CN111638469A - 一种基于dms系统的断线故障分析定位方法 - Google Patents

一种基于dms系统的断线故障分析定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种基于DMS系统的断线故障分析定位方法，包括：S1.设置线路智能开关的电压告警值；S2.判断线路智能开关的零序电压是否达到电压告警值，若是，采集线路智能开关的电压值及电流值，并执行步骤S3，否则，不作处理；S3.判断线路智能开关的电压值及电流值是否符合断线故障情况，若是，确定具体的断线故障相及故障类型，否则，线路智能开关发出线路接地故障告警；S4.结合线路实际拓扑连接关系，定位断线故障点，线路智能开关发出断线故障告警本发明提出的方法协助电网调度员快速判断断线故障相、故障类型及断线故障位置，提高配电网运行的稳定性。

Description

一种基于DMS系统的断线故障分析定位方法
技术领域
本发明涉及配电网断线故障分析的技术领域，更具体地，涉及一种基于DMS系统的断线故障分析定位方法。
背景技术
目前，配电网10kV系统的中性点接地方式包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电抗接地及小电阻接地等方式，其中，在小电阻接地的方式下，当发生单相接地或断线且电源侧接地的情况时，10kV系统能够通过零序电流动作切除故障。
配电管理系统(Distribution ManagementSystem，DMS)由一个开放式网络基础平台和运行在该平台之上的多个相对独立的应用子系统组成，可提供各种专业功能，帮助电网调度员增强对配电网的管理、提高配电网运行的自动化程度，但现在基于DMS系统所实现的故障告警仅对10kV母线零序电压或单个电压电流越限告警，在发生单相断线或断线且负荷侧接地的情况下时，10kV系统的保护装置不会跳闸，尤其断线故障点远离电源时，站内电压电流变化量不大，不足以发出告警，因此不能判断出断线或断线负荷侧接地情况故障，但这种情况对设备运行存在较大安全隐患，特别是断线且负荷侧接地而长时间不切除故障，容易导致跨步电压或接触电压危害人身安全。
综上所述，提出一种10kV线路断线或断线且负荷侧接地故障分析定位方法十分有必要。
发明内容
为解决现有10kV线路断线或断线且负荷侧接地故障无法判断分析的问题，本发明提出了一种基于DMS系统的断线故障分析定位方法，协助电网调度员快速判断断线故障相、故障类型及断线故障位置，提高配电网运行的稳定性。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种基于DMS系统的断线故障分析定位方法，包括：
S1.设置线路智能开关的电压告警值；
S2.判断线路智能开关的零序电压是否达到电压告警值，若是，采集线路智能开关的电压值及电流值，并执行步骤S3，否则，不作处理；
S3.判断线路智能开关的电压值及电流值是否符合断线故障情况，若是，确定断线故障相及故障类型，否则，线路智能开关发出线路接地故障告警；
S4.结合线路实际拓扑连接关系，定位断线故障点，线路智能开关发出断线故障告警。
因零序电压值的变化是接地故障的直接表征，在线路智能开关的零序电压达到电压告警值时，若判断线路智能开关的电压值及电流值不符合断线故障情况，则判定线路发生接地故障，从另一个侧面，步骤S2与步骤S3也共同组成了判别接地故障的过程。
优选地，步骤S1所述线路智能开关的电压告警值通过DMS系统设置。DMS系统可提供各种专业功能，帮助电网调度员增强对配电网的管理，提高配电网运行的自动化程度，在此，线路智能开关的电压告警值通过DMS系统设置。
优选地，所述线路智能开关包括母线线路智能开关及支线线路智能开关，当线路智能开关的零序电压达到电压告警值时，线路智能开关将发出初步告警，若仅单个线路智能开关发出告警，调度人员在接收到告警信息后开展排查工作。
在此，因为配电线路中设有母线线路智能开关及支线线路智能开关，即线路智能开关不止一个，所以当线路智能开关的零序电压达到电压告警值时，不会仅有一个智能开关告警，若线路中仅单个线路智能开关发出告警，则一般出现了遥测数据异常或其它紧急情况，调度人员在接收到告警信息后开展排查工作。
优选地，步骤S2所述线路智能开关的电压值及电流值分别通过电压互感器及电流互感器采集。
优选地，步骤S3所述的断线故障情况包括电源侧断线类及负荷侧断线类，当发生断线故障情况时，线路智能开关的断线相电压值符合断线故障的电压判断标准，母线线路智能开关的断线相x的电流值减小且满足：
Ix＜min{Iy,Iz}
其中，Ix表示母线线路智能开关的断线相x电流值，Ix,Iy分别表示相别x与相别y的电流值，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别；支线线路智能开关的断线相x的电流值为0。
优选地，所述断线故障的电压判断标准包括断线相电压故障标准、断线且负荷侧接地故障相电压标准及断线且电源侧接地故障相电压标准；故障类型包括：断线、断线且负荷侧接地、断线且电源侧接地；
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000031
在负荷侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000032
则相别x发生了断线故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
所述断线且负荷侧接地故障相的电压判断标准为：
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000033
在负荷侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000034
则相别x发生了断线且负荷侧接地故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
所述断线且电源侧接地故障相的电压判断标准为：
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000041
在负荷侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000042
则相别x发生了断线且电源侧接地故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
其中，故障类型中断线、断线且负荷侧接地均属于负荷侧断线类，断线且电源侧接地属于电源侧断线类。
优选地，步骤S4所述的断线故障点定位的过程包括：
A.根据采集的线路智能开关电压值及电流值的情况，将线路智能开关划分为电源侧断线类及负荷侧断线类；
B.分别确定电源侧断线类线路智能开关及负荷侧短线类线路智能开关在线路中的实际拓扑连接关系；
C.判定断线故障点在电源侧断线类线路智能开关与负荷侧断线类线路智能开关之间。
在此，由于负序电流的流向与线路电流的流向相反，因为单相断线故障的电流沿线路流向电源，因此，当线路某一点发生断线故障时，断线故障点在电源侧断线类智能开关与负荷侧断线类智能开关之间。
优选地，若线路智能开关均为电源侧断线类，断线故障点在符合电源侧断线类且相电流值为0的最后一级支线线路智能开关的后段。
优选地，步骤S4所述的线路智能开关发出断线故障告警包括断线故障相及故障类型告警及断线故障点告警。
优选地，所述基于DMS系统的断线故障分析定位方法能应用于10kV电压等级的配电线路。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种基于DMS系统的断线故障分析定位方法，通过采集并判断线路智能开关的电压值及电流值符合的断线故障情况，确定具体的断线故障相及故障类型；结合线路实际拓扑连接关系，定位断线故障点，线路智能开关发出断线故障告警，克服现有10kV线路断线或断线且负荷侧接地故障无法判断分析的难题，协助电网调度员快速判断断线故障相、故障类型及断线故障位置，提高配电网运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明提出的基于DMS系统的断线故障分析定位方法的流程示意图。
图2为本发明实施例中提出的10kV配电线路的实际拓扑连接关系图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本发明提出的基于DMS系统的断线故障分析定位方法的流程示意图，参见图1，所述方法包括以下步骤：
一种基于DMS系统的断线故障分析定位方法，包括：
S1.设置线路智能开关的电压告警值；在本实施例中，线路智能开关的电压告警值通过DMS系统设置。
S2.判断线路智能开关的零序电压是否达到电压告警值，若是，采集线路智能开关的电压值及电流值，并执行步骤S3，否则，不作处理；在实际实施时，线路智能开关包括母线线路智能开关及支线线路智能开关，当线路智能开关的零序电压达到电压告警值时，线路智能开关将发出初步告警，若仅单个线路智能开关发出告警，调度人员在接收到告警信息后开展排查工作。因为配电线路中设有母线线路智能开关及支线线路智能开关，即线路智能开关不止一个，所以当线路智能开关的零序电压达到电压告警值时，不会仅有一个智能开关告警，若线路中仅单个线路智能开关发出告警，则一般出现了遥测数据异常或其它紧急情况，调度人员在接收到告警信息后开展排查工作。
S3.判断线路智能开关的电压值及电流值是否符合断线故障情况，若是，确定断线故障相及故障类型，否则，线路智能开关发出线路接地故障告警；在本实施例中，断线故障情况包括电源侧断线类及负荷侧断线类，当发生断线故障情况时，线路智能开关的断线相电压值符合断线故障的电压判断标准，母线线路智能开关的断线相x的电流值减小且满足：
Ix＜min{Iy,Iz}
其中，Ix表示母线线路智能开关的断线相x电流值，Ix,Iy分别表示相别x与相别y的电流值，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别；支线线路智能开关的断线相x的电流值为0。
优选地，所述断线故障的电压判断标准包括断线相电压故障标准、断线且负荷侧接地故障相电压标准及断线且电源侧接地故障相电压标准；故障类型包括：断线、断线且负荷侧接地、断线且电源侧接地；
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000061
在负荷侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000062
则相别x发生了断线故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
所述断线且负荷侧接地故障相的电压判断标准为：
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000071
在负荷侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000072
则相别x发生了断线且负荷侧接地故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
所述断线且电源侧接地故障相的电压判断标准为：
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000073
在负荷侧的电压值满足：
Figure BDA0002458254120000074
则相别x发生了断线且电源侧接地故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
其中，故障类型中断线、断线且负荷侧接地均属于负荷侧断线类，断线且电源侧接地属于电源侧断线类。
S4.结合线路实际拓扑连接关系，定位断线故障点，线路智能开关发出断线故障告警；断线故障点定位的过程包括：
A.根据采集的线路智能开关电压值及电流值的情况，将线路智能开关划分为电源侧断线类及负荷侧断线类；
B.分别确定电源侧断线类线路智能开关及负荷侧短线类线路智能开关在线路中的实际拓扑连接关系；
C.判定断线故障点在电源侧断线类线路智能开关与负荷侧断线类线路智能开关之间。
如图2所示的10kV配电线路的实际拓扑连接关系图，参见图2，10kV母线通过站内开关F1及站内开关F2分别连接支线L1及支线L2，通过线路智能开关K1的电压值及电流值判断出线路智能开关K1符合电源侧断线类断线故障情况，通过线路智能开关K2、线路智能开关K5及线路智能开关K6的电压值及电流值判断出线路智能开关K2、线路智能开关K5及线路智能开关K6均符合负荷侧断线类断线故障情况，因此在线路智能开关K1与线路智能开关K2、线路智能开关K5及线路智能开关K6存在一个断线故障点，即故障点1，而若线路智能开关均为电源侧断线类，断线故障点在符合电源侧断线类且相电流值为0的最后一级支线线路智能开关的后段，参见图2，通过线路智能开关K1、线路智能开关K2及线路智能开关K7的电压值及电流值判断出三者均为电源侧断线类智能开关，则断线故障点为最后一级线路智能开关K7的后段，即故障点2。
在本实施例中，步骤S4所述的线路智能开关发出断线故障告警包括断线故障相、故障类型告警及断线故障点告警，提醒电网调度员快速处理故障。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，包括：
S1.设置线路智能开关的电压告警值；
S2.判断线路智能开关的零序电压是否达到电压告警值，若是，采集线路智能开关的电压值及电流值，并执行步骤S3，否则，不作处理；
S3.判断线路智能开关的电压值及电流值是否符合断线故障情况，若是，确定断线故障相及故障类型，否则，线路智能开关发出线路接地故障告警；
S4.结合线路实际拓扑连接关系，定位断线故障点，线路智能开关发出断线故障告警。
2.根据权利要求1所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，步骤S1所述线路智能开关的电压告警值通过DMS系统设置。
3.根据权利要求1所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，所述线路智能开关包括母线线路智能开关及支线线路智能开关，当线路智能开关的零序电压达到电压告警值时，线路智能开关将发出初步告警，若仅单个线路智能开关发出告警，调度人员在接收到告警信息后开展排查工作。
4.根据权利要求1所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，步骤S2所述线路智能开关的电压值及电流值分别通过电压互感器及电流互感器采集。
5.根据权利要求3所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，步骤S3所述的断线故障情况包括电源侧断线类及负荷侧断线类，当发生断线故障情况时，线路智能开关的断线相电压值符合断线故障的电压判断标准，母线线路智能开关的断线相x的电流值减小且满足：
Ix＜min{Iy,Iz}
其中，Ix表示母线线路智能开关的断线相x电流值，Ix,Iy分别表示相别x与相别y的电流值，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别；支线线路智能开关的断线相x的电流值为0。
6.根据权利要求5所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，所述断线故障的电压判断标准包括断线相电压故障标准、断线且负荷侧接地故障相电压标准及断线且电源侧接地故障相电压标准；故障类型包括：断线、断线且负荷侧接地、断线且电源侧接地；
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure FDA0002458254110000021
在负荷侧的电压值满足：
Figure FDA0002458254110000022
则相别x发生了断线故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
所述断线且负荷侧接地故障相的电压判断标准为：
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure FDA0002458254110000023
在负荷侧的电压值满足：
Figure FDA0002458254110000024
则相别x发生了断线且负荷侧接地故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
所述断线且电源侧接地故障相的电压判断标准为：
若相别x在电源侧的电压值满足：
Figure FDA0002458254110000031
在负荷侧的电压值满足：
Figure FDA0002458254110000032
则相别x发生了断线且电源侧接地故障，其中，x为线路A、B、C三相中的任意一相，y为线路A、B、C三相中不同于x取的一个相别，z为线路A、B、C三相中不同于x及y取的另一个相别，Ux表示x相相电压值，Uy表示y相相电压值，Uz表示z相相电压值，U相表示正常相电压值，U0表示零序电压值；
其中，故障类型中断线、断线且负荷侧接地均属于负荷侧断线类，断线且电源侧接地属于电源侧断线类。
7.根据权利要求6所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，步骤S4所述的断线故障点定位的过程包括：
A.根据采集的线路智能开关电压值及电流值的情况，将线路智能开关划分为电源侧断线类及负荷侧断线类；
B.分别确定电源侧断线类线路智能开关及负荷侧短线类线路智能开关在线路中的实际拓扑连接关系；
C.判定断线故障点在电源侧断线类线路智能开关与负荷侧断线类线路智能开关之间。
8.根据权利要求7所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，若线路智能开关均为电源侧断线类，断线故障点在符合电源侧断线类且相电流值为0的最后一级支线线路智能开关的后段。
9.根据权利要求8所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，步骤S4所述的线路智能开关发出断线故障告警包括断线故障相及故障类型告警及断线故障点告警。
10.根据权利要求9所述的基于DMS系统的断线故障分析定位方法，其特征在于，所述基于DMS系统的断线故障分析定位方法能应用于10kV电压等级的配电线路。
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