CN112162179B - 一种配电网线路故障定位方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力系统检修技术领域，更具体的是涉及一种配电网线路故障定位方法及其系统，包括以下步骤：S1：获取线路故障和开关信息，向中央控制系统发送；S2：根据线路故障信息，确定线路跳闸范围；S3：中央控制系统调用雷电定位系统数据，与跳闸范围进行对比，判断线路故障是否由雷电引起，若是则进入步骤S4，若否，则进入步骤S5；S4：调用GIS数据，确定故障线路位置；S5：获取跳闸范围内智能电表的数据，进行逻辑判断，进一步判断故障线路信息，得到判断结果；S6：根据判断结果进行排查，确定故障线路位置。本方案中加入雷击故障的判断，结合GIS快速定位故障的电力杆塔位置，整体提高电网抢修效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统检修技术领域，更具体地是涉及一种配电网线路故障定位方法及其系统。
背景技术
电力传输系统一般传输过程为发电机进行发电，再经过变压器升压或降压、主干馈线、分支馈线再到用户终端。而随着社会经济的发展，配电系统网络呈现错综复杂、负荷变化大、故障率高的现象，造成用户不好的用电体验，目前较多采用对变压器的中性点采用小电阻接地的方式来提高电力传输系统可靠性，但发生故障时为保证配电网的安全可靠运行，需要对故障线路进行定位和隔离。
为解决上述技术问题，中国专利CN111766472A公开了一种用于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。出口断路器，在自身连接的主干馈线的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。但零序电流与电网的分布电容大小及接地方式有关，其探测精度不高；另外对于由雷击造成的线路故障，再利用此方案则会使得故障定位效率降低，拖延电网系统抢修时间。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中的不足，提供了一种定位精度高、效率高的配电网线路故障定位方法及其系统。
在本技术方案中，提供了一种配电网线路故障定位方法，包括以下步骤：
S1：通过二次线路终端设备获取线路故障和开关信息，并向中央控制系统发送；
S2：中央控制系统根据线路故障信息，初步判断并确定线路的跳闸范围；
S3：中央控制系统调用雷电定位系统数据，与跳闸范围进行对比，判断线路故障是否由雷电引起，若是则进入步骤S4，若否，则进入步骤S5；
S4：中央控制系统调用GIS数据，融合雷电定位系统数据确定故障线路位置；
S5：中央控制系统获取跳闸范围内智能电表的数据，进行逻辑判断，进一步判断故障线路信息，得到判断结果；
S6：根据判断结果进行排查，确定故障线路位置。
本方案中通过中央控制系统对线路故障信息进行多次判断确定故障线路，先通过雷电定位系统数据判断是否由雷击引起的故障，如果是则直接通过GIS中的电力杆塔位置信息即可快速确定故障线路位置，如果不是再通过智能电表的数据进行逻辑判断和排查，定位故障线路位置，由于加入了雷击引起故障的判断，另外通过GIS中的地理位置信息得到杆塔位置更为快速、精准、可靠，大大加快故障定位效率，为电网系统抢修赢得时间，。
优选地，上述的步骤S1中二次线路终端设备为故障指示器，故障指示器实时检测线路电流电压信息，并向中央控制系统发送故障信息。
另外地，上述的步骤S1中二次线路终端设备还可以为在线路的公用电房和配电箱设置的交流接触器或继电器，交流接触器或继电器通信电连接有通信定位装置，通信定位装置器用于向中央控制系统发送故障和位置信息。这样，可以实现没有安装故障显示器的线路区域故障信息的获取及发送。
优选地，上述的交流接触器或继电器前端设置有用于检测配电网线路的电压的取样电路、定时电路、运放电路，所述定时电路分别与所述取样电路、运放电路电连接，所述运放电路与所述通信定位装置电连接。取样电路监测端输出高电平，使与非门电路常态输入高电平，与非门的另一端输出低电平并触发定时电路延时29秒，并将延时输出高电平信号，高电平再延时1秒输入运放电路的输入端，运放电路的另一端实时取样配电网线路的电压异常输出高电平，最终使运放电路输出高电平并触发通信定位装置在电网电压异常后延时30秒向中央控制系统发送信号，可以避免瞬间故障造成的误判。
优选地，上述的通信定位装置为远程电话报警器，电流或电压发生异常或故障时间大于30s时，则触发远程电话报警器向中央控制系统发送故障和位置信息；另外的，远程电话报警器也可以向检修人员手持移动通信终端发送故障和位置信息，以便检修人员及时处理。
优选地，上述的步骤S2中中央控制系统根据开关和二次线路终端设备的信息，初步确定线路中最后一个没有恢复的开关位置为跳闸范围。
优选地，上述的步骤S3中中央控制系统设定雷电获取时间范围，通过雷电定位系统获取设定的时间范围内电网线路落雷最多的区域范围，与步骤S2得到的跳闸范围进行对比，若区域范围与跳闸范围有交集则判断为由雷电引起，否则判断为不是雷电引起。
优选地，上述的步骤S5中具体包括以下步骤：
S51：中央控制系统获取跳闸范围内所有智能电表电压电流信息；
S52：中央控制系统判断是否所有智能电表电压电流为零，若是，则判断跳闸范围内所有线路为故障线路，结合二次线路终端设备获取的故障信息判断线路故障时间，若否，则逐步排除智能电表电压电流不为零的线路缩小故障范围，最后得到智能电表电压电流都为零的线路，即确定为故障线路；
S53：中央控制系统根据确定的故障线路和二次线路终端设备获取的故障信息判断故障类型。
优选地，上述的步骤S6中通过无人机或人工排查的方式最终确定故障线路位置和故障类型。这样通过系统判断故障再由人工确认的方式，同时兼具了故障定位的快速性和准确性。
本方案中还提供了一种配电网线路故障定位系统，包括中央控制系统，均与中央控制系统电连接的二次线路终端设备、GIS、雷电定位系统、智能电表，二次线路终端设备获取线路故障和开关信息并传送到中央控制系统，GIS向中央控制系统传送包括杆塔位置的地理信息，所述雷电定位系统向所述中央控制系统传送雷击位置信息、智能电表向中央控制系统传送电压电流信息。
与现有技术相比，有益效果是：本方案中通过中央控制系统对线路故障信息进行多次判断确定故障线路，最后再通过人工核查，定位故障区域，其结果更为可靠；另外本方案中加入是否雷击故障的判断，再结合GIS快速定位故障的电力杆塔位置，对雷电造成的线路故障识别定位更为快速准确，整体提高电网系统故障抢修效率。
附图说明
图1为本发明实施例配电网线路故障定位方法的流程示意图；
图2为本发明实施例配电网线路故障定位系统的整体方框示意图。
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，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
如图1为一种配电网线路故障定位方法的实施例，包括以下步骤：
S1：通过二次线路终端设备获取线路故障和开关信息，并向中央控制系统发送；
S2：中央控制系统根据线路故障信息，初步判断并确定线路的跳闸范围；
S3：中央控制系统调用雷电定位系统数据，与跳闸范围进行对比，判断线路故障是否由雷电引起，若是则进入步骤S4，若否，则进入步骤S5；
S4：中央控制系统调用GIS数据，融合雷电定位系统数据确定故障线路位置；
S5：中央控制系统获取跳闸范围内智能电表的数据，进行逻辑判断，进一步判断故障线路信息，得到判断结果；
S6：根据判断结果进行排查，确定故障线路位置。
本实施例中的步骤S1中二次线路终端设备为故障指示器，故障指示器实时检测线路电流电压信息，并向中央控制系统发送故障信息。
本实施例中的步骤S2中中央控制系统根据开关和故障指示器的信息，初步确定线路中最后一个没有恢复的开关位置为跳闸范围。
本实施例中的步骤S3中中央控制系统设定雷电获取时间范围，通过雷电定位系统获取设定的时间范围内电网线路落雷最多的区域范围，与步骤S2得到的跳闸范围进行对比，若区域范围与跳闸范围有交集则判断为由雷电引起，否则判断为不是雷电引起。
本实施例中的步骤S5中具体包括以下步骤：
S51：中央控制系统获取跳闸范围内所有智能电表电压电流信息；
S52：中央控制系统判断是否所有智能电表电压电流为零，若是，则判断跳闸范围内所有线路故障，结合故障指示器获取的故障信息判断线路故障时间，若否，则逐步排除智能电表电压电流不为零的线路缩小故障范围，最后得到智能电表电压电流都为零的线路，即确定为故障线路；
S53：中央控制系统根据确定的故障线路和故障指示器获取的故障信息判断故障类型。
本实施例中的步骤S6中通过无人机或人工排查的方式最终确定故障线路位置和故障类型。这样通过系统判断故障再由人工确认的方式，同时兼具了故障定位的快速性和准确性。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中步骤S1中二次线路终端设备为在线路的公用电房和配电箱设置的交流接触器或继电器，交流接触器或继电器通信电连接有通信定位装置，通信定位装置器用于判断线路故障并向中央控制系统发送故障和位置信息。这样，可以实现没有安装故障显示器的线路区域故障和位置信息的获取及发送。
本实施例中的交流接触器或继电器前端设置有用于检测配电网线路的电压的取样电路、定时电路、运放电路，所述定时电路分别与所述取样电路、运放电路电连接，所述运放电路与所述通信定位装置电连接。取样电路监测端输出高电平，使与非门电路常态输入高电平，与非门的另一端输出低电平并触发定时电路延时29秒，并将延时输出高电平信号，高电平再延时1秒输入运放电路的输入端，运放电路的另一端实时取样配电网线路的电压异常输出高电平，最终使运放电路输出高电平并触发通信定位装置在电网电压异常后延时30秒向中央控制系统发送信号，躲过瞬间故障，可以避免瞬间故障造成的误判。
本实施例中的通信定位装置为远程电话报警器，电流或电压发生异常或故障时间大于30s时，则触发远程电话报警器向中央控制系统发送故障和位置信息；另外的，远程电话报警器也可以向检修人员手持移动通信终端发送故障和位置信息，以便检修人员及时处理。
实施例3
如图2所示为一种配电网线路故障定位系统的实施例，包括中央控制系统，均与中央控制系统电连接的二次线路终端设备、GIS、雷电定位系统、智能电表，二次线路终端设备获取线路故障和开关信息并传送到中央控制系统，GIS向中央控制系统传送包括杆塔位置的地理信息，所述雷电定位系统向所述中央控制系统传送雷击位置信息，智能电表向中央控制系统传送电压电流信息。
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 (5)
1.一种配电网线路故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过二次线路终端设备获取线路故障和开关信息，并向中央控制系统发送；
S2：中央控制系统根据线路故障信息，初步判断并确定线路的跳闸范围；
S3：中央控制系统调用雷电定位系统数据，与跳闸范围进行对比，判断线路故障是否由雷电引起，若是则进入步骤S4，若否，则进入步骤S5；
S4：中央控制系统调用GIS数据，融合雷电定位系统数据确定故障线路位置；
S5：中央控制系统获取跳闸范围内智能电表的数据，进行逻辑判断，进一步判断故障线路信息，得到判断结果；
S6：根据判断结果进行排查，确定故障线路位置；
所述步骤S2中中央控制系统根据开关和二次线路终端设备的信息，初步确定线路中最后一个没有恢复的开关位置为跳闸范围；
所述步骤S3中中央控制系统设定雷电获取时间范围，通过雷电定位系统获取设定的时间范围内电网线路落雷最多的区域范围，与步骤S2得到的跳闸范围进行对比，若区域范围与跳闸范围有交集则判断为由雷电引起，否则判断为不是雷电引起；
所述步骤S5中具体包括以下步骤：
S51：中央控制系统获取跳闸范围内所有智能电表电压电流信息；
S52：中央控制系统判断是否所有智能电表电压电流为零，若是，则判断跳闸范围内所有线路为故障线路，结合二次线路终端设备获取的故障信息判断线路故障时间，若否，则逐步排除智能电表电压电流不为零的线路缩小故障范围，最后得到智能电表电压电流都为零的线路，即确定为故障线路；
S53：中央控制系统根据确定的故障线路和二次线路终端设备获取的故障信息判断故障类型；
所述步骤S1中二次线路终端设备为在线路的公用电房和配电箱设置的交流接触器或继电器，所述交流接触器或继电器通信电连接有通信定位装置，所述通信定位装置向中央控制系统发送故障和位置信息；
所述交流接触器或继电器前端设置有用于检测配电网线路的电压的取样电路、定时电路、运放电路，所述定时电路分别与所述取样电路、运放电路电连接，所述运放电路与所述通信定位装置电连接，取样电路监测端输出高电平，使与非门电路常态输入高电平，与非门的另一端输出低电平并触发定时电路延时29秒，并将延时输出高电平信号，高电平再延时1秒输入运放电路的输入端，运放电路的另一端实时取样配电网线路的电压异常输出高电平，最终使运放电路输出高电平并触发通信定位装置在电网电压异常后延时30秒向中央控制系统发送信号。
2.根据权利要求1所述的一种配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述步骤S1中二次线路终端设备为故障指示器，所述故障指示器实时检测线路电流电压信息，并向中央控制系统发送故障信息。
3.根据权利要求1所述的一种配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述通信定位装置为远程电话报警器，所述交流接触器或继电器触发远程电话报警器向中央控制系统发送线路故障信息。
4.根据权利要求1所述的一种配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述步骤S6中通过无人机或人工排查的方式最终确定故障线路位置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种配电网线路故障定位方法的系统，其特征在于，包括中央控制系统，均与所述中央控制系统电连接的二次线路终端设备、GIS、雷电定位系统、智能电表，所述二次线路终端设备获取线路故障和开关信息并传送到中央控制系统，所述GIS向所述中央控制系统传送包括杆塔位置的地理信息，所述雷电定位系统向所述中央控制系统传送雷击位置信息，所述智能电表向所述中央控制系统传送电压电流信息。
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