CN110554282A - 基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法 - Google Patents

基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110554282A
CN110554282A CN201910940114.7A CN201910940114A CN110554282A CN 110554282 A CN110554282 A CN 110554282A CN 201910940114 A CN201910940114 A CN 201910940114A CN 110554282 A CN110554282 A CN 110554282A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
line
waveform
transient
type
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.)
Pending
Application number
CN201910940114.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王亮
王书堂
高传名
尹宝林
王胜贤
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.)
Zhiyang Innovation Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhiyang Innovation Technology 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 Zhiyang Innovation Technology Co Ltd filed Critical Zhiyang Innovation Technology Co Ltd
Priority to CN201910940114.7A priority Critical patent/CN110554282A/zh
Publication of CN110554282A publication Critical patent/CN110554282A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • G01R31/085Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution lines, e.g. overhead
    • 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

本发明涉及故障类型判断领域,具体为基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法,故障指示器对线路当前状态实时进行录波与故障诊断,将其自身属性信息以及相关动作信息通过无线射频通讯发送至数据采集通讯终端,数据采集通讯终端再把故障信息通过4G通讯传送至后台主站系统,后台主站系统通过以太网接收到多组暂态录波故障指示器故障动作信息后,最终生成故障类型并展示在web系统中,推送至维护工程师的手机或便捷维护装备上,辅助其确定故障定位。本发明使用户能快速定位到故障发生点并判断类型以解决问题,形成新的能替代人为监控的配电线路智能监控系统。

Description

基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法
技术领域
本发明涉及故障类型判断领域,具体为基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法。
背景技术
近年来,针对我国电网10kV配电线路故障发生率较高的现象,尤其是单相接地等常见的临时性故障,出现此种故障的原因有很多,比如设备的原因,雷击的原因以及外力因素等会使线路产生故障,对用户用电造成严重影响,严重的会使电压互感器铁心出现严重饱和,导致电压互感器出现过负荷而烧毁。出现的弧光接地还会引起全系统过电压,进而损坏设备,破坏系统安全运行。因此提升配电线路故障的防范措施成为了电力企业工作的重点。现在线路中故障类型判断困难,判断不准确,无法有效的过故障类型进行判断,难以满足用户的高效率高精度的需求。
发明内容
根据以上现有技术的不足,针对配电线路监控系统日益智能化的需求,本发明依托于暂态录波型故障指示器,提出了一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法,其克服了传统监控系统中故障难以精准判断类型的问题,使用户能快速定位到故障发生点并判断类型以解决问题,形成新的能替代人为监控的配电线路智能监控系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统:包括安装于电力线路上的暂态录波型故障指示器、数据采集通讯终端、前台web系统和后台主站系统;所述故障指示器对线路当前状态实时进行录波与故障诊断,将其自身属性信息以及相关动作信息通过无线射频通讯发送至数据采集通讯终端,数据采集通讯终端再把故障信息通过4G通讯传送至后台主站系统,后台主站系统通过以太网接收到多组暂态录波故障指示器故障动作信息后,获取相关数据并进行数据交互智慧判断,最终生成故障类型并展示在web系统中,通过短信或者微信方式推送至维护工程师的手机或便捷维护装备上,辅助其确定故障定位,快速排除故障、恢复系统供电。
优选的,所述后台主站与数据采集通讯终端通过GPRS或4G通信方式实现通信,数据采集通讯终端通过射频通信方式与故障指示器进行无线通讯连接。
提供一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断方法,包括如下步骤:
(1)采集相关线路多组安装点的暂态录波型故障指示器全面信息;
(2)故障产生时,暂态录波型故障指示器接收暂态故障波形;
(3)数据采集通讯终端将故障波形传送到后台主站系统;
(4)后台主站系统接收设备上送的故障波形,分析其均方根突变增量、突变方向、突变时间位置。
优选的,设备在低功耗运行状态下,采用实时录波的方式,在MCU的存储芯片中进行大容量循环存储输电线路的暂态波形,数据类型分别为电流波形和电压波形、单周波数据容量高达在1k字节,整体录波文件为18k字节。
优选的,步骤(2)具体的为,在电力线路发生故障前,暂态录波型故障指示器运行在低功耗快速录波状态。在设备故障发生时进行判断,并采用录波数据窗截取的方式,每次上报缓存故障波形为18个周波,发生故障时刻点对应第七个周波的第一个点作为起始点。
优选的,步骤(3)具体的为:通过实时采集电力线路的录波波形,并使用快速傅里叶变换进行有效值计算、并判定故障;
故障判定启动条件为当电力线路有一相不完全接地时,即通过过度电阻或弧光间歇接地,此刻发生故障线路的相电压会降低,非故障相线路的电压会抬升,有效值大于线路相电压,小于线路线电压;
当电力线路有一相完全接地,则故障线路相电压有效值降到零,非故障线路相电压有效值升高到线电压;
在进行判断电流、电场值变化时,如果某一相电场存在突变变小或增大的情况,同时对应的电流突变,在三相电流合成稳态零序电流时,零序电流也会同步突变,判定条件为零序电流变大或变小为前值15%时,即可判定为发生单项接地或者多相接地;
如果第七个周波单个采样点发生瞬时性变大或者变小,并且超过突变增量范围,并判断出此周波开始时刻的突变方向,结合零序电流数值突变变大,电场数值突变变小,纵向对比同一线路或者不同线路的故障波形特征量,综合性分析并有效判定出发生接地故障点所在位置。
本发明的有益效果
本发明以态录波型故障指示器为技术依托,实时监测线路状态,当线路发生短路或接地故障时,故障指示器将对线路当前状态进行录波,并将故障状态信息上传至数据采集通讯终端,数据采集通讯终端再把故障信息传送至后台主站系统,主站系统对接收到的报文信息进行计算处理。能够快速准确的告知用户故障类型以及产生原因,降低巡视人员的故障排查时间,以避免长时间停电发生和提升电网运行可靠性。
附图说明
图1是故障定位系统结构图;
图2是实施例2示意图;
图3是实施例2示意图;
图4是实施例2示意图;
图5是实施例2示意图;
图6是实施例2示意图;
图7是实施例2示意图;
图8是实施例2示意图;
图9是实施例2示意图;
图10是暂态录波型故障指示器的故障类型判断依据示意图;
图11是暂态录波型故障指示器的故障类型判断方法流程示意图。
具体实施方式
实施例1:
参照说明书附图图1、图10、图11,所述的一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法,包括安装于电力线路上的暂态录波型故障指示器、数据采集通讯终端、前台web系统和后台主站系统;所述故障指示器对线路当前状态实时进行录波与故障诊断,将其自身属性信息以及相关动作信息通过无线射频通讯发送至数据采集通讯终端,数据采集通讯终端再把故障信息通过4G通讯传送至后台主站系统,后台主站系统通过以太网接收到多组暂态录波故障指示器故障动作信息后,获取相关数据并进行数据交互智慧判断,最终生成故障类型并展示在web系统中,通过短信或者微信方式推送至维护工程师的手机或便捷维护装备上,辅助其确定故障定位,快速排除故障、恢复系统供电
优选的,所述后台主站与数据采集通讯终端通过GPRS或4G通信方式实现通信,数据采集通讯终端通过射频通信方式与故障指示器进行无线通讯连接。
优选的,包括如下步骤:
(1)采集相关线路多组安装点的暂态录波型故障指示器全面信息;
(2)故障产生时,暂态录波型故障指示器接收暂态故障波形;
(3)数据采集通讯终端将故障波形传送到后台主站系统;
(4)后台主站系统接收设备上送的故障波形,分析其均方根突变增量、突变方向、突变时间位置。
优选的,设备在低功耗运行状态下,采用实时录波的方式,在MCU的存储芯片中进行大容量循环存储输电线路的暂态波形,数据类型分别为电流波形和电压波形、单周波数据容量高达在1k字节,整体录波文件为18k字节。
优选的,步骤(2)具体的为,在电力线路发生故障前,暂态录波型故障指示器运行在低功耗快速录波状态。在设备故障发生时进行判断,并采用录波数据窗截取的方式,每次上报缓存故障波形为18个周波,发生故障时刻点对应第七个周波的第一个点作为起始点。
优选的,步骤(3)具体的为:通过实时采集电力线路的录波波形,并使用快速傅里叶变换进行有效值计算、并判定故障;
故障判定启动条件为当电力线路有一相不完全接地时,即通过过度电阻或弧光间歇接地,此刻发生故障线路的相电压会降低,非故障相线路的电压会抬升,有效值大于线路相电压,小于线路线电压;
当电力线路有一相完全接地,则故障线路相电压有效值降到零,非故障线路相电压有效值升高到线电压;
在进行判断电流、电场值变化时,如果某一相电场存在突变变小或增大的情况,同时对应的电流突变,在三相电流合成稳态零序电流时,零序电流也会同步突变,判定条件为零序电流变大或变小为前值15%时,即可判定为发生单项接地或者多相接地;
如果第七个周波单个采样点发生瞬时性变大或者变小,并且超过突变增量范围,并判断出此周波开始时刻的突变方向,结合零序电流数值突变变大,电场数值突变变小,纵向对比同一线路或者不同线路的故障波形特征量,综合性分析并有效判定出发生接地故障点所在位置。
录波型架空远传故障指示器采集单元符合最新国网规范《暂态录波型故障指示器选型技术原则和检测技术规范标准》,采用超低功耗MCU,集成高性能低功耗RF收发模组、以及高分辨率的ADC,开发的一款暂态录波型故障指示器采集单元,此款采集单元采用了前先进的配电网故障判断算法和电子式互感器测量方技术。
架空暂态录波型远传故障指示器录波型架空远传故障指示器采用搞后台主站系统通过GPRS或4G通信方式与数据采集通讯终端实现通信,数据采集通讯终端通过射频通信方式与多组所述故障指示器进行通讯连接,当故障类型判断系统收到故障指示器动作报文后,准确判断故障类型,最终将得到精确故障类型判断推送至web系统显示。
以往波形分析大多采用谐波分析法,即将波形通过离散傅立叶变换,分解成为基波分量和一系列高次谐波分量的和,由于暂态过程中的各个分量间实际上存在着较为复杂基波与谐波对应及影响的相互关系,故这种方法的精度比较低且精度难以控制,当记录长度较小时,更为如此。此外,当波型衰减时,谐波分析法不能给出各分量的衰减常数β。
在中性点非接地系统单项接地故障检测方面,总结大量的实测数据及使用电子仿真工具进行分析,由此发明了暂态量突变法。
这个方法主要解决单相接地故障故障定位问题。通过精确现场精确对时系统完成高精度的数据录波同步,同步精度可达到33微秒以内,利用线路接地故障发生瞬间线路暂态量各信号频率分量(300Hz~4000Hz的信号分量)均方根值发生突变这一特征,检测这些信号的均方根值的突变增量,并将突变增量结合线路电压(对地电压)下降的现象作为检测接地故障的主要依据,结合主站大数据容量的分析特点,进行智能判定。
当线路发生故障时,因为接地瞬间的突变量不受线。存在各高频分量干扰信号影响,使用高精度的故障采集单元易于可靠检测。
实施例2:
如图2所示,在山亭线15#支1号杆金属性接地试验中,电流录波如图3和图4所示,
山亭线5#、11#杆位于故障线路故障路径上,在发生金属性接地时,由于线路电场会瞬时性降低,同时接地项电流瞬时性变大,这样在合成零序电流时,零序电流会瞬时性增大,同时故障点零序电流的突变方向一致,同时向下突变,暂态峰值大,波形高度相似,此处接地故障类型为金属性接地。
如图5和图6所示,山亭线15支3#杆与17#杆位于故障点下游,由于在发生接地故障点的上游和下游,设备同时也会监测到线路电场,电流变化,但是由于相距故障点比较远,这样设备对线路上的负荷变换监测会与实际故障点监测到的状态不一致,在设备进行故障录波时,故障波形暂态峰值小,与故障点的波形不相似,此处不是实际发生故障的地点。
如图7和图8所示,非故障线路上的玄清线1#杆、东七线1#杆,设备监测到故障之后进行录波,他们的零序电流也会突变变大,但是不同设备的零序电流突变方向不一致。暂态峰值方向相反,此为非故障线路。
如图9所示,线路发生短路故障,短路故障时线路B相、C相相间短路故障,当线路发生故障的故障电流比正常的负荷电流大5-10倍。由于此时故障点的阻抗变小,致使电流瞬时升高很多,短路点以前的电压下降,电压受线路对地电容影响而存在残压,电压在10个周波内降低为0值左右。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统,其特征在于:包括安装于电力线路上的暂态录波型故障指示器、数据采集通讯终端、前台web系统和后台主站系统;所述故障指示器对线路当前状态实时进行录波与故障诊断,将其自身属性信息以及相关动作信息通过无线射频通讯发送至数据采集通讯终端,数据采集通讯终端再把故障信息通过4G通讯传送至后台主站系统,后台主站系统通过以太网接收到多组暂态录波故障指示器故障动作信息后,获取相关数据并进行数据交互智慧判断,最终生成故障类型并展示在web系统中,通过短信或者微信方式推送至维护工程师的手机或便捷维护装备上,辅助其确定故障定位,快速排除故障、恢复系统供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统,其特征在于,所述后台主站与数据采集通讯终端通过GPRS或4G通信方式实现通信,数据采集通讯终端通过射频通信方式与故障指示器进行无线通讯连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)采集相关线路多组安装点的暂态录波型故障指示器全面信息;
(2)故障产生时,暂态录波型故障指示器接收暂态故障波形;
(3)数据采集通讯终端将故障波形传送到后台主站系统;
(4)后台主站系统接收设备上送的故障波形,分析其均方根突变增量、突变方向、突变时间位置。
4.根据权利要求3所述的一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断方法,其特征在于,设备在低功耗运行状态下,采用实时录波的方式,在MCU的存储芯片中进行大容量循环存储输电线路的暂态波形,数据类型分别为电流波形和电压波形、单周波数据容量高达在1k字节,整体录波文件为18k字节。
5.根据权利要求3所述的一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断方法,其特征在于,步骤(2)具体的为,在电力线路发生故障前,暂态录波型故障指示器运行在低功耗快速录波状态。在设备故障发生时进行判断,并采用录波数据窗截取的方式,每次上报缓存故障波形为18个周波,发生故障时刻点对应第七个周波的第一个点作为起始点。
6.根据权利要求3所述的一种基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断方法,其特征在于,步骤(3)具体的为:通过实时采集电力线路的录波波形,并使用快速傅里叶变换进行有效值计算、并判定故障;
故障判定启动条件为当电力线路有一相不完全接地时,即通过过度电阻或弧光间歇接地,此刻发生故障线路的相电压会降低,非故障相线路的电压会抬升,有效值大于线路相电压,小于线路线电压;
当电力线路有一相完全接地,则故障线路相电压有效值降到零,非故障线路相电压有效值升高到线电压;
在进行判断电流、电场值变化时,如果某一相电场存在突变变小或增大的情况,同时对应的电流突变,在三相电流合成稳态零序电流时,零序电流也会同步突变,判定条件为零序电流变大或变小为前值15%时,即可判定为发生单项接地或者多相接地;
如果第七个周波单个采样点发生瞬时性变大或者变小,并且超过突变增量范围,并判断出此周波开始时刻的突变方向,结合零序电流数值突变变大,电场数值突变变小,纵向对比同一线路或者不同线路的故障波形特征量,综合性分析并有效判定出发生接地故障点所在位置。
CN201910940114.7A 2019-09-30 2019-09-30 基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法 Pending CN110554282A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910940114.7A CN110554282A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910940114.7A CN110554282A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110554282A true CN110554282A (zh) 2019-12-10

Family

ID=68742101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910940114.7A Pending CN110554282A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110554282A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110988601A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 云南电力技术有限责任公司 一种配网分支线路故障定位方法及装置
CN112433127A (zh) * 2020-11-13 2021-03-02 珠海许继电气有限公司 一种基于台区智能融合终端的故障类型识别方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106353640A (zh) * 2016-09-05 2017-01-25 国网山东省电力公司青岛供电公司 一种配电线路故障定位方法、装置及系统
CN109375064A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 山东智洋电气股份有限公司 基于暂态录波型故障指示器的故障定位系统和方法
CN209387791U (zh) * 2018-12-12 2019-09-13 智洋创新科技股份有限公司 环网柜线路故障定位监测装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106353640A (zh) * 2016-09-05 2017-01-25 国网山东省电力公司青岛供电公司 一种配电线路故障定位方法、装置及系统
CN109375064A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 山东智洋电气股份有限公司 基于暂态录波型故障指示器的故障定位系统和方法
CN209387791U (zh) * 2018-12-12 2019-09-13 智洋创新科技股份有限公司 环网柜线路故障定位监测装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110988601A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 云南电力技术有限责任公司 一种配网分支线路故障定位方法及装置
CN112433127A (zh) * 2020-11-13 2021-03-02 珠海许继电气有限公司 一种基于台区智能融合终端的故障类型识别方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102937675B (zh) 配电网实时数据采集和故障定位系统的工作方法
CN106707084B (zh) 一种小电流接地系统单相接地故障判定方法
CN105067948B (zh) 一种小电流接地选线装置及单相接地检测方法
CN110554282A (zh) 基于暂态录波型故障指示器的故障类型判断系统和方法
CN102064537B (zh) 基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法
CN103454555B (zh) 基于参数识别的配电网单相接地故障区段定位方法
CN101201380A (zh) 电力系统小电流接地故障分段定位方法
CN101975911B (zh) 用于架空线路故障指示器的接地故障判定方法
CN202854252U (zh) 一种配电网实时数据采集和故障定位系统
CN102621512B (zh) 一种合并单元守时性能的动态模拟测试方法
CN103344821A (zh) 基于cvt内置低压电容的暂态过电压在线监测系统
CN202189094U (zh) 谐振接地电网脱谐度自动测量装置
CN103712551A (zh) 配电网变压器低压绕组变形在线监测装置及方法
CN104793039A (zh) 一种电力系统输电线路过电压的测量方法
CN103344911B (zh) 一种高压直流开关开断全过程状态辨识方法
CN109283385B (zh) 一种避雷器监测数据在线处理方法及系统
CN207557396U (zh) 一种适用于变频系统的小电流单相接地故障选线装置
CN202305704U (zh) 一种氧化锌避雷器运行状态监测装置
CN109001593B (zh) 一种配电网故障录波控制方法
CN203745590U (zh) 一种线路故障在线定位装置
CN105371742A (zh) 基于套管末屏脉冲信号注入法的变压器绕组变形检测装置及方法
CN103983890A (zh) 交流串扰对继电器影响产生的故障点查找方法和测试电路
CN204945352U (zh) 一种配电网故障指示器智能测试仪
CN206584034U (zh) 一种电子式电压互感器隔离开关分合测试装置
CN203848796U (zh) 配电网变压器低压绕组变形在线监测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination