CN110752672A - 低压配电网的故障报警系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压配电网的故障报警系统和方法。所述系统包括：高压侧线路数据控制模块、低压侧线路数据控制模块、智能配变终端和系统主站。本发明提供的技术方案，可以有效监测到低压配电网中所有线路的异常情况，实现了低压配电网全网数据的及时预警，保证了低压配电网安全有序运行。

Description

低压配电网的故障报警系统和方法

技术领域

本发明涉及电力监测技术领域，特别是涉及一种低压配电网的故障报警系统和方法。

背景技术

低压配电网是电力系统的重要组成部分，低压配电网能否安全的运行会对用户的生活、工作及生产造成直接的影响。及时发现低压配电网中存在的故障并采取有效措施是保证低压配电网安全有序运行的关键。

目前，对于低压配电网中故障的监测主要通过台区考核表或低压计量表进行间接反馈。针对上述现有低压配电网中故障监测的方法，面临下述问题：第一是由于低压配电网中10KV高压侧线路数据采集不足，从而导致无法有效监测到部分线路的异常和台区内各级故障事件；第二是缺乏有效的手段获取低压侧用户运行工况数据，现有的获取低压用户运行工况数据的方式是用过人工进行现场定位、区分并对运行工况数据进行现场监控采集，这种方式不仅造成了大量人力、物力的浪费，也无法做到及时有效的监控，在一定程度上，对于现场采集的人员也存在安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对无法有效监测到部分线路的异常和台区内各级故障事件、缺乏有效的手段获取低压侧用户运行工况数据的问题，提供一种低压配电网的故障报警系统和方法。

一种低压配电网的故障报警系统，其改进之处在于，所述方法包括：

高压侧线路数据控制模块、低压侧线路数据控制模块、智能配变终端和系统主站；

所述高压侧线路数据控制模块，用于采集低压配电网中的高压侧线路的电流信息、根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态、且将所述高压侧线路的故障状态发送至所述智能配变终端；

所述低压侧线路数据控制模块，用于采集低压配电网中的低压侧线路的电压信息、根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态、且将所述低压侧线路的故障状态发送至所述智能配变终端；

所述智能配变终端，用于根据所述高压侧线路数据控制模块发送的所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别，且根据所述低压侧线路数据控制模块发送的所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别；

所述系统主站，用于根据所述智能配变终端发送的所述高压侧线路的故障级别进行所述高压侧线路故障报警，且根据所述智能配变终端发送的所述低压侧线路的故障级别进行所述低压侧线路故障报警。

在其中一个实施例中，所述高压侧线路数据控制模块通过远距离无线电的通信方式与所述智能配变终端进行通信。

在其中一个实施例中，所述低压侧线路数据控制模块通过远距离无线电的通信方式与所述智能配变终端进行通信。

在其中一个实施例中，所述智能配变终端通过网线与所述系统主站连接。

一种低压配电网的故障报警方法，所述的方法包括：

S1：采集低压配电网中的高压侧线路的电流信息和所述低压配电网中的低压侧线路的电压信息；

S2：根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态，并根据所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别；

S3：根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态，并根据所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别；

S4：根据所述高压侧线路的故障级别进行所述高压侧线路故障报警；

S5：根据所述低压侧线路的故障级别进行所述低压侧线路故障报警。

在其中一个实施例中，所述S2中，根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态，包括：

在第一预设时间段内，所述高压侧线路的电流值下降至小于第一预设阈值时，则判断所述高压侧线路发生故障。

在其中一个实施例中，在所述第一预设时间段内，所述高压侧线路的电流值未下降至小于第一预设阈值时，则判断所述高压侧线路未发生故障。

在其中一个实施例中，所述S2中，根据所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别，包括：

当所述高压侧线路发生故障时，判断下降后的高压侧线路的电流值属于第i个预设的电流故障级别参考范围，则所述高压侧线路的故障级别为第i级故障；

其中，i∈[1,n]，n为预设的电流故障级别总数。

在其中一个实施例中，所述S3中，根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态，包括：

在第二预设时间段内，所述低压侧线路的电压值下降至小于第二预设阈值时，则判断所述低压侧线路发生故障。

在其中一个实施例中，在所述第二预设时间段内，所述低压侧线路的电压值未下降至小于第二预设阈值时，则判断所述低压侧线路未发生故障。

在其中一个实施例中，所述S3中，根据所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别，包括：

当所述低压侧线路发生故障时，判断下降后的低压侧线路的电压值属于第j个预设的电压故障级别参考范围，则所述低压侧线路的故障级别为第j级故障；

其中，j∈[1,m],m为预设的电压故障级别总数。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种低压配电网的故障报警系统，包括，高压侧线路数据控制模块、低压侧线路数据控制模块、智能配变终端和系统主站；所述高压侧线路数据控制模块，用于采集低压配电网中的高压侧线路的电流信息、根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态、且将所述高压侧线路的故障状态发送至所述智能配变终端；所述低压侧线路数据控制模块，用于采集低压配电网中的低压侧线路的电压信息、根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态、且将所述低压侧线路的故障状态发送至所述智能配变终端；所述智能配变终端，用于根据所述高压侧线路数据控制模块发送的所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别，且根据所述低压侧线路数据控制模块发送的所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别；所述系统主站，用于根据所述智能配变终端发送的所述高压侧线路的故障级别进行所述高压侧线路故障报警，且根据所述智能配变终端发送的所述低压侧线路的故障级别进行所述低压侧线路故障报警。基于本发明提供的技术方案，通过高压侧线路数据控制模块可以有效监测到低压配电网中高压侧线路的异常情况，通过低压侧线路数据控制模块可以有效监测到低压配电网中低压侧所有线路的异常情况，通过智能配变终端可以有效监测到台区内各级故障事件，利用系统主站可以进行实现及时预警，本发明提供的低压配电网的故障报警系统，实现了低压配电网全网数据的采集、监控和及时预警，保证了低压配电网安全有序运行。同时，数据采集和处理过程均为智能化，节省了大量人力物力，能够及时发现低压配电网中存在的故障。

附图说明

图1为本申请实施例1提供的一种低压配电网的故障报警系统的结构示意图；

图2为本申请实施例2提供的一种低压配电网的故障报警系统的结构示意图；

图3为本申请实施例3提供的一种低压配电网的故障报警方法的流程图。

附图标记说明：

高压侧线路数据控制模块10

低压侧线路数据控制模块20

智能配变终端30

系统主站40

低压侧线路数据采集模块210

低压侧线路数据处理模块220

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照先关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不局限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中使用的属于只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

本实施例提供一种低压配电网的故障报警系统，如图1所示，包括：

高压侧线路数据控制模块10、低压侧线路数据控制模块20、智能配变终端30和系统主站40；所述高压侧线路数据控制模块10通过远距离无线电(LoRa)的通信方式与所述智能配变终端30进行实时数据交互；所述低压侧线路数据控制模块20也是通过远距离无线电(LoRa)的通信方式与所述智能配变终端30进行实时数据交互；所述智能配变终端30通过网线与所述系统主站40连接；

所述网线包括但不局限于以太网、4G网或WIFI网。

所述高压侧线路数据控制模块10安装在变压器入线上，用于采集低压配电网中的高压侧线路的电流信息，在采集所述电流信息的同时，还可以采集到高压侧线路对地的电场信息，所述高压侧线路对地的电场信息可以用于其它电力场景分析；所述高压侧线路数据控制模块10还用于根据自身采集到的电流信息确定所述高压侧线路的故障状态，其中，所述高压侧线路的故障包括但不局限断相故障；所述高压侧线路数据控制模块10将高压侧线路的故障状态通过远距离无线电(LoRa)的通信方式发送至所述智能配变终端30，用以智能配变终端30后续对该数据的处理。

所述低压侧线路数据控制模块20可以安装在变压器出线上、各分支支路的分支箱处和/或表箱端，用于采集低压配电网中的低压侧线路的电压信息，在采集所述电压信息的同时，还可以采集到其它电气量信息，比如功率信息、电流信息等，所述其它电气量信息可以用于其它适应的电力场景分析；所述低压侧线路数据控制模块20还用于根据自身采集到的电压信息确定所述低压侧线路的故障状态，其中，所述低压侧线路的故障包括但不局限于断相、越限故障；所述低压侧线路数据控制模块20将低压侧线路的故障状态通过远距离无线电(LoRa)的通信方式发送至所述智能配变终端30，用以智能配变终端30后续对该数据的处理。

所述智能配变终端30安装在低压配电网的配电房中，用于根据所述高压侧线路数据控制模块10发送的所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别并将所述高压侧线路的故障级发送至系统主站40；所述智能配变终端30还用于根据所述低压侧线路数据控制模块20发送的所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别并将所述低压侧线路的故障级发送至系统主站40；所述智能配变终端30中预设有用于判定高压侧线路的故障级别的阈值和用于判定低压侧线路的故障级别的阈值，所述判定高压侧线路的故障级别的阈值和所述判定低压侧线路的故障级别的阈值均可依据实际需求进行设定，因此，上述阈值均可设定为故障预警阈值，用于对即将发生的故障进行故障预警；或将上述阈值设定为已经发生的故障监测阈值，用于及时发现线路的异常状态。

所述系统主站40，用于根据所述智能配变终端30发送的所述高压侧线路的故障级别进行所述高压侧线路故障报警，还可以用于根据所述智能配变终端30发送的所述低压侧线路的故障级别进行所述低压侧线路故障报警。

所述低压侧线路数据控制模块20采集低压配电网中的低压侧线路的电气量信息时，若台区内具备智能断路器，则所述低压侧线路数据控制模块20可以直接从智能断路器中获取相应线路的电气量信息；若台区内不具备智能断路器，则通过在该台区外加装电磁式电流互感器，并在所述低压侧线路数据控制模块20和所述智能配变终端30的交采口处连接电力线和电磁式电流互感器的二次侧线，以获取相应线路的电气量信息。所述智能断路器为带有通讯接口的断路器。

对于新上台区，可以在各线路的开关节点处加装智能断路器，以便所述低压侧线路数据控制模块20可以直接获取相应线路的电气量信息。

实施例2

本实施例提出的一种低压配电网的故障报警系统的具体实现方式与结构与实施1基本相同，不同之处可以为故障报警系统中设有实现对配电房内烟雾的监测和预警、对电缆沟水位的监测与预警、对配电房温度和湿度的监测与预警、对配电房开门状态的监测与预警，可以更好的实现对配电房环境的监测。

为实现本实施例中提到的上述功能，本实施例的低压配电网的故障报警系统中设有烟感装置、水位监测装置、温度传感器、湿度传感器和/或门磁感应监测装置；所述烟感装置、水位监测装置、温度传感器、湿度传感器和/或门磁感应监测装置均与智能配变终端30通过有线、无线或网关的形式进行通信。相应的，在所述智能配变终端30中预设有判定烟雾级别的阈值、判定水位级别的阈值、判断温度级别的阈值、判定湿度级别的阈值、判定开门状态级别的阈值。

其余部件的组成和功能均与实施例1相同，本实施例不再进行赘述。

实施例3

本实施例提出的一种低压配电网的故障报警系统的具体实现方式与结构与实施1基本相同，如图2所示，不同之处可以为低压侧线路数据控制模块20包括：

低压侧线路数据采集模块210和低压侧线路数据处理模块220；

所述低压侧线路数据采集模块通过RS485与所述低压侧线路数据处理模块进行通信。

所述低压侧线路数据采集模块210,用于采集低压配电网中低压侧线路的电压信息，并将所述低压配电网中低压侧线路的电压信息发送至所述低压侧线路数据处理模块220；

所述低压侧线路数据处理模块220，用于根据低压配电网中低压侧线路的电压信息确定所述低压配电网中低压侧线路的故障状态，并将所述低压配电网中低压侧线路的故障状态通过远距离无线电(LoRa)的通信方式发送至所述智能配变终端30。

实施例4

本实施例提供一种低压配电网的故障预警方法，如图3所示，包括：

S1：采集低压配电网中的高压侧线路的电流信息和所述低压配电网中的低压侧线路的电压信息；

S2：根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态，并根据所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别；

S3：根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态，并根据所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别；

S4：根据所述高压侧线路的故障级别进行所述高压侧线路故障报警；

S5：根据所述低压侧线路的故障级别进行所述低压侧线路故障报警。

在所述步骤S1采集到低压配电网中的高压侧线路的电流信息之后，需根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态，因此，所述步骤S2中，根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态，包括：

在第一预设时间段内，所述高压侧线路的电流值下降至小于第一预设阈值时，则判断所述高压侧线路发生或即将发生故障。

在所述第一预设时间段内，所述高压侧线路的电流值未下降至小于第一预设阈值时，则判断所述高压侧线路未发生故障或没有发生故障的可能性。

根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态之后，需根据所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别，因此，所述步骤S2中，根据所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别，包括：

当所述高压侧线路发生故障时，判断下降后的高压侧线路的电流值属于第i个预设的电流故障级别参考范围，则所述高压侧线路的故障级别为第i级故障；

其中，i∈[1,n]，n为预设的电流故障级别总数。

其中，所述第一预设时间段可设置为5分钟或其他合适时长。

采集到的低压配电网中的低压侧线路的电压信息之后，需根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态，因此，所述步骤S3中，根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态，包括：

在第二预设时间段内，所述低压侧线路的电压值下降至小于第二预设阈值时，则判断所述低压侧线路发生或即将发生故障。

在所述第二预设时间段内，所述低压侧线路的电压值未下降至小于第二预设阈值时，则判断所述低压侧线路未发生故障或没有发生故障的可能性。

根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态之后，需根据所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别，因此，所述步骤S3中，根据所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别，包括：

当所述低压侧线路发生故障时，判断下降后的低压侧线路的电压值属于第j个预设的电压故障级别参考范围，则所述低压侧线路的故障级别为第j级故障；

其中，j∈[1,m],m为预设的电压故障级别总数。

其中，所述第二预设时间段可设置为5分钟或其他合适时长。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种低压配电网的故障报警系统，其特征在于，所述系统包括：

高压侧线路数据控制模块(10)、低压侧线路数据控制模块(20)、智能配变终端(30)和系统主站(40)；

所述高压侧线路数据控制模块(10)，用于采集低压配电网中的高压侧线路的电流信息、根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态、且将所述高压侧线路的故障状态发送至所述智能配变终端(30)；

所述低压侧线路数据控制模块(20)，用于采集低压配电网中的低压侧线路的电压信息、根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态、且将所述低压侧线路的故障状态发送至所述智能配变终端(30)；

所述智能配变终端(30)，用于根据所述高压侧线路数据控制模块(10)发送的所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别，且根据所述低压侧线路数据控制模块(20)发送的所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别；

所述系统主站(40)，用于根据所述智能配变终端(30)发送的所述高压侧线路的故障级别进行所述高压侧线路故障报警，且根据所述智能配变终端(30)发送的所述低压侧线路的故障级别进行所述低压侧线路故障报警。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压侧线路数据控制模块(10)通过远距离无线电的通信方式与所述智能配变终端(30)进行通信。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低压侧线路数据控制模块(20)通过远距离无线电的通信方式与所述智能配变终端(30)进行通信。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能配变终端(30)通过网线与所述系统主站(40)连接。

5.一种低压配电网的故障报警方法，其特征在于，所述的方法包括：

S1：采集低压配电网中的高压侧线路的电流信息和所述低压配电网中的低压侧线路的电压信息；

S2：根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态，并根据所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别；

S3：根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态，并根据所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别；

S4：根据所述高压侧线路的故障级别进行所述高压侧线路故障报警；

S5：根据所述低压侧线路的故障级别进行所述低压侧线路故障报警。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S2中，根据所述电流信息确定所述高压侧线路的故障状态，包括：

在第一预设时间段内，所述高压侧线路的电流值下降至小于第一预设阈值时，则判断所述高压侧线路发生故障。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述第一预设时间段内，所述高压侧线路的电流值未下降至小于第一预设阈值时，则判断所述高压侧线路未发生故障。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S2中，根据所述高压侧线路的故障状态确定所述高压侧线路的故障级别，包括：

当所述高压侧线路发生故障时，判断下降后的高压侧线路的电流值属于第i个预设的电流故障级别参考范围，则所述高压侧线路的故障级别为第i级故障；

其中，i∈[1,n]，n为预设的电流故障级别总数。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S3中，根据所述电压信息确定所述低压侧线路的故障状态，包括：

在第二预设时间段内，所述低压侧线路的电压值下降至小于第二预设阈值时，则判断所述低压侧线路发生故障。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第二预设时间段内，所述低压侧线路的电压值未下降至小于第二预设阈值时，则判断所述低压侧线路未发生故障。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S3中，根据所述低压侧线路的故障状态确定所述低压侧线路的故障级别，包括：

当所述低压侧线路发生故障时，判断下降后的低压侧线路的电压值属于第j个预设的电压故障级别参考范围，则所述低压侧线路的故障级别为第j级故障；

其中，j∈[1,m],m为预设的电压故障级别总数。

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