CN113759209A - 基于多维协同监测的接地故障判别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种基于多维协同监测的接地故障判别方法及系统，包括：实时获取小电流接地选线装置的上送信号；基于所述上送信号类型，获得接地故障的粗略位置；当确定故障所在配电线路时，基于当前配电线路上所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障的精确位置；当仅确定故障所在母线段时，获取当前母线段所有配电线路，分别筛选不同配电线路上第一台智能设备的零序电流告警信息，基于所述零序电流告警信息确定接地故障的精确位置。所述方案大幅度缩减了故障查找时间，提高供电可靠性，特别是恶劣天气出现故障时，提高了抢修人员人身安全系数。

Description

基于多维协同监测的接地故障判别方法及系统

技术领域

本公开属于配电网故障处理技术领域，尤其涉及一种基于多维协同监测的接地故障判别方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

10kV配电线路单相接地故障在配网故障中占比较高，发生单相接地故障时，会导致间歇性孤光接地，造成谐振过电压，进一步造成绝缘击穿，引发相间短路，还可能导致设备损坏，影响供电可靠性。

发明人发现，为了实现配电网单相接地故障的判别，目前仍广泛采用传统的分割电网法和拉路试验法。对于安装有小电流接地选线装置的变电站，主要依靠小电流接地选线装置，将接地故障缩小到配电线路层级，然后由设备管理单位进行巡线查找，直至找到故障点；在小电流接地选线装置未能正确选线情况下，仅能缩小到母线段，对故障查找帮助不大，只能采用拉路试验法；特别是未安装小电流接地选线装置的变电站，在处理接地故障时，仅有拉路试验一种方法，而拉路试验需要至少两人进行，且费时费力，无法有效保证人员的安全。显然，仅依靠主网小电流接地选线装置无法快速精准的判别接地故障。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种基于多维协同监测的接地故障判别方法及系统，所述方案基于小电流接地选线装置上传的信息，并联合配电自动化主站智能设备采集的信息，能够快速精准的判别接地故障，同时，通过自动化的判别有效保障了检测人员的安全。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，包括：

实时获取小电流接地选线装置的上送信号；

基于所述上送信号类型，获得接地故障的粗略位置；

当确定故障所在配电线路时，基于当前配电线路上所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障的精确位置；当仅确定故障所在母线段时，获取当前母线段所有配电线路，分别筛选不同配电线路上第一台智能设备的零序电流告警信息，基于所述零序电流告警信息，确定接地故障的精确位置。

进一步的，所述当确定故障所在配电线路时，确定接地故障的精确位置具体为：从主站信息中通过配电线路名称及零序告警关键字，查询当前配电线路中所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障位于智能设备的负荷侧还是电源侧。

进一步的，所述当仅确定故障所在母线段时，确定接地故障的精确位置具体为：基于配电自动化主站站内一次接线图，筛选出当前母线段所有配电线路；从主站信息中筛选所有配电线路中的第一台智能设备的零序电流告警信息，根据获得的告警信息，确定接地故障位于智能设备的负荷侧还是电源侧。

进一步的，当接地故障发生后故障电流自故障点流向变电站出线间隔，配电线路第一台主线设备采集到故障电流时，向配电自动化主站上送零序电流告警信息。

进一步的，当无小电流接地选线装置，且接收到变电站后备保护母线接地告警信号时，基于配电自动化主站站内一次接线图，筛选出当前母线段所有配电线路；从主站信息中筛选所有配电线路中的第一台智能设备的零序电流告警信息，根据获得的告警信息，确定接地故障位于智能设备的负荷侧还是电源侧。

根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种基于多维协同监测的接地故障判别系统，包括：

信号获取单元，其用于实时获取小电流接地选线装置的上送信号；

粗略位置估计单元，其用于基于所述上送信号类型，获得接地故障的粗略位置；

精确位置估计单元，其用于当确定故障所在配电线路时，基于当前配电线路上所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障的精确位置；当仅确定故障所在母线段时，获取当前母线段所有配电线路，分别筛选不同配电线路上第一台智能设备的零序电流告警信息，基于所述零序电流告警信息确定接地故障的精确位置。

根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法。

根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

(1)本公开所述方案提供了一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，所述方案基于小电流接地选线装置上传的信息，并联合配电自动化主站智能设备采集的信息，能够快速精准的判别接地故障；同时，对于不存在小电流接地选线装置的变电站，当接收到变电站后备保护母线接地告警信号时，基于配电自动化主站站内一次接线图，筛选出当前母线段所有配电线路；从主站信息中筛选所有配电线路中的第一台智能设备的零序电流告警信息，基于所述告警信息，获得接地故障的精确位置；所述方案具有较强的鲁棒性，能够适应变电站的多种情况。

(2)本公开所述方案大幅度缩减了故障查找时间，提高供电可靠性，特别是恶劣天气出现故障时，提高了抢修人员人身安全系数，适用于各单位主配网信息共享，因系统均为内部系统，不涉及信息泄露，可大力推广。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例一中所述的基于多维协同监测的接地故障判别方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

本实施例的目的是提供一种基于多维协同监测的接地故障判别方法。

一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，包括：

实时获取小电流接地选线装置的上送信号；

基于所述上送信号类型，获得接地故障的粗略位置；

当确定故障所在配电线路时，基于当前配电线路上所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障的精确位置；当仅确定故障所在母线段时，获取当前母线段所有配电线路，分别筛选不同配电线路上第一台智能设备的零序电流告警信息，基于所述零序电流告警信息确定接地故障的精确位置。

具体的，为了便于理解，以下结合附图对本公开所述方案进行详细说明：

如图1所示，本公开所述方案基于现有技术中存在的不足，利用主网IES700系统小电流接地选线装置上传的信息与配电自动化主站智能设备采集的信息用“与”门进行信息筛选；以下结合具体实例对本公开所述方案进行说明：

(一)数据获取

数据来源均为现有设备采集上送，其中小电流接地选线装置为变电站站内设备，临沭公司目前17座变电站已安装；配电自动化主站数据为线路在运智能设备采集上送，临沭公司125条公用线路共安装443台智能设备(含152台智能分段开关，195台智能分界开关，55台智能环网柜，41台故障指示器)。

其中，小电流接地选线装置是对10千伏线路零序电流信号分析，其在站内对通过线路零序电流互感器采集到的零序电流进行装置内部判断，选线成功后直接上送接地线路信号，选线不成功仅上送接地线路所在母线段信号；

线路在运智能设备采集的数据包含设备负荷侧电压、电流、零序电流，本实施例中仅需使用零序电流，智能设备实时上送零序电流值。在智能设备采集到大于保护定值的零序电流值时，根据保护定值设定分为两种处理方式：一是投零序跳闸情况下，直接跳闸隔离；二是投零序告警情况下，同时上送零序电流告警信号、实时零序电流值至配电自动化主站。由于本公开所述方案仅利用单一的零序电流值，因此，无需对数据进行预处理，提高了算法的执行效率。

(二)接地故障判别的具体步骤

步骤1：接收到站内小电流接地选线装置上送信号或变电站后备保护接地告警信号；

步骤2：对接收的站内信号进行处理，根据信号情况确定接地故障所处位置(特指变电站-母线段-配电线路，精确层级由小电流接地选线装置或母线接地告警信号决定)；

所述步骤2具体包括：

当小电流接地选线装置选线成功情况下(即确定故障所在配电线路时)，执行如下步骤：

从主站信息中算法搜索线路名称+零序告警关键字，筛选出该配电线路上所有智能设备零序电流告警信息(配电自动化主站含数据库处理器、历史服务器，储存智能设备上送所有实时和历史信息，主站具有告警信息提示功能，但因信息较多，可能因数据更新导致提示信息滚动离开当页面)，与主站内部自愈功能判断故障区间(主站系统根据线路在运智能设备上送的故障告警信息，进行故障定位，故障电流方向流经其电源侧智能设备时，智能设备采集到大于保护定值的故障电流时，其通过无线通讯模块上送至主站，主站内部逻辑判断故障点处于智能设备的负荷侧；如该智能设备未上送故障信息，主站判断故障位于该智能设备电源侧)相似；确定接地点位置，例如某分段开关以下或某分段开关1，某分段开关2之间，某分界开关以下，某环网柜3间隔以下，指导抢修人员精准抢修；

当小电流接地选线装置未选线仅确定母线情况下，具体步骤如下：

首先调用配电自动化主站站内一次接线图筛选该母线段所有配电线路，利用主站筛选所属配电线路全部第一台智能设备(根据电流流向自变电站10千伏间隔至线路末端为正向，第一台指出线点以下第一个主线智能设备，主站自身逻辑能够通过10千伏一次单线图确定第一台智能设备)零序电流告警信息，因接地故障发生后故障电流自故障点流向变电站出线间隔，线路第一台主线智能设备能够采集到故障电流，确定接地线路，后续流程与上条相同；

进一步的，个别变电站未改造安装小电流接地选线装置情况下，且接收到变电站后备保护接地告警信号时，基于配电自动化主站站内一次接线图，筛选出当前母线段所有配电线路；从主站信息中筛选所有配电线路中的第一台智能设备的零序电流告警信息，根据获得的告警信息，确定接地故障位于智能设备的负荷侧还是电源侧。

进一步的，本公开所述方案，需要对小电流接地选线装置进行部署(首先，已安装该装置的变电站由变电专业人员日常运维，确保该装置运行稳定；其次，未安装该装置的变电站需要利用技改大修项目资金结合春秋检停电计划实施，临沭公司未安装的2座变电站均已有项目支撑，需配合停电计划实施)和配电自动化智能设备安装监测范围推动(根据配电线路标准化配置要求，利用技改大修项目资金结合春秋检停电计划继续增加线路智能设备)，伴随配电自动化实用化提高逐步实现。最终达到出现单相接地故障协同精准判别故障范围。

基于本公开多维协同监测的接地故障判别方法，所述的大幅度缩减故障查找时间，提高供电可靠性，特别是恶劣天气出现故障时，提高了抢修人员人身安全系数，适用于各单位主配网信息共享，因系统均为内部系统，不涉及信息泄露，可大力推广。

实施例二：

本实施例的目的是提供一种基于多维协同监测的接地故障判别系统。

一种基于多维协同监测的接地故障判别系统，包括：

信号获取单元，其用于实时获取小电流接地选线装置的上送信号；

粗略位置估计单元，其用于基于所述上送信号类型，获得接地故障的粗略位置；

精确位置估计单元，其用于当确定故障所在配电线路时，基于当前配电线路上所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障的精确位置；当仅确定故障所在母线段时，获取当前母线段所有配电线路，分别筛选不同配电线路上第一台智能设备的零序电流告警信息，基于所述零序电流告警信息确定接地故障的精确位置。

在更多实施例中，还提供：

一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例一中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。

应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASI C，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例一中所述的方法。

实施例一中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

上述实施例提供的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法及系统可以实现，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，其特征在于，包括：

实时获取小电流接地选线装置的上送信号；

基于所述上送信号类型，获得接地故障的粗略位置；

当确定故障所在配电线路时，基于当前配电线路上所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障的精确位置；当仅确定故障所在母线段时，获取当前母线段所有配电线路，分别筛选不同配电线路上第一台智能设备的零序电流告警信息，基于所述零序电流告警信息确定接地故障的精确位置。

2.如权利要求1所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，其特征在于，所述当确定故障所在配电线路时，确定接地故障的精确位置具体为：从主站信息中通过配电线路名称及零序告警关键字，查询当前配电线路中所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障位于智能设备的负荷侧还是电源侧。

3.如权利要求1所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，其特征在于，所述当仅确定故障所在母线段时，确定接地故障的精确位置具体为：基于配电自动化主站站内一次接线图，筛选出当前母线段所有配电线路；从主站信息中筛选所有配电线路中的第一台智能设备的零序电流告警信息，根据获得的告警信息，确定接地故障位于智能设备的负荷侧还是电源侧。

4.如权利要求1所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，其特征在于，所述第一台智能设备具体为根据电流流向自变电站10kV间隔至线路末端为正向，出现点以下的第一个主线智能设备。

5.如权利要求4所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，其特征在于，当接地故障发生后故障电流自故障点流向变电站出线间隔，配电线路第一台主线设备采集到故障电流时，向配电自动化主站上送零序电流告警信息。

6.如权利要求1所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，其特征在于，当无小电流接地选线装置，且接收到变电站后备保护接地告警信号时，基于配电自动化主站站内一次接线图，筛选出当前母线段所有配电线路；从主站信息中筛选所有配电线路中的第一台智能设备的零序电流告警信息，根据获得的告警信息，确定接地故障位于智能设备的负荷侧还是电源侧。

7.如权利要求1所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法，其特征在于，所述基于所述上送信号类型，获得接地故障的粗略位置，具体为：若所述上送信号类型为接地线路信号时，获得接地故障所在配电线路；若所述上送信号类型为接地线路所在母线段信号时，获得接地故障所在母线段。

8.一种基于多维协同监测的接地故障判别系统，其特征在于，包括：

信号获取单元，其用于实时获取小电流接地选线装置的上送信号；

粗略位置估计单元，其用于基于所述上送信号类型，获得接地故障的粗略位置；

精确位置估计单元，其用于当确定故障所在配电线路时，基于当前配电线路上所有智能设备上传的零序电流告警信息，确定接地故障的精确位置；当仅确定故障所在母线段时，获取当前母线段所有配电线路，分别筛选不同配电线路上第一台智能设备的零序电流告警信息，基于所述零序电流告警信息确定接地故障的精确位置。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种基于多维协同监测的接地故障判别方法。

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