CN108267651A - 配电系统的安全检测方法及装置 - Google Patents

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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Abstract

本发明提供了一种配电系统的安全检测方法及装置。所述方法包括：获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值；根据所述各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值、所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征所述配电系统是否存在安全隐患的检测结果。通过本发明的配电系统的安全检测方法及装置，实现了能够快速、准确地对配电系统是否安全进行判断，从而为避免发生严重的安全事故提供技术支撑，极大地降低了配电系统的安全风险。

Description

配电系统的安全检测方法及装置
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种配电系统的安全检测方法及装置。
背景技术
随着现代化技术的发展，高层建筑越来越多，各类企业的用电设备越来越复杂，由此，对配电系统运行的安全性和可靠性提出了更高的要求。断路器是配电系统的重要电气设备，也是保障电网稳定运行的关键设备，在维护和保证系统稳定运行方面发挥着重要的作用。尤其是在配电系统发生故障时，断路器能够自动、迅速、可靠地切除各种过负荷电流和短路电流，防止事故范围的扩大。
然而，在使用断路器的过程中，易出现以下不良状况：断路器的电流瞬断保护、短延时保护和长延时保护的整定值与实际电流不匹配。例如，电流整定值过大时，断路器将无法实现有效保护(即短路时断路器不动作)，由此，使得配电系统存在安全隐患。目前，并没有能够快速、准确地判断配电系统的安全状况的相关方法。
发明内容
本发明实施例的目的在于，提供一种配电系统的安全检测方法及装置，以实现快速、准确地对配电系统是否安全进行判断。
为实现上述发明目的，本发明的实施例提供了一种配电系统的安全检测方法，包括：获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值；根据所述各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值、所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征所述配电系统是否存在安全隐患的检测结果。
优选地，所述根据所述各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征所述配电系统是否存在安全隐患的检测结果包括：
如果各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值与相应的配电线路的短路电流值的比值大于或等于设定的第一比值阈值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果；和/或，
如果各级配电线路对应的断路器的长延时整定电流值与相应的配电线路的线缆额定电流值的比值大于或等于设定的第二比值阈值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果；和/或，
如果各级配电线路对应的断路器的分断电流值和瞬断整定电流值中至少一个小于相应的配电线路的短路电流值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果。
优选地，所述获取各级配电线路的短路电流值包括：获取所述配电系统中变压器输出的相间电压和所述各级配电线路的总阻抗；根据所述相间电压和所述各级配电线路的总阻抗，计算得到所述各级配电线路的短路电流值；
所述获取所述各级配电线路的总阻抗包括：根据所述配电系统中变压器、断路器和线路线缆各自的电阻和感抗，计算得到所述各级配电线路的总阻抗。
优选地，所述获取各级配电线路的线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值包括：通过查表法或计算法获得所述各级配电线路的线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值。
优选地，所述方法还包括：若生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果，则进行报警提示。
本发明的实施例提供了一种配电系统的安全检测装置，包括：数据获取模块，用于获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值；检测结果生成模块，用于根据所述各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值、所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征所述配电系统是否存在安全隐患的检测结果。
优选地，所述检测结果生成模块包括：
第一检测结果生成单元，用于如果各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值与相应的配电线路的短路电流值的比值大于或等于设定的第一比值阈值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果；
第二检测结果生成单元，用于如果各级配电线路对应的断路器的长延时整定电流值与相应的配电线路的线缆额定电流值的比值大于或等于设定的第二比值阈值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果；
第三检测结果生成单元，用于如果各级配电线路对应的断路器的分断电流值和瞬断整定电流值中至少一个小于相应的配电线路的短路电流值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果。
优选地，所述数据获取模块包括：第一获取单元，用于获取所述配电系统中变压器输出的相间电压和所述各级配电线路的总阻抗；计算单元，用于根据所述相间电压和所述各级配电线路的总阻抗，计算得到所述各级配电线路的短路电流值；
所述第一获取单元，用于根据所述配电系统中变压器、断路器和线路线缆各自的电阻和感抗，计算得到所述各级配电线路的总阻抗。
优选地，所述数据获取模块还包括：第二获取单元，用于通过查表法或计算法获得所述各级配电线路的线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值。
优选地，所述装置还包括：报警模块，用于若生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果，则进行报警提示。
本发明实施例提供的配电系统的安全检测方法及装置，通过获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，进一步根据获取到的各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值、各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征配电系统是否存在安全隐患的检测结果。实现了能够快速、准确地对配电系统是否安全进行判断，从而为避免发生严重的安全事故提供技术支撑，极大地降低了配电系统的安全风险。
附图说明
图1为本发明实施例一的配电系统的安全检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一的配电系统的安全检测方法中步骤120的流程示意图；
图3为本发明实施例二的配电系统的安全检测装置的结构示意图；
图4为本发明实施例二的配电系统的安全检测装置的另一结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例配电系统的安全检测方法及装置进行详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
实施例一
图1为本发明实施例一的配电系统的安全检测方法的流程示意图，可在如图3所示的配电系统的安全检测装置上执行该方法。通常，配电系统包括至少两级配电线路。
步骤110：获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值。
这里，线缆额定电流也可称为线缆载流量。其中，根据本发明示例性实施例，步骤110中所述获取各级配电线路的短路电流值的处理包括：获取配电系统中变压器输出的相间电压和各级配电线路的总阻抗；根据相间电压和各级配电线路的总阻抗，计算得到各级配电线路的短路电流值。其中，获取各级配电线路的总阻抗的处理可包括：根据配电系统中变压器、断路器和线路线缆各自的电阻和感抗，计算得到各级配电线路的总阻抗。
根据本发明示例性实施例，步骤110中所述获取各级配电线路的线缆额定电流值，以及与各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值的处理包括：通过查表法或计算法获得各级配电线路的线缆额定电流值，以及与各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值(可以从断路器的标识或厂家标称中获得)。
在具体的实现方式中，上位机软件设备档案管理页面中输入档案参数信息，档案参数信息包括变压器额定容量、阻抗等参数，输入配电线路(或回路)线缆的型号、材质、截面积、长度、敷设方式等参数，以及输入断路器的分断电流值、瞬断整定电流值、短延时整定电流值和长延时整定电流值(可以从断路器的标识或厂家标称中获得)等，以及设置各配电线路的上下级关系。
这里，以三级配电线路为例，一级配电线路对应一个变压器和主断路器回路，二级配电线路为一级配电线路的分支，可以包括多个分支，各分支具有断路器。三级配电线路为二级配电线路的分支，可以包括多个分支，各分支具有断路器。各断路器、线缆参数可能不同。由此，一级配电线路与二级配电线路之间就是上级与下级的关系，二级配电线路与三级配电线路之间就是上级与下级的关系。
可见，通过以上信息计算(或查表)得出各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值。
需要说明的是，计算各级配电线路的短路电流可根据输入的变压器、断路器、线缆的档案参数信息进行计算。其中，计算配电线路的短路电流可通过以下式(1)和式(2)实现：
其中，Isc为配电线路的短路电流值，U20为变压器输出的相间电压，ZT为配电线路的总阻抗：
其中，ZT为配电线路的总阻抗，R∑为每一级变压器、断路器、线路线缆的电阻之和，X∑为每一级变压器、断路器、线路线缆的感抗之和。
具体地，对于变压器参数而言，可从输入的档案参数信息中获得变压器的电阻Rtx和感抗Xtr。对于断路器参数而言，统计本级配电线路及上级配电线路设置的所有断路器的个数，例如，断路器的个数为n，则断路器的总感抗为：n*0.15mΩ，断路器的电阻可忽略不计。对于线路线缆参数而言，计算本级配电线路的阻抗及所有上级回路每一级的线缆阻抗(电阻和感抗)，其中，计算线路线缆的电阻可通过以下式(3)实现：
其中，Rc为线路线缆的电阻，ρ为电阻系数，L为配电线路线缆的长度，S为线路线缆的横截面积。需要说明的是，各级配电线路线缆的材质、长度和横截面积为预先输入配电线路档案参数信息中。例如，铜的电阻系数为22.5，铝的电阻系数为36。
计算线路线缆的感抗可通过以下式(4)实现：
Xc＝L×0.08…………………………………………………………式(4)
其中，Xc为线路线缆的感抗，线路线缆的感抗的单位是mΩ，L为线路线缆的长度。
步骤120：根据各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征配电系统是否存在安全隐患的检测结果。
参考图2，根据本发明示例性实施例，步骤120可包括：
步骤1201：如果各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值与相应的配电线路的短路电流值的比值大于或等于设定的第一比值阈值，则生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果。
步骤1202：如果各级配电线路对应的断路器的长延时整定电流值与相应的配电线路的线缆额定电流值的比值大于或等于设定的第二比值阈值，则生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果。
步骤1203：如果各级配电线路对应的断路器的分断电流值和瞬断整定电流值中至少一个小于相应的配电线路的短路电流值，则生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果。
也就是说，满足以下条件中至少一个，则表明配电系统存在安全隐患：条件一是将各级配电线路的短路电流值与相应的配电线路上的断路器的短延时整定电流值相比较，如果该短延时整定电流值大于或等于短路电流值的n倍；条件二是将各级配电线路的线缆额定电流值与相应的配电线路上的断路器的长延时整定电流值相比较，如果该长延时整定电流值大于或等于线缆额定电流值的x倍；条件三是如果各级配电线路上的断路器的分断电流值和瞬断整定电流值中任意一个小于相应的配电线路的短路电流值。
可选地，该配电系统的安全检测方法还包括：若生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果，则进行报警提示。
本发明实施例提供的配电系统的安全检测方法，通过获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，进一步根据获取到的各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值、各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征配电系统是否存在安全隐患的检测结果。实现了能够快速、准确地对配电系统是否安全进行判断，从而为避免发生严重的安全事故提供技术支撑，极大地降低了配电系统的安全风险。
此外，本发明实施例还具有如下技术效果：一方面，通过变压器、断路器、线缆的档案参数自动地计算出各级配电线路的短路电流，并与短延时整定电流值、分断电流值、瞬断整定电流值进行比较，以及通过查表或计算获得各级配电线路的线缆额定电流值，并与对应的断路器的长延时整定电流值比较，从而得出配电系统是否存在安全隐患的检测结果；另一方面，通过在生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果时，进行报警提示，从而能够及时提醒操作人员存在安全隐患，以便采取相关措施避免事故的发生，进而保证配电系统安全稳定地运行。
实施例二
图3是示出根据本发明实施例二的配电系统的安全检测装置的结构示意图。可用以执行如实施例一所述的配电系统的安全检测方法流程。
参照图3，配电系统的安全检测装置包括数据获取模块310、检测结果生成模块320。
数据获取模块310用于获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值。
检测结果生成模块320用于根据各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值、各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征配电系统是否存在安全隐患的检测结果。
本发明实施例提供的配电系统的安全检测装置，通过获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，进一步根据获取到的各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值、各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征配电系统是否存在安全隐患的检测结果。实现了能够快速、准确地对配电系统是否安全进行判断，从而为避免发生严重的安全事故提供技术支撑，极大地降低了配电系统的安全风险。
进一步地，在图3所示的实施例的基础上，图4为本发明实施例二的配电系统的安全检测装置的另一结构示意图。
具体地，如图4所示的检测结果生成模块320包括：
第一检测结果生成单元3201用于如果各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值与相应的配电线路的短路电流值的比值大于或等于设定的第一比值阈值，则生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果。
第二检测结果生成单元3202用于如果各级配电线路对应的断路器的长延时整定电流值与相应的配电线路的线缆额定电流值的比值大于或等于设定的第二比值阈值，则生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果。
第三检测结果生成单元3203用于如果各级配电线路对应的断路器的分断电流值和瞬断整定电流值中至少一个小于相应的配电线路的短路电流值，则生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果。
优选地，数据获取模块310可以包括：
第一获取单元3101用于获取配电系统中变压器输出的相间电压和各级配电线路的总阻抗。
计算单元3102用于根据相间电压和各级配电线路的总阻抗，计算得到各级配电线路的短路电流值。
所述第一获取单元3101具体用于根据配电系统中变压器、断路器和线路线缆各自的电阻和感抗，计算得到各级配电线路的总阻抗。
进一步地，数据获取模块310还可包括：
第二获取单元3103用于通过查表法或计算法获得各级配电线路的线缆额定电流值，以及与各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值。
可选地，该配电系统的安全检测装置还包括：报警模块330用于若生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果，则进行报警提示。
综上，本发明实施例还具有如下技术效果：第一，通过变压器、断路器、线缆的档案参数自动地计算出各级配电线路的短路电流，并与短延时整定电流值、分断电流值、瞬断整定电流值进行比较，以及通过查表或计算获得各级配电线路的线缆额定电流值，并与对应的断路器的长延时整定电流值比较，从而得出配电系统是否存在安全隐患的检测结果；第二，通过在生成用于表征配电系统存在安全隐患的检测结果时，进行报警提示，从而能够及时提醒操作人员存在安全隐患，以便采取相关措施避免事故的发生，进而保证配电系统安全稳定地运行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种配电系统的安全检测方法，所述配电系统包括至少两级配电线路，其特征在于，所述方法包括：
获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值；
根据所述各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征所述配电系统是否存在安全隐患的检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征所述配电系统是否存在安全隐患的检测结果包括：
如果各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值与相应的配电线路的短路电流值的比值大于或等于设定的第一比值阈值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果；和/或，
如果各级配电线路对应的断路器的长延时整定电流值与相应的配电线路的线缆额定电流值的比值大于或等于设定的第二比值阈值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果；和/或，
如果各级配电线路对应的断路器的分断电流值和瞬断整定电流值中至少一个小于相应的配电线路的短路电流值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各级配电线路的短路电流值包括：
获取所述配电系统中变压器输出的相间电压和所述各级配电线路的总阻抗；
根据所述相间电压和所述各级配电线路的总阻抗，计算得到所述各级配电线路的短路电流值；
所述获取所述各级配电线路的总阻抗包括：根据所述配电系统中变压器、断路器和线路线缆各自的电阻和感抗，计算得到所述各级配电线路的总阻抗。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各级配电线路的线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值包括：
通过查表法或计算法获得所述各级配电线路的线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果，则进行报警提示。
6.一种配电系统的安全检测装置，所述配电系统包括至少两级配电线路，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值；
检测结果生成模块，用于根据所述各级配电线路的短路电流值和线缆额定电流值、所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值，生成用于表征所述配电系统是否存在安全隐患的检测结果。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述检测结果生成模块包括：
第一检测结果生成单元，用于如果各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值与相应的配电线路的短路电流值的比值大于或等于设定的第一比值阈值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果；
第二检测结果生成单元，用于如果各级配电线路对应的断路器的长延时整定电流值与相应的配电线路的线缆额定电流值的比值大于或等于设定的第二比值阈值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果；
第三检测结果生成单元，用于如果各级配电线路对应的断路器的分断电流值和瞬断整定电流值中至少一个小于相应的配电线路的短路电流值，则生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据获取模块包括：
第一获取单元，用于获取所述配电系统中变压器输出的相间电压和所述各级配电线路的总阻抗；
计算单元，用于根据所述相间电压和所述各级配电线路的总阻抗，计算得到所述各级配电线路的短路电流值；
所述第一获取单元，用于根据所述配电系统中变压器、断路器和线路线缆各自的电阻和感抗，计算得到所述各级配电线路的总阻抗。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据获取模块还包括：
第二获取单元，用于通过查表法或计算法获得所述各级配电线路的线缆额定电流值，以及与所述各级配电线路对应的断路器的短延时整定电流值、长延时整定电流值、分断电流值和瞬断整定电流值。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
报警模块，用于若生成用于表征所述配电系统存在安全隐患的检测结果，则进行报警提示。
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