CN111781464A - 用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统及方法。系统包括待测电路和配电主站，分段断路器预先设置电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能；出口断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能。选线装置在定位时，先指令消弧线圈进行补偿动作，再指令小电阻接地。出口断路器在零序电流大于预设值时，执行跳闸动作并执行重合闸动作；分段断路器，用于向配电主站发送自身状态；配电主站，用于接收目标分段断路器的状态，并根据第一分段断路器的位置和第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置。本申请设置出口断路器的重合闸功能，结合分段断路器的机械特性，实现接地故障的迅速隔离，并精准定位接地故障位置。

Description

用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统及方法

技术领域

本申请涉及电气技术领域，特别涉及用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统及方法。

背景技术

电力传输系统的一般传输过程为发电机进行发电，发出的电经过变压器进行升压或降压后，传输到主干馈线上，再由主干馈线分散到分支馈线上，直至传输到用户端。为了保证电力传输的可靠性，可以对变压器的中性点采用消弧线圈和小电阻接地的方式来提高电力传输系统的可靠性。

如图1所示，为现有技术中消弧线圈和小电阻接地电网的电路结构示意图。待测电路1为电力传输系统中的一部分；待测电路1包括小电阻18、消弧线圈19、选线装置11、母线10、主干馈线(如图中示出的主干馈线121和主干馈线122)和分支馈线(如图中示出的分支馈线131和分支馈线132)；母线10与主干馈线连接，分支馈线与主干馈线2连接；选线装置11可连接一条或多条主干馈线，每一主干馈线可以连接一条或多条分支馈线。其中，选线装置11设置于变压器14附近。以主干馈线121为例，主干馈线121距离选线装置11较近的一端为主干馈线121的首端，相反的，主干馈线121距离选线装置11较远的一端为主干馈线的末端。每条主干馈线设置有一个出口断路器15，出口断路器15靠近主干馈线的首端设置。在出口断路器与主管馈线的末端之间设置有多个分段断路器(例如图1中示出的分段断路器161、分段断路器162、分段断路器163)。消弧线圈19和小电阻18并联于接地装置连接点(如图中示出的C点)和接地点(如图中示出的D点)之间；接地装置连接点(如图中示出的C点)位于选线装置11与出口断路器15之间；分支馈线与主干馈线121通过分支连接点(如图1示出的A点或B点)相连接；分支连接点(A点或B点)设置在出口断路器15和主干馈线121的末端之间(不包括出口断路器处和主干馈线的末端处)；分支断路器以分支连接点(A点或B点)为首端，相反的，分支断路器的另一端为末端，每一分支馈线上设置有至少一个分支断路器(如图中示出的分支断路器171或分支断路器172)。由于消弧线圈和小电阻接地电网的电力传输系统是庞大且复杂的，因此，在该电力传输系统中，容易发生故障。其中，馈线发生接地故障是消弧线圈和小电阻接地电网的电力传输系统故障中主要的故障类型之一，一旦发生接地故障，需要尽快找到接地故障的位置，对接地故障进行修复，从而恢复正常的供电。

目前，如果消弧线圈和小电阻接地电网的电力传输系统中出现接地故障，通常先由出口断路器执行跳闸动作，切断故障线路，再由运维人员在可能发生故障的区域内逐条排查，直至找到接地故障的位置。由于消弧线圈和小电阻接地电网的电力传输系统结构复杂，支线众多，因此，这种以人为判断为主的接地故障定位方法，效率低下，甚至存在找不到接地故障位置的可能性。

基于此，目前亟需用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位方法，用于解决现有技术中对接地故障进行定位，效率偏低的问题。

发明内容

本申请提供了用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统及方法，可用于解决现有技术中对接地故障进行定位，效率偏低的问题。

第一方面，本申请提供了用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统，所述系统包括待测电路和配电主站，所述待测电路包括消弧线圈、小电阻、选线装置、母线以及主干馈线；所述选线装置与所述母线相连；所述主干馈线与所述母线连接，所述主干馈线上设置有出口断路器和分段断路器；所述分段断路器设置于所述出口断路器与所述主干馈线的末端之间；所述消弧线圈和所述小电阻并联于接地装置连接点和接地点之间；所述接地装置连接点位于母线上；所述配电主站通过网络与所述分段断路器连接；所述分段断路器预先设置电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能；所述出口断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能；

所述选线装置，用于采集所述母线的零序电压，判断所述零序电压是否大于预设值，如果所述零序电压大于预设值，则向所述消弧线圈发出启动补偿动作指令；

所述消弧线圈，用于接收所述启动补偿动作指令后，执行补偿动作；

所述选线装置，还用于预设补偿时间段后，再次采集所述待测电路母线侧的零序电压，判断所述零序电压是否大于预设值，如果所述零序电压大于预设值，向所述消弧线圈发出停止补偿动作指令，以及向小电阻发出启动接地动作指令；所述消弧线圈，用于接收所述停止补偿动作指令后，停止补偿动作；

所述小电阻，用于所述启动接地动作指令后，在预设接地时间段内执行接地动作；

所述出口断路器，用于所述小电阻执行接地动作后，判断自身连接的主干馈线的零序电流是否大于预设值，如果所述零序电流大于预设值，则执行跳闸动作；以及，在预设重合闸时间段后得电，执行重合闸动作；

所述分段断路器，用于在所述出口断路器重合闸后，根据所述电压时间型馈线自动化功能、所述合到零压分闸功能以及所述闭锁合闸功能，执行对应的动作后，向所述配电主站发送自身状态；

所述配电主站，用于接收所述分段断路器的状态，判断是否存在处于合到零压分闸状态和闭锁合闸状态的第一分段断路器，如果存在所述第一分段断路器，则确定所述第一分段断路器的位置，以及确定处于残压闭锁状态的第二分段断路器，并确定所述第二分段断路器的位置；以及根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述系统还包括分支馈线；所述分支馈线通过分支连接点与所述主干馈线相连接，所述分支连接点位于所述出口断路器和所述主干馈线末端之间；所述分支馈线上设置有分支断路器；所述配电主站通过网络与所述分支断路器连接；所述分支断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能；

所述分支断路器，用于执行稳态零序过流Ⅰ段保护后，向所述配电主站发送自身状态；

所述配电主站，还用于采集所述分支断路器的状态，判断是否存在处于稳态零序过流Ⅰ段保护状态的第一分支断路器，如果存所述在所述第一分支断路器，则确定所述第一分支断路器的位置，以及根据所述第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置；所述目标分支断路器为执行重合闸动作的出口断路器对应的分支馈线上的分支断路器。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述配电主站还用于：

如果不存在所述第一分段断路器且不存在所述第一分支断路器，则发出启动其他接地故障定位方式的指令。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，根据所述第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置，通过以下步骤得到：

根据所述第一分支断路器的位置，确定所述接地故障位于所述第一分支断路器与所述分支馈线的末端之间的区域内。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述配电主站根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置，通过以下步骤得到：

根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定所述接地故障位于所述第一分段断路器与所述第二分段断路器之间的区域内。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述预设接地时间段为100秒。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述电压时间型馈线自动化功能中预设得电延时合闸时间段为7秒，预设得电保持时间段为5秒，预设失压延时分闸时间段0.5秒。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述预设补偿时间段为大于或等于3秒且小于或等于10秒。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述预设重合闸时间段为大于或等于1秒且小于或等于10秒。

第二方面，本申请提供了用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位方法，其特征在于，所述方法应用在用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障系统中；所述系统包括待测电路和配电主站，所述待测电路包括消弧线圈、小电阻、选线装置、母线以及主干馈线；所述选线装置与所述母线相连；所述主干馈线与所述母线连接，所述主干馈线上设置有出口断路器和分段断路器；所述分段断路器设置于所述出口断路器与所述主干馈线的末端之间；所述消弧线圈和所述小电阻并联于接地装置连接点和接地点之间；所述接地装置连接点位于母线上；所述配电主站通过网络与所述分段断路器连接；所述分段断路器预先设置电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能；所述出口断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能；所述方法包括：

所述选线装置采集所述母线的零序电压；

所述选线装置判断所述零序电压是否大于预设值；

所述选线装置如果判断所述零序电压大于预设值，则向所述消弧线圈发出启动补偿动作指令；

所述消弧线圈接收所述启动补偿动作指令后，执行补偿动作；

所述选线装置再次采集所述待测电路母线侧的零序电压，判断所述零序电压是否大于预设值；

所述选线装置如果判断所述零序电压大于预设值，向所述消弧线圈发出停止补偿动作指令，以及向小电阻发出启动接地动作指令；

所述消弧线圈接收所述停止补偿动作指令后，停止补偿动作；

所述小电阻在所述启动接地动作指令后，在预设接地时间段内执行接地动作；

所述出口断路器在所述小电阻执行接地动作后，判断自身连接的主干馈线的零序电流是否大于预设值；

所述出口断路器如果判断确定所述零序电流大于预设值，则执行跳闸动作；

所述出口断路器在预设重合闸时间段后得电，执行重合闸动作；

所述分段断路器在所述出口断路器重合闸后，根据所述电压时间型馈线自动化功能、所述合到零压分闸功能以及所述闭锁合闸功能，执行对应的动作后，向所述配电主站发送自身状态；

所述配电主站接收所述分段断路器的状态；

所述配电主站判断是否存在处于合到零压分闸状态和闭锁合闸状态的第一分段断路器；

所述配电主站如果判断存在所述第一分段断路器，则确定所述第一分段断路器的位置，以及确定处于残压闭锁状态的第二分段断路器，并确定所述第二分段断路器的位置；

所述配电主站根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述系统还包括分支馈线；所述分支馈线通过分支连接点与所述主干馈线相连接，所述分支连接点位于所述出口断路器和所述主干馈线末端之间；所述分支馈线上设置有分支断路器；所述配电主站通过网络与所述分支断路器连接；所述分支断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能；

所述分支断路器，用于执行稳态零序过流Ⅰ段保护后，向所述配电主站发送自身状态；

所述配电主站，还用于采集所述分支断路器的状态，判断是否存在处于稳态零序过流Ⅰ段保护状态的第一分支断路器，如果存所述在所述第一分支断路器，则确定所述第一分支断路器的位置，以及根据所述第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置；所述目标分支断路器为执行重合闸动作的出口断路器对应的分支馈线上的分支断路器。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述配电主站还用于：

如果不存在所述第一分段断路器且不存在所述第一分支断路器，则发出启动其他接地故障定位方式的指令。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，根据所述第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置，通过以下步骤得到：

根据所述第一分支断路器的位置，确定所述接地故障位于所述第一分支断路器与所述分支馈线的末端之间的区域内。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述配电主站根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置，通过以下步骤得到：

根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定所述接地故障位于所述第一分段断路器与所述第二分段断路器之间的区域内。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述预设接地时间段为100秒。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述电压时间型馈线自动化功能中预设得电延时合闸时间段为7秒，预设得电保持时间段为5秒，预设失压延时分闸时间段0.5秒。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述预设补偿时间段为大于或等于3秒且小于或等于10秒。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述预设重合闸时间段为大于或等于1秒且小于或等于10秒。

本申请设置出口断路器的重合闸功能，结合分段断路器的机械特性，实现接地故障的迅速隔离，并精准定位接地故障位置。本申请在实现对接地故障的定位功能前，需要对待测电路进行的变动有限，在最大程度上利用了待测电路中元器件原本已有的功能，本申请的方案经济有效，可以实现大范围的推广。

附图说明

图1为现有技术中消弧线圈和小电阻接地电网的电路结构示意图；

图2为本申请实施例提供的用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统图；

图3为本申请实施例提供的一种发生了接地故障的故障定位系统结构图；

图4为本申请实施例提供的另一种发生了接地故障的故障定位系统结构图；

图5为本申请实施例提供的用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位方法流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

如图2所示，为本申请实施例提供的用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统图。从图2中可以看到，该系统包括待测电路1和配电主站2，待测电路1包括小电阻18、消弧线圈19、选线装置11、母线10以及主干馈线。

选线装置11与母线10相连。同时选线装置11还连接多个主干馈线。

母线10与主干馈线(如图2中示出的主干馈线121和主干馈线122)连接。

主干馈线上设置有出口断路器15和分段断路器，

以主干馈线121为例进行说明，分段断路器设置于出口断路器15与主干馈线121的末端之间。从图2中可以看到，主干馈线121上从出口断路器15至主干馈线121的末端分布有多个分段断路器，例如图2中示出的分段断路器161、分段断路器162、分段断路器163……这些分段断路器将主干馈线121分成多个部分。

由于主干馈线的结构相似，此处不再赘述。

消弧线圈19和小电阻18并联于接地装置连接点C和接地点D之间，接地装置连接点C位于母线上。

配电主站2通过网络与分段断路器连接。

该系统还包括分支馈线。分支馈线通过分支连接点与主干馈线121相连接。分支连接点位于出口断路器15和主干馈线121末端之间。具体地，主干馈线121上从出口断路器15至主干馈线121的末端之间(不包括出口断路器15处和主干馈线121的末端处)分布有多个分支连接点(如图2中示出的A点和B点)。每个分支连接点对应连接分支馈线，例如图2中的分支连接点A连接分支馈线131，分支连接点B连接分支馈线132。

分支馈线上设置有分支断路器。每个分支馈线上，至少设置了一个分支断路器，例如图2中的分支馈线131上设置有分支断路器171，分支馈线132上设置有分支断路器172。

配电主站2通过网络与分支断路器连接。

下面详细描述本申请实施例中故障定位系统的工作流程。

选线装置11，用于采集待测电路1中母线10的零序电压，判断零序电压是否大于预设值，如果零序电压大于预设值，则向消弧线圈19发出启动补偿动作指令。

具体的，如果零序电压小于预设值，则此时待测电路1运行正常，选线装置保持当前状态，不需要进行动作。

消弧线圈19，用于接收启动执行补充动作的指令后，执行补偿动作。

本申请实施例中，预设补偿时间段为大于等于3秒且小于等于10秒。

选线装置11，还用于预设补偿时间段后，再次采集母线10的零序电压，判断零序电压是否大于预设值，如果零序电压大于预设值，向消弧线圈19发出停止补偿动作指令，以及向小电阻18发出启动接地动作指令。

具体的，在电网中一些故障通过消弧线圈19的补偿动作即可消除，如果消弧线圈19的补偿动作不能消除故障，那么选线装置11再次采集待测电路1母线侧的零序电压仍然大于零，接地故障定位系统开始进行接地故障的定位。由于此刻消弧线圈19的补偿动作已经不起作用，因此选线装置11向消弧线圈19发出停止补偿动作指令，并向小电阻18发出启动接地动作指令。

消弧线圈19，用于接收停止补偿动作指令后，停止补偿动作。

小电阻18，用于启动接地动作指令后，在预设接地时间段内执行接地动作。

具体的，预设接地时间段为100秒，

如果待测电路中发生了接地故障，接地故障处和小电阻18处因为都接地，形成了回路。待测电路1中检测的电流信号、电压信号在回路中被放大，可以更容易被检测到。

出口断路器，用于小电阻18执行接地动作后，判断自身连接的主干馈线的零序电流是否大于预设值，如果零序电流大于预设值，则执行跳闸动作。

具体的，出口断路器15预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能，因此出口断路器15在主干馈线121没有发生接地故障的情况下，检测到的零序电流为零。如果主干馈线121发生了故障，检测到的零序电流大于零，则出口断路器15执行跳闸动作。如果出口断路器15判断自身连接的主干馈线121的零序电流为零，则出口断路器保持当前状态，不执行跳闸动作。

需要说明的是，预先设置的出口断路器15的稳态零序过流Ⅰ段保护功能的动作时间为大于或等于0.4秒且小于或等于0.8秒。

由于出口断路器15执行了跳闸动作，则出口断路器15对应连接的主干馈线121失电，对应的主干馈线121上的分段断路器，例如图2中示出的分段断路器161、分段断路器162、分段断路器163……对应失电分闸。

出口断路器15在预设重合闸时间段后得电，执行重合闸动作。

本申请实施例中，出口断路器15可以提前设定预设重合闸时间段，一般预设重合闸时间段大于或等于1秒且小于或等于10秒。经过了预设重合闸时间段后，出口断路器15会自动执行重合闸动作。

出口断路器15自动执行重合闸动作后，出口断路器15对应的主干馈线121重新得电。

在出口断路器15执行重合闸动作后，对于与该出口断路器15相对应的分段断路器(即图2中示出的分段断路器161、分段断路器162和分段断路器163)而言，根据电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能，执行对应的动作后，向配电主站发送自身状态。

需要说明的是，待测电路1中存在多个分段断路器，只有受到接地故障影响的分段断路器才会执行本申请实施例中相应的动作

具体的，每个分段断路器预先设置电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能。

其中，电压时间型馈线自动化功能中，预设得电延时合闸时间段为7秒，即分段断路器在得电后延时7秒再进行合闸动作；预设得电保持时间段为5秒，即分段断路器在得电后自行保持得电状态5秒；预设失压延时分闸时间段0.5秒，即分段断路器在失压状态下过0.5秒再进行分闸动作。分段断路器的合到零压分闸功能，使得分段断路器在合闸后，如果处于零压状态，则会自行进行分闸动作。分段断路器如果执行闭锁合闸功能，则能够使得附近的馈线处于隔离状态。

出口断路器15重新得电后，由于分段断路器预先设置电压时间型馈线自动化功能，因此，分段断路器按照从主干馈线121首端至末端的顺序依次经过预设得电延时合闸时间段后执行合闸动作。

具体地，如图2所示，分段断路器分别按照分段断路器161、分段断路器162、分段断路器163……的顺序依次合闸。每当有一个分段断路器执行合闸动作后，所有的已执行合闸动作的分段断路器进行零序电压的检测。

如果最新执行合闸动作的分段断路器检测得到的零序电压为零，顺着主干馈线121从首端至末端顺序的下一个分段断路器继续执行合闸动作。

如果最新执行合闸动作的分段断路器检测到大于零的零序电压，最新执行合闸动作的分段断路器执行合到零压分闸动作和闭锁合闸动作，保持合到零压分闸状态和闭锁合闸状态，并且将自身的合到零压分闸状态和闭锁合闸状态上传至配电主站2。顺着主干馈线121从首端至末端顺序的下一个分段断路器在预设得电延时合闸时间段内利用残压执行残压闭锁动作，保持残压闭锁状态，并且将自身的残压闭锁状态上传至配电主站2。

举个例子，如图2所示，分段断路器161执行合闸动作后，因为目前只有分段断路器161合闸，所以分段断路器161进行零序电压的检测。如果零序电压为零，则分段断路器162继续执行合闸动作。如果零序电压大于零，则分段断路器161执行合到零压分闸动作和闭锁合闸动作，保持合到零压分闸状态和闭锁合闸状态，并且将自身的合到零压分闸状态和闭锁合闸状态上传至配电主站2。分段断路器161的下一个分段断路器162在预设得电延时合闸时间段内利用残压执行残压闭锁动作，保持残压闭锁状态，并且将自身的残压闭锁状态上传至配电主站2。

需要说明的是，分段断路器161执行合到零压分闸动作和闭锁合闸动作，分段断路器162在预设得电延时合闸时间段内执行残压闭锁动作，相当于将接地故障隔离在待测电路1外，电网中其他地方在传输的电压不会再次受到接地故障的影响，进而避免了接地故障位置附近的分段断路器或者其他元件误动作的可能性，同时也保证配电主站2采集信息的准确性。

本申请实施例中，分段断路器预先设定的可以检测得到的分段断路器零序电压的值设置为大于或等于18V且小于或等于20V，在数值上小于选线装置11可以检测得到的出口断路器15的零序电压值。这种设置方式，是为了防止在分段断路器动作前，选线装置11发出跳闸指令将整个主干馈线121断开。

需要说明的是，只有当接地故障的位置在主干馈线121上或者接地故障发生在分支连接点至分支连接点对应的分支断路器之间，目标分段断路器才会受到接地故障的影响，执行相应动作，否则，不会执行相应动作。

接地故障的位置除了可能发生在主干馈线121上或者接地故障发生在分支连接点至分支连接点对应的分支断路器之间，也可能发生在分支断路器和分支断路器对应的分支馈线的末端之间。

如图2所示，如果接地故障发生在分支断路器171和分支馈线131的末端之间，则出口断路器15以及出口断路器15对应的分段断路器(如图2中示出的分段断路器161、分段断路器162和分段短路器163)均没有动作，此时，会受到接地故障影响，出现动作的是分支断路器131。

下面以分支断路器131为例，进行说明。

本申请实施例中，分支断路器131预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能。

分支断路器131用于执行稳态零序过流Ⅰ段保护后，向配电主站发送自身状态。

具体的，分支断路器131在所连接的分支馈线没有发生接地故障的情况下，检测到的零序电流为零，如果分支断路器131所连接的分支馈线发生了接地故障，检测到的零序电流大于零，则分支馈线执行跳闸动作。

需要进一步说明的是，预先设置的分支断路器的稳态零序过流Ⅰ段保护功能的动作时间为大于或等于0秒且小于或等于0.2秒。分支断路器的稳态零序过流Ⅰ段保护功能的最大动作时间小于出口断路器的稳态零序过流Ⅰ段保护功能的最小动作时间。因此在出口断路器15检测到零序电流之前，分支断路器已经执行了分闸动作，并完成对接地故障的隔离。这种设置方式，可以防止出口断路器在分支断路器之前动作，从而导致主干馈线失电。

由于分段断路器和分支断路器都通过网络与配电主站相连接，并且分段断路器和分支断路器均将动作后保持的状态发送至配电主站，因此接地故障的定位由配电主站完成。

配电主站2，用于接收目标分段断路器的状态，判断是否存在处于合到零压分闸状态和闭锁合闸状态的第一分段断路器，如果存在第一分段断路器，则确定第一分段断路器的位置，以及确定处于残压闭锁状态的第二分段断路器，并确定第二分段断路器的位置；以及根据第一分段断路器的位置和第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置。

具体的，配电主站2可以根据第一分段断路器的位置和第二分段断路器的位置，确定接地故障位于第一分段断路器与第二分段断路器之间的区域内。

需要说明的是，本申请实施例所指的第一分段断路器与第二分段断路器之间的区域，不仅仅包括第一分段断路器和第二分段断路器之间的主干馈线121，还包括与第一分段断路器和第二分段断路器之间的主干馈线121，相连接的分支连接点至分支连接点对应的分支馈线上第一个分支断路器之间的区域。

以图2为例，如果分段断路器161为第一分段断路器，分段断路器162位第二分段断路器，那么第一分段断路器与第二分段断路器之间的区域，不仅仅包括分段断路器161至分段短路器162之间的主干馈线，还包括分支连接点A至分支断路器171之间的区域。

本申请实施例中，配电主站还用于接收分支断路器的状态，判断是否存在处于稳态零序过流Ⅰ段保护状态的第一分支断路器，如果存在第一分支断路器，则确定第一分支断路器的位置，以及根据第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置。

具体的，接地故障位于第一分支断路器与分支馈线的末端之间的区域内。

本申请实施例中，配电主站还用于如果不存在第一分段断路器，且不存在第一分支断路器，则发出启动其他接地故障定位方式的指令。

需要说明的是，如果不存在第一分段断路器，且不存在第一分支断路器，则大概率是因为故障发生在出口断路器15和主干馈线121首端起的首个分段断路器161之间。在这种情况下，接地故障无法对任何分断断路器和分支断路器造成影响，因而不存在第一分段断路器和第一分支断路器。此时配电主站2发出的启动其他接地故障定位方式的指令，即可认为在提醒工作人员在出口断路器15和主干馈线121首端起的首个分段断路器161之间进行排查，寻找接地故障位置。

下面通过两个例子进步一说明本申请实施例。

示例一

如图3所示，为本申请实施例提供的一种发生了接地故障的故障定位系统结构图。待测电路1中，发生了接地故障31，受到接地故障31的影响，出口断路器15分闸之后再执行重合闸动作。相应的，分段断路器161执行合闸动作，分段断路器162执行合到零压分闸动作和闭锁合闸动作，保持合到零压分闸状态和闭锁合闸状态，并将合到零压分闸状态和闭锁合闸状态上传至配电主站2，分段断路器163执行残压闭锁动作，保持残压闭锁状态，并将残压闭锁上传至配电主站2。配电主站2接收分段断路器161的合到零压分闸状态和闭锁合闸状态，以及分段断路器163的残压闭锁状态，确定接地故障的位置处于分段断路器162和分段断路器163之间的主干馈线121上，或者与分段断路器162和分段断路器163之间的主干馈线121相连接的分支馈线132的末端和分支断路器172之间，经过进一步的排查可以确定，接地故障发生在分段断路器162和分段断路器163之间的主干馈线121上。

示例二

如图4所示，为本申请实施例提供的另一种发生了接地故障的故障定位系统结构图，待测电路1中发生了故障32。受到接地故障32的影响，分支断路器171执行稳态零序过流Ⅰ段保护功能，进行分闸动作，隔离接地故障32，并将自身状态上传至配电主站2。配电主站2接收分支断路器171的状态，确定接地故障32发生在分支断路器171和分支馈线131的末端之间。

结合上述两个例子，如果不存在第一分段断路器和第一分支断路器，则大概率是因为故障发生在出口断路器15和主干馈线121首端起的首个分段断路器161之间。在这种情况下，配电主站2发出的启动其他接地故障定位方式的指令，即可认为在提醒工作人员在出口断路器15和主干馈线121首端起的首个分段断路器161之间进行排查，寻找接地故障位置。

本申请设置出口断路器15的重合闸功能，结合分段断路器的机械特性，实现接地故障的迅速隔离，并精准定位接地故障位置。本申请在实现对接地故障的定位功能前，需要对待测电路进行的变动有限，在最大程度上利用了待测电路中元器件原本已有的功能，本申请的方案经济有效，可以实现大范围的推广。

下述为本申请方法实施例，可以用于本申请系统实施例。对于本申请方法实施例中未披露的细节，请参照本申请系统实施例。

图5示例性示出了本申请实施例提供的用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位方法流程图。该方法应用在用于小电阻接地电网的故障定位系统中。该系统包括待测电路和配电主站，该待测电路包括消弧线圈、小电阻、选线装置、母线以及主干馈线；选线装置与母线相连；主干馈线与母线连接，主干馈线上设置有出口断路器和分段断路器；分段断路器设置于出口断路器与主干馈线的末端之间；消弧线圈和小电阻并联于接地装置连接点和接地点之间；接地装置连接点位于母线上；配电主站通过网络与分段断路器连接；分段断路器预先设置电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能；出口断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能。本申请实施例提供的方法的具体流程如下：

步骤501，选线装置采集母线的零序电压。

步骤502，选线装置判断零序电压是否大于预设值；如果判断零序电压大于预设值，则执行步骤503，否则，执行步骤501。

步骤503，选线装置向消弧线圈发出启动补偿动作指令。

步骤504，消弧线圈接收启动补偿动作指令后，执行补偿动作。

步骤505，选线装置再次采集母线的零序电压，判断零序电压是否大于预设值，如果大于预设值则执行步骤506，否则，执行步骤501。

步骤506，选线装置向消弧线圈发出停止补偿动作指令，以及向小电阻发出启动接地动作指令。

步骤507，消弧线圈接收停止补偿动作指令后，停止补偿动作。

步骤508，小电阻在启动接地动作指令后，在预设接地时间段内执行接地动作。

步骤509，出口断路器在小电阻执行接地动作后，判断自身连接的主干馈线的零序电流是否大于预设值，如果零序电流大于预设值，则执行步骤509，否则，执行步骤517。

步骤510，出口断路器执行跳闸动作。

步骤511，出口断路器在预设重合闸时间段后得电，执行重合闸动作。

步骤512，分段断路器在出口断路器重合闸后，根据电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能，执行对应的动作后，向配电主站发送自身状态。

步骤513，配电主站接收分段断路器的状态。

步骤514，配电主站判断是否存在处于合到零压分闸状态和闭锁合闸状态的第一分段断路器，如果存在第一分段断路器，则执行步骤515，否则执行步骤517。

步骤515，配电主站确定第一分段断路器的位置，以及确定处于残压闭锁状态的第二分段断路器，并确定第二分段断路器的位置。

步骤516，配电主站根据第一分段断路器的位置和第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置。

步骤517，配电主站发出启动其他定位方法的指令。

步骤518，出口断路器保持当前状态。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述系统还包括分支馈线；所述分支馈线通过分支连接点与所述主干馈线相连接，所述分支连接点位于所述出口断路器和所述主干馈线末端之间；所述分支馈线上设置有分支断路器；所述配电主站通过网络与所述分支断路器连接；所述分支断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能；

所述分支断路器，用于执行稳态零序过流Ⅰ段保护后，向所述配电主站发送自身状态；

所述配电主站，还用于采集所述分支断路器的状态，判断是否存在处于稳态零序过流Ⅰ段保护状态的第一分支断路器，如果存所述在所述第一分支断路器，则确定所述第一分支断路器的位置，以及根据所述第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置；所述目标分支断路器为执行重合闸动作的出口断路器对应的分支馈线上的分支断路器。

可选的，所述配电主站还用于：

如果不存在所述第一分段断路器且不存在所述第一分支断路器，则发出启动其他接地故障定位方式的指令。

可选的，根据所述第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置，通过以下步骤得到：

根据所述第一分支断路器的位置，确定所述接地故障位于所述第一分支断路器与所述分支馈线的末端之间的区域内。

可选的，所述配电主站根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置，通过以下步骤得到：

根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定所述接地故障位于所述第一分段断路器与所述第二分段断路器之间的区域内。

可选的，所述预设接地时间段为100秒。

可选的，所述电压时间型馈线自动化功能中预设得电延时合闸时间段为7秒，预设得电保持时间段为5秒，预设失压延时分闸时间段0.5秒。

可选的，所述预设补偿时间段为大于或等于3秒且小于或等于10秒。

可选的，所述预设重合闸时间段为大于或等于1秒且小于或等于10秒。

本申请设置出口断路器的重合闸功能，结合分段断路器的机械特性，实现接地故障的迅速隔离，并精准定位接地故障位置。本申请在实现对接地故障的定位功能前，需要对待测电路进行的变动有限，在最大程度上利用了待测电路中元器件原本已有的功能，本申请的方案经济有效，可以实现大范围的推广。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位系统，其特征在于，所述系统包括待测电路和配电主站，所述待测电路包括消弧线圈、小电阻、选线装置、母线以及主干馈线；所述选线装置与所述母线相连；所述主干馈线与所述母线连接，所述主干馈线上设置有出口断路器和分段断路器；所述分段断路器设置于所述出口断路器与所述主干馈线的末端之间；所述消弧线圈和所述小电阻并联于接地装置连接点和接地点之间；所述接地装置连接点位于母线上；所述配电主站通过网络与所述分段断路器连接；所述分段断路器预先设置电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能；所述出口断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能；

所述选线装置，用于采集所述母线的零序电压，判断所述零序电压是否大于预设值，如果所述零序电压大于预设值，则向所述消弧线圈发出启动补偿动作指令；

所述消弧线圈，用于接收所述启动补偿动作指令后，执行补偿动作；

所述选线装置，还用于预设补偿时间段后，再次采集所述待测电路母线侧的零序电压，判断所述零序电压是否大于预设值，如果所述零序电压大于预设值，向所述消弧线圈发出停止补偿动作指令，以及向小电阻发出启动接地动作指令；

所述消弧线圈，用于接收所述停止补偿动作指令后，停止补偿动作；

所述小电阻，用于所述启动接地动作指令后，在预设接地时间段内执行接地动作；

所述出口断路器，用于所述小电阻执行接地动作后，判断自身连接的主干馈线的零序电流是否大于预设值，如果所述零序电流大于预设值，则执行跳闸动作；以及，在预设重合闸时间段后得电，执行重合闸动作；

所述分段断路器，用于在所述出口断路器重合闸后，根据所述电压时间型馈线自动化功能、所述合到零压分闸功能以及所述闭锁合闸功能，执行对应的动作后，向所述配电主站发送自身状态；

所述配电主站，用于接收所述分段断路器的状态，判断是否存在处于合到零压分闸状态和闭锁合闸状态的第一分段断路器，如果存在所述第一分段断路器，则确定所述第一分段断路器的位置，以及确定处于残压闭锁状态的第二分段断路器，并确定所述第二分段断路器的位置；以及根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置。

2.根据权利要求1所述的故障定位系统，其特征在于，所述系统还包括分支馈线；所述分支馈线通过分支连接点与所述主干馈线相连接，所述分支连接点位于所述出口断路器和所述主干馈线末端之间；所述分支馈线上设置有分支断路器；所述配电主站通过网络与所述分支断路器连接；所述分支断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能；

所述分支断路器，用于执行稳态零序过流Ⅰ段保护后，向所述配电主站发送自身状态；

所述配电主站，还用于采集所述分支断路器的状态，判断是否存在处于稳态零序过流Ⅰ段保护状态的第一分支断路器，如果存所述在所述第一分支断路器，则确定所述第一分支断路器的位置，以及根据所述第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置；所述目标分支断路器为执行重合闸动作的出口断路器对应的分支馈线上的分支断路器。

3.根据权利要求2所述的故障定位系统，其特征在于，所述配电主站还用于：

如果不存在所述第一分段断路器且不存在所述第一分支断路器，则发出启动其他接地故障定位方式的指令。

4.根据权利要求2所述的故障定位系统，其特征在于，根据所述第一分支断路器的位置，确定接地故障的位置，通过以下步骤得到：

根据所述第一分支断路器的位置，确定所述接地故障位于所述第一分支断路器与所述分支馈线的末端之间的区域内。

5.根据权利要求1所述的故障定位系统，其特征在于，所述配电主站根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置，通过以下步骤得到：

根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定所述接地故障位于所述第一分段断路器与所述第二分段断路器之间的区域内。

6.根据权利要求1所述的故障定位系统，其特征在于，所述预设接地时间段为100秒。

7.根据权利要求1所述的故障定位系统，其特征在于，所述电压时间型馈线自动化功能中预设得电延时合闸时间段为7秒，预设得电保持时间段为5秒，预设失压延时分闸时间段0.5秒。

8.根据权利要求1所述的故障定位系统，其特征在于，所述预设补偿时间段为大于或等于3秒且小于或等于10秒。

9.根据权利要求1所述的故障定位系统，其特征在于，所述预设重合闸时间段为大于或等于1秒且小于或等于10秒。

10.用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障定位方法，其特征在于，所述方法应用在用于消弧线圈和小电阻接地电网的故障系统中；所述系统包括待测电路和配电主站，所述待测电路包括消弧线圈、小电阻、选线装置、母线以及主干馈线；所述选线装置与所述母线相连；所述主干馈线与所述母线连接，所述主干馈线上设置有出口断路器和分段断路器；所述分段断路器设置于所述出口断路器与所述主干馈线的末端之间；所述消弧线圈和所述小电阻并联于接地装置连接点和接地点之间；所述接地装置连接点位于母线上；所述配电主站通过网络与所述分段断路器连接；所述分段断路器预先设置电压时间型馈线自动化功能、合到零压分闸功能以及闭锁合闸功能；所述出口断路器预先设置稳态零序过流Ⅰ段保护功能；所述方法包括：

所述选线装置采集所述母线的零序电压；

所述选线装置判断所述零序电压是否大于预设值；

所述选线装置如果判断所述零序电压大于预设值，则向所述消弧线圈发出启动补偿动作指令；

所述消弧线圈接收所述启动补偿动作指令后，执行补偿动作；

所述选线装置再次采集所述待测电路母线侧的零序电压，判断所述零序电压是否大于预设值；

所述选线装置如果判断所述零序电压大于预设值，向所述消弧线圈发出停止补偿动作指令，以及向小电阻发出启动接地动作指令；

所述消弧线圈接收所述停止补偿动作指令后，停止补偿动作；

所述小电阻在所述启动接地动作指令后，在预设接地时间段内执行接地动作；

所述出口断路器在所述小电阻执行接地动作后，判断自身连接的主干馈线的零序电流是否大于预设值；

所述出口断路器如果判断确定所述零序电流大于预设值，则执行跳闸动作；

所述出口断路器在预设重合闸时间段后得电，执行重合闸动作；

所述分段断路器在所述出口断路器重合闸后，根据所述电压时间型馈线自动化功能、所述合到零压分闸功能以及所述闭锁合闸功能，执行对应的动作后，向所述配电主站发送自身状态；

所述配电主站接收所述分段断路器的状态；

所述配电主站判断是否存在处于合到零压分闸状态和闭锁合闸状态的第一分段断路器；

所述配电主站如果判断存在所述第一分段断路器，则确定所述第一分段断路器的位置，以及确定处于残压闭锁状态的第二分段断路器，并确定所述第二分段断路器的位置；

所述配电主站根据所述第一分段断路器的位置和所述第二分段断路器的位置，确定接地故障的位置。

Images