实现对小电流接地故障的选线及定位处理;
所述的控制单元用于对不平衡负荷进行分相注入,并持续一定时间后退出不平衡负荷;
所述的设置单元与展示单元分别用于对各种设备参数及运行模式进行设置、结果展示。
所述的基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置具有就地控制模式与远方遥控模式。装置在就地模式时,需通过通信单元返回不平衡负荷投入与切除一段时间内的各相负荷变化,通过计算单元实现对小电流接地故障的选线处理;在就地模式还需要与各个馈线出线断路器上的FTU通信;装置在远方遥控模式时,需通过变电站子站实现小电流接地故障的选线判定。
基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置中三个单相开关采用三相开关分相控制实现,不平衡负荷可以用电容负荷、电抗负荷或中电阻负荷实现。
基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的方法,包括如下步骤:步骤一、基于子站配合的变电站小电流接地故障选线
1.1基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置通过采集单元采集母线的零序电压、各相电流、三个单相开关状态并上送到变电站子站;
1.2变电站各条馈线的出线开关处的FTU将各相电流信息实时上送到变电站子站;
1.3变电站子站监控到小电流接地故障发生时,通过遥控将基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置投入运行,并持续一定时间后退出;
1.4变电站子站采集各条馈线出线开关处的各相电流值,通过不平衡负荷投运前后两次的断面比对,故障相负荷电流变化大的馈线为故障线路;
步骤二、基于主站配合的配电网小电流接地故障定位2.1基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置将母线的零序电压、各相电流、三个单相开关状态上送到配电网主站;
2.2变电站各条馈线终端的FTU将各相电流信息实时上送到配电网主站;
2.3配电网主站监控到小电流接地故障发生时,通过遥控将基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置投入运行,并持续一定时间后退出;
2.4配电网主站采集各条馈线终端的各相电流值,通过不平衡负荷投运前后两次的断面比对,故障发生在最后一个故障相负荷电流突变终端的后端。
步骤1.3及步骤2.3中,在正常运行时,三个单相开关处于常开位置,当变电站子站或配电网主站监控到小电流接地故障发生时,基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置控制单相开关实现分相投入运行,持续一定时间后需要自动退出运行,保持三个单相开关在常开运行状态。
步骤1.3及步骤2.3中,基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置控制单相开关实现分相投入运行,控制在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入不平衡负荷,具体分三种情况注入:
A.在故障相电压滞后相上注入不平衡负荷;
B.在故障相电压超前相上注入不平衡负荷;
C.在非故障相的两相上同时注入不平衡负荷。
本发明无需修改当前的馈线终端单元,线路简单、判定准确性高、无需注入特殊信号,只需依靠主站和变电站注入装置即可实现小电流接地故障定位,节约了投资,最大程度的利用了当前现有设备,具有较好的现实意义。
附图说明
图1为基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的装置的结构示意图;
图2为基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置的结构示意图。
具体实施方式
基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的装置,如图1,图2所示,包括基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置以及基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置;
所述的基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置具有就地控制模式与远方遥控模式;包括采集单元、滤波单元、计算单元、控制单元、通信单元、设置单元、展示单元与蓄电池单元;
所述的基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置,安装于变电站母线,如图2虚线框中所示,为三个单相开关并联后与一个不平衡负荷串联组成不平衡负荷注入装置;三个单相开关采用三相开关分相控制实现,不平衡负荷可以用电容负荷、电抗负荷或中电阻负荷实现。所述采集单元用于采集母线的零序电压、三相电压、各相电流、三个单相开关状态;
所述过滤单元用于过滤错误遥测、抖动遥信遥测及暂时性故障信号,其输入端为采集单元和通信单元,通过通信单元返回不平衡负荷投入与切除一段时间内的各相负荷变化并输出至计算单元;
所述通信单元用于与配电网主站和变电站子站进行通信;
所述的计算单元实现对小电流接地故障的选线及定位处理;
所述的控制单元用于对不平衡负荷进行分相注入,并持续一定时间后退出不平衡负荷;
所述的设置单元与展示单元分别用于对各种设备参数及运行模式进行设置、结果展示。
基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的的方法,包括如下步骤:
步骤一、基于子站配合的变电站小电流接地故障选线
1.1基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置通过采集单元采集母线的零序电压、各相电流、三个单相开关状态并上送到变电站子站;
1.2变电站各条馈线的出线开关处的FTU将各相电流信息实时上送到变电站子站;
1.3变电站子站监控到小电流接地故障发生时,通过遥控将基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置投入运行,并持续一定时间后退出;
1.4变电站子站采集各条馈线出线开关处的各相电流值,通过不平衡负荷投运前后两次的断面比对,故障相负荷电流变化大的馈线为故障线路;
步骤二、基于主站配合的配电网小电流接地故障定位
2.1基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置将母线的零序电压、各相电流、三个单相开关状态上送到配电网主站;
2.2变电站各条馈线终端的FTU将各相电流信息实时上送到配电网主站;
2.3配电网主站监控到小电流接地故障发生时,通过遥控将基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置投入运行,并持续一定时间后退出;
2.4配电网主站采集各条馈线终端的各相电流值,通过不平衡负荷投运前后两次的断面比对,故障发生在最后一个故障相负荷电流突变终端的后端。
步骤1.3及步骤2.3中,在正常运行时,三个单相开关处于常开位置,当变电站子站或配电网主站监控到小电流接地故障发生时,基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置控制单相开关实现分相投入运行,控制在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入不平衡负荷,具体分三种情况注入:
A.在故障相电压滞后相上注入不平衡负荷;
B.在故障相电压超前相上注入不平衡负荷;
C.在非故障相的两相上同时注入不平衡负荷。
持续一定时间后需要自动退出运行,保持三个单相开关在常开运行状态。

Claims (5)

1.基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的装置,其特征在于:包括基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置以及基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置;
所述的基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置包括采集单元、滤波单元、计算单元、控制单元、通信单元、设置单元、展示单元与蓄电池单元;
所述的基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置,安装于变电站母线,为三个单相开关并联后与一个不平衡负荷串联组成不平衡负荷注入装置;
所述采集单元用于采集母线的零序电压、三相电压、各相电流、三个单相开关状态;
所述滤波单元用于过滤错误遥测、抖动遥信遥测及暂时性故障信号,其输入端为采集单元和通信单元,通过通信单元返回不平衡负荷投入与切除一段时间内的各相负荷变化并输出至计算单元;
所述通信单元用于与配电网主站和变电站子站进行通信;所
述的计算单元实现对小电流接地故障的选线及定位处理;
所述的控制单元用于对不平衡负荷进行分相注入,并持续一定时间后退出不平衡负荷;
所述的设置单元与展示单元分别用于对各种设备参数及运行模式进行设置、结果展示。
2.根据权利要求1所述的基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的装置,其特征在于:所述的基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置具有就地控制模式与远方遥控模式。
3.根据权利要求1所述的基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的装置,其特征在于:基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置中三个单相开关采用三相开关分相控制实现,不平衡负荷可以用电容负荷、电抗负荷或中电阻负荷实现。
4.根据权利要求1所述的基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的装置进行选线及定位的方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤一、基于子站配合的变电站小电流接地故障选线
1.1基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置通过采集单元采集母线的零序电压、各相电流、三个单相开关状态并上送到变电站子站;
1.2变电站各条馈线的出线开关处的FTU将各相电流信息实时上送到变电站子站;
1.3变电站子站监控到小电流接地故障发生时,通过遥控将基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置投入运行,并持续一定时间后退出;
上述将基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置投入运行即控制在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入不平衡负荷,具体分三种情况注入:
A.在故障相电压滞后相上注入不平衡负荷;
B.在故障相电压超前相上注入不平衡负荷;
C.在非故障相的两相上同时注入不平衡负荷;
1.4变电站子站采集各条馈线出线开关处的各相电流值,通过不平衡负荷投运前后两次的断面比对,故障相负荷电流变化大的馈线为故障线路;
步骤二、基于主站配合的配电网小电流接地故障定位
2.1基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置将母线的零序电压、各相电流、三个单相开关状态上送到配电网主站;
2.2变电站各条馈线终端的FTU将各相电流信息实时上送到配电网主站;
2.3配电网主站监控到小电流接地故障发生时,通过遥控将基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置投入运行,并持续一定时间后退出;
上述将基于分相开关与不平衡负荷一体的组合注入装置投入运行即控制在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入不平衡负荷,具体分三种情况注入:
A.在故障相电压滞后相上注入不平衡负荷;
B.在故障相电压超前相上注入不平衡负荷;
C.在非故障相的两相上同时注入不平衡负荷;
2.4配电网主站采集各条馈线终端的各相电流值,通过不平衡负荷投运前后两次的断面比对,故障发生在最后一个故障相负荷电流突变终端的后端。
5.根据权利要求4所述的基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位的方法,其特征在于:步骤1.3及步骤2.3中,在正常运行时,三个单相开关处于常开位置,当变电站子站或配电网主站监控到小电流接地故障发生时,基于分单元的不平衡负荷注入综合控制装置控制单相开关实现分相投入运行,持续一定时间后需要自动退出运行,保持三个单相开关在常开运行状态。
CN201610682418.4A 2016-08-17 2016-08-17 基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法 Active CN106370974B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610682418.4A CN106370974B (zh) 2016-08-17 2016-08-17 基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610682418.4A CN106370974B (zh) 2016-08-17 2016-08-17 基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106370974A CN106370974A (zh) 2017-02-01
CN106370974B true CN106370974B (zh) 2019-08-23

Family

ID=57878052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610682418.4A Active CN106370974B (zh) 2016-08-17 2016-08-17 基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106370974B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106990325B (zh) * 2017-04-14 2019-08-23 积成电子股份有限公司 基于突变逻辑阵的配网小电流接地故障判定方法
CN109460431A (zh) * 2018-12-29 2019-03-12 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种配电网故障定位方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1738137A (zh) * 2005-08-31 2006-02-22 张云一 故障相经阻抗接地消弧方法及装置
CN101252276A (zh) * 2007-06-27 2008-08-27 王鹏 小电流系统单相接地故障选线的一种方法
CN101435845A (zh) * 2008-12-15 2009-05-20 辽宁省电力有限公司锦州供电公司 小接地电流系统双回线单相接地故障测距方法
CN201766351U (zh) * 2010-05-28 2011-03-16 吴昌德 小电流接地系统单相接地故障的选线消弧装置
CN102520314A (zh) * 2011-11-23 2012-06-27 北京天能继保电力科技有限公司 小电流接地系统中单相接地故障选线的检测系统及方法
CN104020395A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 重庆大学 一种小电流接地系统单相接地故障精确测距方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1738137A (zh) * 2005-08-31 2006-02-22 张云一 故障相经阻抗接地消弧方法及装置
CN101252276A (zh) * 2007-06-27 2008-08-27 王鹏 小电流系统单相接地故障选线的一种方法
CN101435845A (zh) * 2008-12-15 2009-05-20 辽宁省电力有限公司锦州供电公司 小接地电流系统双回线单相接地故障测距方法
CN201766351U (zh) * 2010-05-28 2011-03-16 吴昌德 小电流接地系统单相接地故障的选线消弧装置
CN102520314A (zh) * 2011-11-23 2012-06-27 北京天能继保电力科技有限公司 小电流接地系统中单相接地故障选线的检测系统及方法
CN104020395A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 重庆大学 一种小电流接地系统单相接地故障精确测距方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106370974A (zh) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mirsaeidi et al. Challenges, advances and future directions in protection of hybrid AC/DC microgrids
CN102306953B (zh) 配电自动化系统二次注入测试法
CN101741137B (zh) 网络集中式备用电源自动投入方法
CN103840438B (zh) 配网系统的智能化开关设备接地保护功能的检测系统
CN106370974B (zh) 基于不平衡负荷注入的小电流接地选线及定位装置及方法
CN204679582U (zh) 一种小电流接地选线跳闸重合闸装置
CN103513150A (zh) 电力系统电压互感器多点接地的检测装置及方法
CN110098602A (zh) 一种电网线路故障隔离装置及方法
CN106370961B (zh) 基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法
CN106324430B (zh) 基于电阻负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法
CN105743071A (zh) 一种继电保护在线安全裕度评估系统
CN104283307B (zh) 智能营配一体化高压开关
CN103941160B (zh) 配电网合环检测装置及检测方法
CN203465374U (zh) 对配电网故障进行监测和定位的装置
CN204012701U (zh) 一种配电网单相接地故障识别控制器
CN203191498U (zh) 小电流接地选线装置
Wang et al. A new fault location method for distribution system under smart grid environment
CN204462283U (zh) 一种直流馈线级差配合测试装置
CN106370973B (zh) 基于电抗负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法
CN101615012A (zh) 遥控操作智能安全校验方法
CN104007337A (zh) 一种三相负载监测装置、系统及配电柜
CN207518284U (zh) 一种小电源并网的事故解列装置
CN203674563U (zh) 一种tn双电源系统变压器接地电流检测装置
CN204333937U (zh) 检测基于10kV中性点不接地配网系统的智能化开关设备单相接地保护功能的智能化检测装置
CN203811747U (zh) 一种小电流接地选线系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant