CN107942183B - 一种单相接地故障定位检测处理方法及其系统 - Google Patents

一种单相接地故障定位检测处理方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单相接地故障定位检测处理方法及其系统，能够在单相接地故障情况下根据故障指示器或者配电自动化终端实现故障的查询、诊断、定位、预警和处理；另外，对于故障区段的定位判定，当在同一条或不同配电线路混合安装故障指示器和配电自动化终端的情况下，能够根据故障指示器和配电自动化终端两者分别获得的故障区段的定位判定结果进行对比校核，提高了单相接地故障定位检测的可靠性。

Description

一种单相接地故障定位检测处理方法及其系统
技术领域
本发明涉及电力领域，特别是一种单相接地故障定位检测处理方法及其系统。
背景技术
目前，随着配电自动化应用推广,大量故障指示器、配电自动化终端接入为配电自动化主站系统实现单相接地故障区段在线定位创造了条件。其中配电自动化终端的故障判定方式是单相接地故障判定并上送故障信息至主站，另外故障指示器有两种故障判定方式，一种是单相接地故障判定并上送故障信息至主站，另一种是在单相接地故障时上送故障录波信息并依赖配电自动化主站对波形的分析从而实现对故障的判定。同时，配电自动化主站建立单相接地故障检测定位系统，以便于统一处理单相接地故障。因此，针对各种类型和多厂家的配电自动化终端、故障指示器混合安装，基于配电自动化主站在发生单相接地故障时，能够及时对单相接地故障进行诊断、定位、预警和处理是非常必要的。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种单相接地故障定位检测处理方法及其系统，能够实现单相接地故障判定和统一处理。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
一种单相接地故障定位检测处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：检测线路故障并接收到线路故障信息；
S2：判断是否发生单相接地故障，当发生单相接地故障时执行步骤S4，否则执行步骤S3；
S3：确定为短路故障，并跳到步骤S13；
S4：判断故障指示器是否为故障录波型故障指示器，若是则执行步骤S6，否则执行步骤S5；
S5：非故障录波型故障指示器根据故障信号对故障区段进行判定，并跳到步骤S7；
S6：根据故障录波型故障指示器的故障录波文件对故障区段进行判定，并跳到步骤S7；
S7：判断同一母线或者同一线路下是否出现故障指示器和配电自动化终端混装的情况，当出现混装情况时执行步骤S8，否则执行步骤S11；
S8：将故障指示器和配电自动化终端两者的故障判定结果进行校核；
S9：判断校核结果是否一致，当一致时执行步骤S11，否则执行步骤S10；
S10：输出校核结果信息，并跳到步骤S13；
S11：判断是否发展为相间短路，若是则执行步骤S12，否则执行步骤S13；
S12：将单相接地故障和相间短路故障合并；
S13：处理故障。
进一步地，所述步骤S6中根据故障录波型故障指示器的故障录波文件对故障区段进行判定，包括以下步骤：
S6-1：获取和存储故障录波文件；
S6-2：提取文件特征基因；
S6-3：判定单相接地选线；
S6-4：判定故障区段。
进一步地，所述步骤S13中处理故障包括故障隔离处理和负荷转供处理。
进一步地，所述步骤S13中处理故障包括对出现故障的故障指示器或者配电自动化终端进行故障排除处理。
一种应用上述处理方法的单相接地故障定位检测系统，其特征在于：包括配电主站系统、通信网络系统和设备系统，所述配电主站系统和设备系统之间通过通信网络系统连接。
进一步地，所述配电主站系统包括用于收集基础数据的数据层、用于提供算法和规则的引擎层、用于故障查询、诊断、定位和预警的应用层和用于可视化展示的展示层，所述数据层、引擎层、应用层和展示层依次连接，所述数据层还通过通信网络系统连接至设备系统。
进一步地，所述设备系统包括配电自动化终端，所述配电自动化终端通过通信网络系统连接至配电主站系统。
进一步地，所述设备系统包括故障指示器，所述故障指示器通过通信网络系统连接至配电主站系统。
本发明的有益效果是：本发明采用的一种单相接地故障定位检测处理方法及其系统，能够在单相接地故障情况下根据故障指示器或者配电自动化终端实现故障的查询、诊断、定位、预警和处理；另外，对于故障区段的定位判定，当在同一条或不同配电线路混合安装故障指示器和配电自动化终端的情况下，利用本发明的处理方法即能够通过故障指示器和配电自动化终端两者分别获得故障区段的定位判定结果，并对两者的定位判定结果进行对比校核，从而提高了单相接地故障定位检测的可靠性。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一种单相接地故障定位检测处理方法的具体流程图；
图2是本发明一种单相接地故障定位检测处理方法的步骤S6的具体流程图；
图3是本发明一种单相接地故障定位检测系统的结构图。
具体实施方式
参照图1，本发明一种单相接地故障定位检测处理方法的具体流程图，具体步骤如下：
步骤S1：检测线路故障并接收到线路故障信息。
步骤S2：判断是否发生单相接地故障，当发生单相接地故障时执行步骤S4，否则执行步骤S3；配电主站系统会将接收到的接地故障信息进行判断，当故障信息为单相接地故障时，配电主站系统会启动单相接地故障处理流程，执行步骤S4；当故障信息不是单相接地故障时，执行步骤S3。
步骤S3：确定为短路故障，并跳到步骤S13；当接收到的故障信息没有判断为单相接地故障时，配电主站系统会将故障确定为短路故障，并跳到步骤S13。
步骤S4：判断故障指示器是否为故障录波型故障指示器，若是则执行步骤S6，否则执行步骤S5；由于故障指示器有两种故障判定方式，一种是单相接地故障判定并上送故障信息至主站，即为非故障录波型故障指示器；另一种是在单相接地故障时上送故障录波信息并依赖配电主站系统对波形的分析从而实现对故障的判定，即为故障录波型故障指示器。配电主站系统会根据设定的线路属性区分是否安装故障录波型故障指示器，当故障指示器为非故障录波型故障指示器时，执行步骤S5；当故障指示器为故障录波型故障指示器时，执行步骤S6。
步骤S5：非故障录波型故障指示器根据故障信号对故障区段进行判定，并跳到步骤S7；当线路发生故障后，故障区段线路上的非故障录波型故障指示器会进行报警显示，并将故障信息发送至配电主站系统，再跳到步骤S7。
步骤S6：根据故障录波型故障指示器的故障录波文件对故障区段进行判定，并跳到步骤S7；当线路发生故障后，故障区段线路上的故障录波型故障指示器会自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的故障录波信息，并将故障录波信息发送至配电主站系统，所述配电主站系统会通过接收到的电气量的分析比较，从而判定出故障的线路区段，再跳到步骤S7。
步骤S7：判断同一母线或者同一线路下是否出现故障指示器和配电自动化终端混装的情况，当出现混装情况时执行步骤S8，否则执行步骤S11；在基于步骤S5故障信号的故障区段判定或者基于步骤S6录波的故障区段判定之后，配电主站系统会根据得出的故障区段进行检测，判断是否出现故障指示器和配电自动化终端混装的情况，当出现混装情况时，则执行步骤S8；当没有出现混装情况时，则执行步骤S11。
步骤S8：将故障指示器和配电自动化终端两者的故障判定结果进行校核；所述配电自动化终端也具备单相接地故障判定并上送故障信息至配电主站系统的功能，所述配电主站系统会将故障指示器得出的故障判定结果和配电自动化终端得出的故障判定结果进行校核。
步骤S9：判断校核结果是否一致，当一致时执行步骤S11，否则执行步骤S10；当故障指示器得出的故障判定结果和配电自动化终端得出的故障判定结果一致时，则执行步骤S11；当故障指示器得出的故障判定结果和配电自动化终端得出的故障判定结果不一致时，则执行步骤S10。
步骤S10：输出校核结果信息，并跳到步骤S13；配电主站系统会输出校核结果信息，提示故障信息，并跳到步骤S13交给人工处理故障。
步骤S11：判断是否发展为相间短路，若是则执行步骤S12，否则执行步骤S13；由于单相接地故障可能会发展为短路故障，当在单相接地处理过程中接收到出口断路器跳闸和保护动作信息后，配电主站系统会判定为相间短路，执行步骤S12；当在单相接地处理过程中没有接收到出口断路器跳闸和保护动作信息后，执行步骤S13。
步骤S12：将单相接地故障和相间短路故障合并。
步骤S13：处理故障；故障处理包括故障隔离处理和负荷转供处理，还包括对出现故障的故障指示器或者配电自动化终端进行故障排除处理。当执行完步骤S3、S11或者S12后，会对故障进行隔离处理和负荷转供处理；当执行完步骤S10后，会交给人工处理故障，即对出现故障的故障指示器或者配电自动化终端进行故障排除处理。
参照图2，本发明一种单相接地故障定位检测处理方法的步骤S6的具体流程图，具体步骤如下：
步骤S6-1：获取和存储故障录波文件；所述配电主站系统会召唤并存储故障录波文件。
步骤S6-2：提取文件特征基因；所述配电主站系统会对故障录波的波形文件的特征基因进行提取，用于故障线路区段的判定。
步骤S6-3：判定单相接地选线；所述配电主站系统会根据接收到的故障录波文件的波形文件的特征基因对单相接地选线进行判定。
步骤S6-4：判定故障区段。
参照图3，本发明一种单相接地故障定位检测系统的结构图，包括配电主站系统、通信网络系统和设备系统，所述配电主站系统和设备系统之间通过通信网络系统连接。所述配电主站系统包括数据层、引擎层、应用层和展示层，所述数据层、引擎层、应用层和展示层依次连接，所述数据层还通过通信网络系统连接至设备系统。所述设备系统包括配电自动化终端或者故障指示器，所述配电自动化终端和故障指示器通过通信网络系统连接至配电主站系统。
所述配电主站系统具有采集故障指示器、配电自动化终端故障信息、故障录波数据并对其解析的功能。所述配电主站系统能够对故障录波型故障指示器上送的故障录波数据进行故障特征提取，依托配电主站系统实现运行状态、配电网拓扑分析服务，实现单相接地故障定位。融合线路上各类终端装置、各类故障指示器信息，优化故障处理流程，以适应单相接地故障统一处理。提供录波显示、故障信息查询、故障可视化、故障报告等功能，以方便于调度应用。
所述通信网络系统采用光纤、无线方式，并依据国家电力信息安全防护相关规定构建通信信息网，配电自动化主站适应各种通信方式的数据传输，支持IEC60870-5-101/104、IEC61850等通信规约。
所述设备系统主要包括站所终端(DTU)、馈线终端(FTU)、各类架空线或电缆故障指示器。
当发生单相接地故障时，设备系统会通过通信网络系统上送单相接地故障信息、故障录波文件至配电主站系统，配电主站系统会根据设备系统中配电自动化终端和故障指示器上送的信息进行解析的基础上提取故障特征并进行故障定位，并根据配电网运行状态自动生成网络重构方案，从而调度人员可以根据实际应用选择手动、半自动或者自动的方式进行故障隔离并恢复供电。
配电网单相接地故障在线检测软件基于配电主站系统实现单相接地故障的定位处理，在结构上分为数据层、引擎层、应用层及展示层。
所述数据层是指单相接地故障在线检测及故障诊断所需要的基础数据，在发生单相接地时，配电主站系统根据当时电网的实际运行状态归集故障处理需要的相关信息，主要包括故障事件信息、故障录波数据、故障定位需要的配网拓扑信息、实时数据、配电电网运行数据、配电网属性数据等。
所述引擎层是指实现故障判定所需的各种算法、可视化展示所需引擎，主要包括特征量提取算法、检测算法库、可视化引擎、规则引擎等。特征量提取算法从波形数据中提取特征信号；检测算法库实现各种故障选线选段算法；规则引擎用户建立不同故障诊断所需规则：可视化引擎用于实现图、表可视化展示等。
所述高级应用层包括录波数据查询、故障类型诊断、故障特征查询、故障定位、故障预警等，其中故障定位用于在线判定单相接地，故障预警是根据故障录波信息、故障电压、电流曲线、故障时磁场曲线等信息应用数据挖掘技术，对故障进行预警分析，为提前消缺提供技术支撑。
所述展示层能够通过GIS、接线图、故障报告、波形展示等对单相故障处理流程、处理结果进行可视化展示。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种单相接地故障定位检测处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：检测线路故障并接收到线路故障信息；
S2：判断是否发生单相接地故障，当发生单相接地故障时执行步骤S4，否则执行步骤S3；
S3：确定为短路故障，并跳到步骤S13；
S4：判断故障指示器是否为故障录波型故障指示器，若是则执行步骤S6，否则执行步骤S5；
S5：非故障录波型故障指示器根据故障信号对故障区段进行判定，并跳到步骤S7；
S6：根据故障录波型故障指示器的故障录波文件对故障区段进行判定，并跳到步骤S7；
S7：判断同一母线或者同一线路下是否出现故障指示器和配电自动化终端混装的情况，当出现混装情况时执行步骤S8，否则执行步骤S11；
S8：将故障指示器和配电自动化终端两者的故障判定结果进行校核；
S9：判断校核结果是否一致，当一致时执行步骤S11，否则执行步骤S10；
S10：输出校核结果信息，并跳到步骤S13；
S11：判断是否发展为相间短路，若是则执行步骤S12，否则执行步骤S13；
S12：将单相接地故障和相间短路故障合并；
S13：处理故障。
2.根据权利要求1所述的一种单相接地故障定位检测处理方法，其特征在于，所述步骤S6中根据故障录波型故障指示器的故障录波文件对故障区段进行判定，包括以下步骤：
S6-1：获取和存储故障录波文件；
S6-2：提取文件特征基因；
S6-3：判定单相接地选线；
S6-4：判定故障区段。
3.根据权利要求1所述的一种单相接地故障定位检测处理方法，其特征在于：所述步骤S13中处理故障包括故障隔离处理和负荷转供处理。
4.根据权利要求1所述的一种单相接地故障定位检测处理方法，其特征在于：所述步骤S13中处理故障包括对出现故障的故障指示器或者配电自动化终端进行故障排除处理。
5.一种应用权利要求1-4任一所述的处理方法的单相接地故障定位检测系统，其特征在于：包括配电主站系统、通信网络系统和设备系统，所述配电主站系统和设备系统之间通过通信网络系统连接；
所述设备系统包括配电自动化终端和故障指示器，所述配电自动化终端和所述故障指示器均通过通信网络系统连接至配电主站系统；所述配电主站系统用于执行所述步骤S1至所述步骤S4以及所述步骤S7至S13，所述设备系统用于执行所述步骤S5至所述步骤S6。
6.根据权利要求5所述的一种单相接地故障定位检测系统，其特征在于：所述配电主站系统包括用于收集基础数据的数据层、用于提供算法和规则的引擎层、用于故障查询、诊断、定位和预警的应用层和用于可视化展示的展示层，所述数据层、引擎层、应用层和展示层依次连接，所述数据层还通过通信网络系统连接至设备系统。
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