CN113241846B - 一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法 - Google Patents

一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113241846B
CN113241846B CN202110229769.0A CN202110229769A CN113241846B CN 113241846 B CN113241846 B CN 113241846B CN 202110229769 A CN202110229769 A CN 202110229769A CN 113241846 B CN113241846 B CN 113241846B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
cable
line
power distribution
distribution network
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.)
Active
Application number
CN202110229769.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113241846A (zh
Inventor
邵磊
吴振宇
徐晓宁
刘宏利
李季
李超
孙文涛
李昂
吴佳彬
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.)
Tianjin University of Technology
Original Assignee
Tianjin University of Technology
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 Tianjin University of Technology filed Critical Tianjin University of Technology
Priority to CN202110229769.0A priority Critical patent/CN113241846B/zh
Publication of CN113241846A publication Critical patent/CN113241846A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113241846B publication Critical patent/CN113241846B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00036Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • 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
    • Y04S10/20Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution using protection elements, arrangements or systems
    • 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
    • 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
    • Y04S40/00Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/126Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Locating Faults (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

本发明提出一种配电网电缆快速故障定位及恢复送电的方法,通过故障定位模块对故障进行区域定位,通过直流震荡仪和信号处理对电缆故障位置进行精准定位,并通过逻辑分析模块对合环线路及非合环线路的电流、容量、电压大小和相位利用N‑1原则进行筛选,选出最优切带路线和倒路方案,从而将故障隔离并及时恢复送电;可以克服现有技术故障点查找定位慢及合环倒路时间长导致恢复送电慢的不足,是一种定位准确、计算简单且方便易行的方法。

Description

一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法
【技术领域】:
本发明涉及配电网电缆故障定位和恢复领域,尤其涉及的是一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法。
【背景技术】:
电力系统中,电力电缆输送是保障电力网络安全运行的基本技术保证。随着城市城镇化的快速发展,电缆因其规划和环境影响的优越性,电力线路越来越多使用电缆线路。但是由于配电网的运行境况复杂易变,容易遭受动物、植物、恶劣天气、人为因素等影响,配电线路遭受故障的概率远大于输电、变电,据不完全统计,电网发生的各种故障中,约80%-90%发生于配电网。而电缆故障有事其中的危急故障。同时大容量、高功率的电力用户对配电网的稳定、安全运行要求很高。
随着电缆使用率的逐年提高,配电在大功率高负荷进行供电的过程中电力电缆极大可能会产生各种故障,且维修成本高,排查电缆故障效率又极低。电缆薄弱点、中间接头等故障位置查找过程需要数小时,甚至超过了抢修的黄金 3小时,并且电缆故障的恢复抢修工作时间也很长。因此,如何快速定位故障点、倒路恢复供电是现阶段的解决难题。
电缆故障定位系统与恢复方法已成为亟待解约的线路巡检手段,本发明在原有的故障隔离和调控中心倒路的电力系统上创新,增添了电缆故障定位模块、逻辑分析模块等,涵盖了三遥、合环倒路切带线路等技术,配电自动化 DTU、FTU、直流振荡仪设备等。相比传统依靠人力查找检测,避免了检修工作消耗体力大、夜间照明强度低效率不高等弊端。不仅可以快速定位故障点,尽快修复线路,还可以快速切带故障线路,减少停电时间,保证供电可靠性,对整个电力系统的安全稳定和经济运行有着十分重要的作用。
现有技术中,公开号为CN206618823U的中国专利文献——《一种配电网 10KV电缆故障定位智能系统》,主要介绍了一种采用采集系统、中心处理子系统和分管报警子系统,能够实时检测电缆状态,并通过GSM模块向管理人员发送警报信息,增强了故障排查效率。但装置本身只有检测系统,不具备自动隔离故障的功能。同时,还需要在故障定位查找后将故障线路所带用户切带出去,负荷电能有所损失。
公开号为CN111624438A的中国专利文献——《一种电缆管廊配电网电缆线故障定位系统和定位方法》,通过电缆检测器的采集和信息交互模块与中继器研判模块,对电缆进行实时监测和故障一体化研判,并通过中继器上传至配电网服务器,为运行维护人员提供更多更全面的信息支撑。通过智能井盖的报警功能为运维人员发送故障短信通知。但该装置井盖内电缆线路实施工况和防盗措施不足,容易丢失;同时,还需要在故障定位查找后将故障线路所带用户切带出去,负荷电能有所损失。
公开号为CN 210775720U的中国专利文献——《辅助中压配电网三相型电缆故障定位的故障数据采集系统》,所述终端子系统通过窄带广域物联网或无线自组网与云计算服务器通信连接;各所述数据采集终端间通过低功耗广域物联网通信连接。与现有技术相比,本实用新型可不停电地获取中压配电网三相型电缆的暂态剩余电流,进而方便进行故障定位,方便可靠。但系统本身没有故障自动隔离系统,需要人工确定停电范围,故障时间可能有所延长。
公开号为CN 109459661A的中国专利文献——《一种配电网故障自动隔离系统》,在配电网发生短路、接地、电流或电压故障时,通过定位装置对故障进行准确定位,将其隔离,并将故障信息和位置信息通过通信装置接收和送出,从而实现了配电网故障检测及定位的快速准确。但是它不能快速计算出可选择的各个切带线路的负载率和切带联络开关位置,方便运维人员选择合上最合适的联络开关进行快速倒路,用其他线路暂时切带故障用户,减少电网和用户停电损失。
公开号为CN 109995020A的中国专利文献——《一种支持规则自动生成及人工编辑的配电网故障隔离及复电方法》,根据配网中设备的故障信息自动生成故障设备的定位、故障隔离并建立模型;根据配网中的综合保护信号及故障设备的定位,自动生成相应的动作条件表;根据故障恢复所操作自动生成相应的动作序列表依次检测动作条件是否满足条件,如果满足则触发动作序列。提高了策略执行的准确度,但是没有判定倒路策略中可切带线路,以及是否能满足合环倒路的条件,是否有重要用户。
【发明内容】:
本发明的目的在于提出一种配电网电缆快速故障定位及恢复送电的方法,它可以克服现有技术故障点查找定位慢及合环倒路时间长导致恢复送电慢的不足,是一种定位准确、计算简单且方便易行的方法。
本发明的技术方案:一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法,其特征在于它包括以下步骤:
(1)实时采集对配电网中的电缆头A、B、C三相的温度,当其中的一相或多相超过长期允许工作温度时,则温度传感器会发出超温警告,并给予配电自动化设备DTU(DataTransfer unit,用于将串口数据转换为IP数据或将IP 数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备)一个故障自动隔离信号,发出能够使故障间隔断路器弹开的信号,并向调控中心发送表征该故障间隔跳闸的动作信号,以通知该条线路运行员前来现场抢修;
所述步骤(1)中配电网中的电缆头A、B、C三相的温度的实时采集是利用安装在配电网的每个节点和配电支路上的采集调控单元,实现对配电网的实时数据采集和调整管控。
所述步骤(1)中电缆故障自动隔离模块向DTU发出的信号是通过DTU 的自动化航插排向DTU反馈的拉开故障间隔断路器的指令。
(2)当长电缆的中间接头处损坏或有大型施工机械外力刨缆时,电缆中间接头处的电流Ia会上升至几千安,从而在卡在电缆头上的电流互感器CT上产生较大的电磁感应Φ,使电流互感器CT在此作用下获取电能,而产生电流;当电流传导到电缆两端的故障寻址器时,故障寻址器就会动作(如红光闪烁),并且由故障寻址器再通过通讯单元向调控中心自动化系统发送故障信息,确定故障电缆两头位置;同时,故障寻址器向故障所在的开闭站、环网柜中的DTU 或电缆杆上的FTU中的开关保护信号模块发送指令,从而将故障区域的断路器弹开;
(3)将直流振荡仪卡在电缆头一端,对该条电缆施加振荡电压,振荡频率如式3.1所示:
Figure RE-GDA0003103987980000041
其中,L为直流振荡仪内部电感,C为电缆电容;
设定局放阈值,超过该局放阈值的点即为故障局放点,即可找出局放振荡波形中的异常点,即故障局放点,且每一个故障局放点都会对直流振荡仪的电缆端释放一个初始脉冲P/2,此时初始脉冲时间、反射脉冲时间及二者的时间差分别由公式3.2-3.4所示:
Figure RE-GDA0003103987980000051
Figure RE-GDA0003103987980000052
Figure RE-GDA0003103987980000053
进一步由公式3.5即可确定故障位置,方便了抢修人员确定电缆故障的最终准确位置;
Figure RE-GDA0003103987980000054
(4)在故障自动隔离模块动作后,确定故障线路是否为合环线路,若为合环线路,则合上常开合环开关K0
所述步骤(4)中若为合环线路,则合上常开合环开关K0具体是指:当发生电缆故障时故障处Yn开关保护信号动作,Yn开关跳闸,则将Yn两侧的开关Yn-1、 Yn+1拉开,故障点隔离,并合上常开合环开关K0,便可将线路恢复送电。
(5)若为非合环线路,则逻辑分析模块将调控系统中存储的该故障线路所有可倒路的联络点x1,x2,……xn罗列出来,并分别统计联络点切带线路的用户容量总和Sn
①较各个联络点切带线路的容量承载力SX是否≥Sn,同时计算合环后电流是否超出环网内各设备元件的长期工作电流I0,同时不会出现过载现象,即合环后电流值小于400A,合环后电流计算公式如式4.1所示;
Figure RE-GDA0003103987980000055
②母线电压U0不会超出额定电压10kV的±7%,即9.93kV≤U0≤10.07kV;
③合环点相位
Figure RE-GDA0003103987980000056
是否满足
Figure RE-GDA0003103987980000057
④合环倒路后,各相继电保护和安全自动装置能够适应新型运行方式正确动作;
所述步骤(5)中联络点切带线路的用户容量总和Sn包括化工厂变压器容量Sn1、污水处理厂变压器容量Sn2、学校变压器容量Sn3、商场变压器容量Sn4和所有用户、所有在投运行设备容量。
(6)若步骤(4)中所述故障满足电流值大小、母线电压、相位和新型运行方式的条件,则可以通过逻辑分析模块中切带线路是否有重要用户/保电线路的判定模块进一步进行筛选排除:
所述步骤(6)中的筛选和排除具体是指:
<1>将抢救中心、医院、市政等重要用户线路予以排除,保证重要用户线路运行的安全稳定可靠;
<2>将考试、供热、重要会议等保电线路予以排除,保证保电线路的供电质量。
(7)在满足以上条件后,判定合环倒路情况下切带线路是否满足电力系统的N-1故障安全准则,筛选出符合条件的可切带线路;同时逻辑分析模块为调控中心快速查询出可选择的各个切带线路的容量承载力SX中最大的线路、联络开关位置Xn操作最方便的位置及距离最近的位置,方便调度人员通过三遥中的遥控技术,利用DTU自动化设备合上最优联络开关进行快速倒路,用其他线路暂时切带故障线路用户,减少电网和用户停电损失;
(8)运维人员到达现场后,在确定故障在故障已被隔离后,将两端隔离点做好验电、挂接接地线等安全措施,进行故障处理;工作完成后,运维人员撤离并拆除所有工作接地线,并反馈给调控中心工作终结;由调控中心通过远方指令和动作处理模块给予远方复位模块一个复位信号,将故障线路各个联络点和断路器、刀闸恢复,将线路恢复成正常方式。
本发明的优越性:本发明重点研究配网运行系统中如何快速查找开闭站、高压配电站、红号站、电缆分支箱之间的电缆故障,进而分析研究,通过实时检测定位的方式,提高查找故障位置的效率。同时,通过设备逻辑分析模块与调控人工相结合的方式,快速确定倒路方案将故障线路的大部分线路倒出,减少停电范围和供电损失。
【附图说明】:
图1是本发明所涉一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法的整体流程示意图。
图2是本发明所涉一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法中电缆故障自动隔离模块与故障定位模块的工作流程示意图。
图3是本发明所涉一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法中直流振荡仪的结构原理示意图。
图4是本发明所涉一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法的一种实施例的逻辑分析模块的结构示意图。
图5是本发明所涉一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法的非合环线路逻辑分析模块的工作流程示意图。
【具体实施方式】:
实施例:一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法,如图1、图2所示,其特征在于它包括以下步骤:
(1)利用安装在配电网的每个节点和配电支路上的采集调控单元,实时采集配电网中的电缆头A、B、C三相的温度,实现对配电网的实时数据采集和调整管控,当其中的一相或多相超过长期允许工作温度+65℃(不同材料标准不一致,电缆上有参数标记)时,则温度传感器会发出超温警告,通过DTU 的自动化航插排向DTU反馈的拉开故障间隔断路器的指令,给予配电自动化设备DTU一个故障自动隔离信号,发出能够使故障间隔断路器弹开的信号,并向调控中心发送表征该故障间隔跳闸的动作信号,以通知该条线路运行员前来现场抢修;
(2)当长电缆的中间接头处损坏或有大型施工机械外力刨缆时,电缆中间接头处的电流Ia会上升至几千安,从而在卡在电缆头上的电流互感器CT上产生较大的电磁感应Φ,使电流互感器CT在此作用下获取电能,而产生电流;当电流传导到电缆两端的故障寻址器时,故障寻址器就会动作(如红光闪烁),并且由故障寻址器再通过通讯单元向调控中心自动化系统发送故障信息,确定故障电缆两头位置;同时,故障寻址器向故障所在的开闭站、环网柜中的DTU (或电缆杆上的FTU)中的开关保护信号模块发送指令,从而将故障区域的断路器弹开;
(3)将直流振荡仪(其结构原理图如图3所示)卡在电缆头一端,对该条电缆施加振荡电压,振荡频率如式3.1所示:
Figure RE-GDA0003103987980000081
其中,L为直流振荡仪内部电感,C为电缆电容;
设定局放阈值,超过该局放阈值的点即为故障局放点,即可找出局放振荡波形中的异常点,即故障局放点,且每一个故障局放点都会对直流振荡仪的电缆端释放一个初始脉冲P/2,此时初始脉冲时间、反射脉冲时间及二者的时间差分别由公式3.2-3.4所示:
Figure RE-GDA0003103987980000082
Figure RE-GDA0003103987980000083
Figure RE-GDA0003103987980000084
进一步由公式3.5即可确定故障位置,方便了抢修人员确定电缆故障的最终准确位置;
Figure RE-GDA0003103987980000091
(4)在故障自动隔离模块动作后,确定故障线路是否为合环线路,若为合环线路,则合上常开合环开关K0,即:当发生电缆故障时故障处Yn开关保护信号动作,Yn开关跳闸,则将Yn两侧的开关Yn-1、Yn+1拉开,故障点隔离,并合上常开合环开关K0,便可将线路恢复送电;
(5)若为非合环线路,则逻辑分析模块将调控系统中存储的该故障线路 (用户容量Sn、相位
Figure RE-GDA0003103987980000095
)所有可倒路的联络点x1,x2,……xn罗列出来,并分别统计联络点切带线路的用户容量总和Sn,如图4,联络点切带线路的用户容量总和Sn包括化工厂变压器容量Sn1、污水处理厂变压器容量Sn2、学校变压器容量Sn3、商场变压器容量Sn4和所有用户、所有在投运行设备容量。
①较各个联络点切带线路的容量承载力SX是否≥Sn,同时计算合环后电流是否超出环网内各设备元件的长期工作电流I0,同时不会出现过载现象,即合环后电流值小于400A,合环后电流计算公式如式4.1所示;
Figure RE-GDA0003103987980000092
②母线电压U0不会超出额定电压10kV的±7%,即9.93kV≤U0≤10.07kV;
③合环点相位
Figure RE-GDA0003103987980000093
是否满足
Figure RE-GDA0003103987980000094
④合环倒路后,各相继电保护和安全自动装置能够适应新型运行方式正确动作(电流三段式保护、零序保护、线路重合闸是否能正常动作);
(6)若步骤(4)中所述故障满足电流值大小、母线电压、相位和新型运行方式的条件,则可以通过逻辑分析模块中切带线路是否有重要用户/保电线路的判定模块进一步进行筛选排除:
所述步骤(6)中的筛选和排除具体是指:
<1>将抢救中心、医院、市政等重要用户线路予以排除,保证重要用户线路运行的安全稳定可靠;
<2>将考试、供热、重要会议等保电线路予以排除,保证保电线路的供电质量。
(7)在满足以上条件后,判定合环倒路情况下切带线路是否满足电力系统的N-1故障安全准则,筛选出符合条件的可切带线路;同时逻辑分析模块为调控中心快速查询出可选择的各个切带线路的容量承载力SX中最大的线路(保证可靠性、安全性),联络开关位置Xn操作最方便的位置(保证速断性)、距离最近的位置(保证灵敏性),方便调度人员通过三遥中的遥控技术,利用 DTU自动化设备合上最优联络开关进行快速倒路,用其他线路暂时切带故障线路用户,减少电网和用户停电损失;
其中,N为该变电站出线数量N,N-1原则是判定电力系统安全的一种准则,又称单一故障安全准则。按照N-1准则,电力系统的N个元件中的任一独立元件如发电机、输电线路、变压器等发生故障而被切除后,应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电,不破坏系统的稳定性,不出现电压崩溃等事故。与可靠性分析相比较,N-1原则不需搜集元件停运率等大量原始数据,是一种极为简便的安全检查准则,在电力公司得到了广泛应用。
(8)运维人员到达现场后,在确定故障在故障已被隔离后,将两端隔离点做好验电、挂接接地线等安全措施,进行故障处理;工作完成后,运维人员撤离并拆除所有工作接地线,并反馈给调控中心工作终结;由调控中心通过远方指令和动作处理模块给予远方复位模块一个复位信号,将故障线路各个联络点和断路器、刀闸恢复,将线路恢复成正常方式。
下面通过附图结合具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。图1为系统流程图,包括故障停电隔离、快速倒路切带、恢复送电全过程。
图2为电缆故障自动隔块与故障定位模块的工作流程,能够利用直流震荡技术查找故障电缆的故障位置距离缆头的距离,并能够根据电压确定A、B、C 三相。
图3为直流振荡仪的使用界面,卡在电缆头一端检测该条电缆的局部放电波形,通过浏览局放数据和设定局放阈值确定最突出的测试数据,即为故障点,测算出故障点距离电缆终端的距离。
图4为逻辑分析模块(1)中联络点的容量Sn、电流In、相位φn筛选判定模块。确定合环线路合环开关K0位置,将其合上;非合环线路根据调控自动化系统和配电环网柜的DTU设备快速找出故障线路所有联络点,确定可切带的多条线路,并运用调控系统查找出各个切带线路的容量Sn、切带故障线路后的电流大小In和相位
Figure RE-GDA0003103987980000111
筛选出可选择联络点。
图5为非合环线路逻辑分析模块(2)的工作流程示意图。该模块经过图4 的联络筛选判定模块,通过逻辑分析模块中切带线路是否有重要用户/保电线路的判定模块进一步进行筛选排除,同时查看是否满足n-1原则,是否对线路安全稳定运行带来影响,为满足继电保护的四个基本要求下(选择性、速动性、灵敏性、可靠性),得出最优方案,在经过调控中心人工手动决定最优倒路方案,将故障线路的大部分线路倒出,减少停电范围和供电损失。
例:高32线路由高教区变电站电源供电,电流方向为电源至Y1至Yn,其中的分支线依次标号为11,12;22,22;……;n1,n2,……nn)当高32线路由一个节点(eg:Y5)发生故障时,为了杜绝人身和设备危险,由故障自动隔离模块立刻断开Y5设备的断路器,同时拉开距离Y5最近的刀闸Y4、Y6,将故障点隔离开来;与此同时,为了减少停电范围和负荷损失,为用户和必要设备提供电能,首先判断高32线路是否为合环线路,若为合环线路,搜索出常开合环开关K0具体位置,合上K0,线路恢复送电;
若非合环线路,依次进行以下操作:
<1>由逻辑分析模块分析将联络点X1至Xn的联络位置统计出来,计算出切带电流是否满足
Figure RE-GDA0003103987980000121
母线电压U0是否满足在 9.93kV≤U0≤10.07kV;合环点相位φ1是否满足φ1=φ;是否为重要用户;是否满足 N-1原则;满足Y11分支转由X1线路合环倒路,切带1分支用户;同理2分支用户由X2线路切带;不满足则不能切带;
<2>同理Y7至Ynn的用户转由联络点Xn切带,如若联络点Xn容量承载力 SX≤S,可将线路分成多段,合上多个联络点由多条线路倒路切带。在保证满足继电保护的四个基本要求下(选择性、速动性、灵敏性、可靠性),新型线路方式稳定安全的运行下,筛选出多个联络点及其位置,交由调控中心人工判定最优方案。

Claims (6)

1.一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法,其特征在于它包括以下步骤:
(1)实时采集配电网中的电缆头A、B、C三相的温度,当其中的一相或多相超过长期允许工作温度时,则温度传感器会发出超温警告,并给予配电自动化设备DTU一个故障自动隔离信号,发出能够使故障间隔断路器弹开的信号,并向调控中心发送表征该故障间隔跳闸的动作信号,以通知该条线路运行员前来现场抢修;
(2)当长电缆的中间接头处损坏或有大型施工机械外力刨缆时,电缆中间接头处的电流Ia会上升至几千安,从而在卡在电缆头上的电流互感器CT上产生较大的电磁感应Φ,使电流互感器CT在此作用下获取电能,而产生电流;当电流传导到电缆两端的故障寻址器时,故障寻址器就会动作,并且由故障寻址器再通过通讯单元向调控中心自动化系统发送故障信息,确定故障电缆两头位置;同时,故障寻址器向故障所在的开闭站、环网柜中的DTU或电缆杆上的FTU中的开关保护信号模块发送指令,从而将故障区域的断路器弹开;
(3)将直流振荡仪卡在电缆头一端,对该条电缆施加振荡电压,振荡频率如式3.1所示:
Figure FDA0003899261150000011
其中,L为直流振荡仪内部电感,C为电缆电容;
设定局放阈值,超过该局放阈值的点即为故障局放点,即可找出局放振荡波形中的异常点,即故障局放点,且每一个故障局放点都会对直流振荡仪的电缆端释放一个初始脉冲P/2,此时初始脉冲时间、反射脉冲时间及二者的时间差分别由公式3.2-3.4所示:
Figure FDA0003899261150000021
Figure FDA0003899261150000022
Figure FDA0003899261150000023
进一步由公式3.5即可确定故障位置,方便了抢修人员确定电缆故障的最终准确位置;
Figure FDA0003899261150000024
(4)在故障自动隔离模块动作后,确定故障线路是否为合环线路,若为合环线路,则合上常开合环开关K0
(5)若为非合环线路,则逻辑分析模块将调控系统中存储的该故障线路所有可倒路的联络点x1,x2,……xn罗列出来,并分别统计联络点切带线路的用户容量总和Sn
①比较各个联络点切带线路的容量承载力SX是否≥Sn,同时计算合环后电流是否超出环网内各设备元件的长期工作电流I0,同时不会出现过载现象,即合环后电流值小于400A,合环后电流计算公式如式4.1所示;
Figure FDA0003899261150000025
②母线电压U0不会超出额定电压10kV的±7%,即9.93kV≤U0≤10.07kV;
③合环点相位
Figure FDA0003899261150000026
是否满足
Figure FDA0003899261150000027
④合环倒路后,各相继电保护和安全自动装置能够适应新型运行方式正确动作;
(6)若步骤(5)中所述故障满足电流值大小、母线电压、相位和新型运行方式的条件,则可以通过逻辑分析模块中切带线路是否有重要用户/保电线路的判定模块进一步进行筛选排除:
(7)在满足以上条件后,判定合环倒路情况下切带线路是否满足电力系统的N-1故障安全准则,筛选出符合条件的可切带线路;同时逻辑分析模块为调控中心快速查询出可选择的各个切带线路的容量承载力SX中最大的线路、联络开关位置Xn操作最方便的位置及距离最近的位置,方便调度人员通过三遥中的遥控技术,利用DTU自动化设备合上最优联络开关进行快速倒路,用其他线路暂时切带故障线路用户,减少电网和用户停电损失;
(8)运维人员到达现场后,在确定故障在故障已被隔离后,将两端隔离点做好验电、挂接接地线等安全措施,进行故障处理;工作完成后,运维人员撤离并拆除所有工作接地线,并反馈给调控中心工作终结;由调控中心通过远方指令和动作处理模块给予远方复位模块一个复位信号,将故障线路各个联络点和断路器、刀闸恢复,将线路恢复成正常方式。
2.根据权利要求1所述一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法,其特征在于所述步骤(1)中配电网中的电缆头A、B、C三相的温度的实时采集是利用安装在配电网的每个节点和配电支路上的采集调控单元,实现对配电网的实时数据采集和调整管控。
3.根据权利要求1所述一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法,其特征在于所述步骤(1)中电缆故障自动隔离模块向DTU发出的信号是通过DTU的自动化航插排向DTU反馈的拉开故障间隔断路器的指令。
4.根据权利要求1所述一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法,其特征在于所述步骤(4)中若为合环线路,则合上常开合环开关K0具体是指:当发生电缆故障时故障处Yn开关保护信号动作,Yn开关跳闸,则将Yn两侧的开关Yn-1、Yn+1拉开,故障点隔离,并合上常开合环开关K0,便可将线路恢复送电。
5.根据权利要求1所述一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法,其特征在于所述步骤(5)中联络点切带线路的用户容量总和Sn包括化工厂变压器容量Sn1、污水处理厂变压器容量Sn2、学校变压器容量Sn3、商场变压器容量Sn4及所有用户和所有在投运设备设施容量。
6.根据权利要求1所述一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法,其特征在于所述步骤(6)中的筛选和排除具体是指:
<1>将抢救中心、医院、市政等重要用户线路予以排除,保证重要用户线路运行的安全稳定可靠;
<2>将考试、供热、重要会议等保电线路予以排除,保证保电线路的供电质量。
CN202110229769.0A 2021-03-02 2021-03-02 一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法 Active CN113241846B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110229769.0A CN113241846B (zh) 2021-03-02 2021-03-02 一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110229769.0A CN113241846B (zh) 2021-03-02 2021-03-02 一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113241846A CN113241846A (zh) 2021-08-10
CN113241846B true CN113241846B (zh) 2022-11-25

Family

ID=77130272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110229769.0A Active CN113241846B (zh) 2021-03-02 2021-03-02 一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113241846B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117979540B (zh) * 2024-03-29 2024-07-19 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 一种电流转换器及其配电电流调控系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101860026B (zh) * 2010-05-28 2013-03-06 北京中恒博瑞数字电力科技有限公司 城市配网电磁合环倒电操作的分析方法
CN102749558A (zh) * 2012-06-20 2012-10-24 西安博源电气有限公司 电缆振荡波局部放电及故障定位的检测装置及方法
CN104375061A (zh) * 2014-12-02 2015-02-25 国网上海市电力公司 一种配电网间歇性接地故障检测系统
CN106058831B (zh) * 2016-08-05 2018-06-29 江苏方天电力技术有限公司 一种自适应配电网的智能分布式快速保护及故障隔离方法
CN107069676B (zh) * 2016-12-09 2019-08-20 国家电网公司 配电网故障定位及快速隔离恢复控制方法
CN107247216A (zh) * 2017-07-17 2017-10-13 天津理工大学 含dg的配电网故障检测与定位方法
WO2020243951A1 (zh) * 2019-06-06 2020-12-10 北京四方继保自动化股份有限公司 电网故障后供电网络毫秒级快速重构方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113241846A (zh) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106199341B (zh) 一种单相故障接地工况下的故障线路识别方法和装置
Conrad et al. Predicting and preventing problems associated with remote fault-clearing voltage dips
CN111596171A (zh) 一种人工智能深度学习下的智能配网故障诊断定位综合系统
CN103607042B (zh) 面向城郊长架空线路故障指示器的配电网故障处理方法
CN103983885A (zh) 一种用于配电台区的低压线路故障定位终端及定位方法
CN201026806Y (zh) 铁路电力贯通自闭线路gprs或cdma远程控制与故障处理系统
CN110907750B (zh) 基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法及系统
CN105527540A (zh) 一种故障指示器和分布式智能终端相配合的架空配电网故障定位方法
CN113013871A (zh) 一种配电网设备故障、检修时的负荷转供方法
CN204497849U (zh) 一种兼顾集中式、就地式馈线自动化的测控装置
CN107230970A (zh) 一种就地型馈线自动化的单相接地故障处理方法
CN113241846B (zh) 一种配电网电缆快速故障定位及恢复方法
Chaves et al. Development of an Automated Distribution Grid With the Application of New Technologies
CN202978426U (zh) 一种基于配电自动化的故障检测终端
CN104821559A (zh) 一种中性点联合接地设备自保护方法
CN204271609U (zh) 10kV智能用户分界开关控制器
CN111381127A (zh) 矿山供电系统单相接地故障及绝缘监测的方法和装置
CN104701823A (zh) 一种配电网馈线网络化的智能开关保护系统
CN101958579A (zh) 数字化变电站集中式保护装置站内信息缺失的处理方法
CN108847656B (zh) 基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统
CN201965165U (zh) 一种用于高压线路检测的智能互感器及高压线路检测设备
CN111426983A (zh) 一种配电架空电缆混合线路单相接地故障定位系统
CN115825655A (zh) 配网单相接地故障快速监测定位系统及方法
CN113541109B (zh) 一种基于电力无线专网的馈线故障处理系统及方法
CN110672979B (zh) 一种配电网线路故障诊断系统及方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
OL01 Intention to license declared
OL01 Intention to license declared
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210810

Assignee: TIANJIN KEYVIA ELECTRIC Co.,Ltd.

Assignor: TIANJIN University OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2024980005898

Denomination of invention: A Fast Fault Location and Recovery Method for Distribution Network Cables

Granted publication date: 20221125

License type: Common License

Record date: 20240516