CN113933654A - 基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法和系统，根据自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，可快速定位非采集保护装置开关故障跳闸范围，降低非故障范围复电时间。
Description
技术领域
本发明涉及配电网故障定位技术领域，尤其涉及一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法和系统。
背景技术
配电网故障定位是配电网调度管理、配电网运行经常应用到的一个问题。由于配电网覆盖范围大，采集点较稀疏，部分配电网由于建设年份较早，并非所有带保护的开关均配置跳闸信号远传功能，即采用非采集保护装置。且由于配电网网架的庞大性，做不到每个保护装置都选为可采集保护装置。而配电网发生故障的时候，一般靠带保护的断路器开关切断故障电流，隔离故障区域，但当非采集保护装置开关跳闸时，故障定位基本上靠调度员根据经验及现场各个终端上送的信号进行综合判断，或依靠配电运维人员到现场巡视查找故障点，往往延迟了非故障区域的复电时间。目前大部分在配电网安装的配网自动化终端均可采集过流告警、过流跳闸、终端失压等信号，并传送至配网自动化主站，但由于过流告警、过流跳闸等定值会因各地的不同需要设置不同定值，若非采集保护装置开关跳闸时限小于信号远传开关跳闸或告警时限，信号远传开关则无法上送过流告警或过流跳闸信号，即使故障点后段线路上有安装自动化终端，因故障后段自动化终端无故障电流流过，所以故障点后段的自动化终端也无法上送过流告警、过流跳闸信号。因此，非采集保护装置开关因故障跳闸时，会对故障点定位带来非常大的困难，延长故障定位判断时间，对配网故障快速复电带来影响。
配电网的保护装置分为可采集保护装置和非采集保护装置，可采集保护装置和非采集保护装置的定义为：
可采集保护装置：是指带遥测、遥信采集功能，且能接收主站遥控指令，且具备就地故障检测、就地故障跳闸功能的配电自动化开关保护装置，一般指配网的FTU、DTU等装置。
非采集保护装置：是指不带遥测、遥信、遥控功能，但具备就地故障检测、就地故障跳闸功能的配电自动化开关保护装置，一般指配电自动化开关就地保护装置。
发明内容
本发明提供了一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法和系统，用于解决非采集保护装置跳闸时对配网进行故障点定位困难，难以快速判断故障点和恢复供电的技术问题。
有鉴于此，本发明第一方面提供了一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法，包括：
对配网线路上的保护装置投入过流保护跳闸或过流告警功能以及投入终端失压告警功能，退出失压跳闸功能，其中，配电线路上的可采集保护装置实时上送包含电压和电流在内的遥测信息，配网线路上的保护装置之间配置动作级差时间；
获取配网线路的电气拓扑连接关系信息；
获取配网自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息，过流保护跳闸或过流告警信号情况包括过流保护跳闸或过流告警信息、开关变位信息和保护动作信息；
对自动化终端的上送过流保护跳闸或过流告警信号情况进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将在前的上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，隔离故障。
可选地，获取配网线路的电气拓扑连接关系信息，包括：
从配网GIS系统获取配网线路的电气拓扑连接关系信息。
可选地，获取配网自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及终端失压信息，包括：
从配网自动化族战系统获取配网自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及终端失压信息。
可选地，配网线路上的保护装置每级配置0.05s的配置动作级差时间。
本发明第二方面提供了一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统，包括：
保护功能配置单元，用于对配网线路上的保护装置投入过流保护跳闸或过流告警功能以及投入终端失压告警功能，退出失压跳闸功能，其中，配电线路上的可采集保护装置实时上送包含电压和电流在内的遥测信息，配网线路上的保护装置之间配置动作级差时间；
拓扑关系获取单元，用于获取配网线路的电气拓扑连接关系信息；
信号获取单元，用于获取配网自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息，过流保护跳闸或过流告警信号情况包括过流保护跳闸或过流告警信息、开关变位信息和保护动作信息；
故障定位单元，用于对自动化终端的上送过流保护跳闸或过流告警信号情况进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将在前的上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，隔离故障。
可选地，拓扑关系获取单元具体用于：
从配网GIS系统获取配网线路的电气拓扑连接关系信息。
可选地，信号获取单元具体用于：
从配网自动化族战系统获取配网自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及终端失压信息。
可选地，配网线路上的保护装置每级配置0.05s的配置动作级差时间。
从以上技术方案可以看出，本发明基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法具有以下优点：
本发明提供的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法，根据自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，对非采集保护装置开关故障定位和隔离，可快速定位非采集保护装置开关故障跳闸范围，降低非故障范围复电时间，解决了非采集保护装置跳闸时对配网进行故障点定位困难，难以快速判断故障点和恢复供电的技术问题。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种配网线路拓扑图；
图3为本发明提供的一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本发明中提供了一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法的实施例，包括：
步骤101、对配网线路上的保护装置投入过流保护跳闸或过流告警功能以及投入终端失压告警功能，退出失压跳闸功能，其中，配电线路上的可采集保护装置实时上送包含电压和电流在内的遥测信息，配网线路上的保护装置之间配置动作级差时间。
本发明实施例中，对配网线路上的可采集保护装置和非采集保护装置投入过流保护跳闸或过流告警功能、投入终端失压告警功能，退出失压跳闸功能。配电线路上的可采集保护装置实时上送电压、电流等遥测信息。配网线路上的可采集保护装置或非采集保护装置之间应配置相应的动作级差时间，避免一个故障点引起多台开关同时跳闸；如：每级配置0.05s的动作时间级差。
步骤102、获取配网线路的电气拓扑连接关系信息。
要对配网故障进行定位，就需要获得配网线路的电气拓扑连接关系信息。在一个实施例中，可从配网GIS系统获取配网线路的电气拓扑连接关系信息。电力系统配网GIS已广泛使用，维护人员只需在GIS系统中录入线路沿布图、同步设备生产台账信息，即可形成完整的配电网网络拓扑关系以及线路所有开关、杆塔等设备信息。同时，GIS系统通过CIM(公共信息模型)将配电网线路的拓扑连接关系、设备信息、开关及刀闸的分合情况等，通过CIM模型传送给配电自动化系统进行电网分析。因此，配电网的一次连接关系可以通过GIS模型获取。
步骤103、获取配网自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息，过流保护跳闸或过流告警信号情况包括过流保护跳闸或过流告警信息、开关变位信息和保护动作信息。
配电网故障的发生往往伴随着开关变位、保护动作和告警信息，因而可以从配网自动化主站系统获取配网可采集保护装置和非采集保护装置的自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及终端失压信息。
步骤104、对自动化终端的上送过流保护跳闸或过流告警信号情况进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将在前的上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，隔离故障。
本发明实施例提供的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法，根据自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，对非采集保护装置开关故障定位和隔离，可快速定位非采集保护装置开关故障跳闸范围，降低非故障范围复电时间，解决了非采集保护装置跳闸时对配网进行故障点定位困难，难以快速判断故障点和恢复供电的技术问题。
为了更好地对本发明中提供的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法的原理进行理解，本发明中提供了一个具体的应用例，如下：
请参阅图2，图2为本发明实施例中提供的一个配网线路拓扑图，包括7个配电站和一个公用配电站。3号配电站、5号配电站和公用配电站配置的是可采集保护装置，1号配电站、2号配电站、4号配电站、6号配电站和7号配电站配置的是非采集保护装置。
对1～7号配电站以及公用配电站投入过流保护跳闸或过流告警功能，投入终端失压告警功能，退出失压跳闸功能。
配网线路上的3号配电站、5号配电站、公用配电站可采集保护装置上送电压、电流等遥测信息。
配网线路上的可采集保护装置或非采集保护装置之间配置相应的动作级差时间。由电源点上游线路1的1号配电站至公用配电站之间，每级配置0.05s的动作时间级差。
从配网GIS系统获取配网线路的电气拓扑连接关系。
如图2所示，当4号配电站与5号配电站之间发生相间短路故障或其他故障使4号配电站的602开关跳闸。由于4号配电站开关是非采集保护装置，因此，4号配电站不会有任何信号上送至配电主站。1～3号配电房供电正常，后端5～7号配电房无任何过流信号。
从配网自动化主站系统获取配网自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及“终端失压”信息，此时仅有5号配电站601、602开关及公用配电站601、602开关能上送“终端失压”信息，且电流突变为0。
4号配电站与5号配电站之间发生相间短路故障或其他故障使4号配电站的602开关过流保护跳闸，由于故障点在4号电房与5号电房之间线路，4号电房602开关与上游的1、2、3号电房601、602开关存在启动时间及启动电流级差，因此1、2、3号电房开关在启动告警或跳闸前，4号电房602开关已达到保护动作阈值先切除故障，1、2、3号电房开关不会上送“过流告警”或“过流跳闸”信息。通过主站分析发出告警的自动化终端信号，如果线路各自动化终端均没收到“过流告警”或“过流保护跳闸”信号，而后端的可采集信号的自动化终端上送“终端失压”信号，且该自动化终端的电流、电压遥测值均变为0，则可判断为在前的上送“终端失压”信号的自动化终端与该自动化终端(即5号配电站)上游的非采集保护装置(即3～4号配电站)之间的故障，配网自动化主站发出命令，将上送“终端失压”信号的开关遥控分闸，即可完全隔离故障。主站发命令将3号配电房602及5号配电房601遥控分开，即可可靠将故障点隔离。
为了便于理解，请参阅图3，本发明中提供了一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统的实施例，包括：
保护功能配置单元301，用于对配网线路上的保护装置投入过流保护跳闸或过流告警功能以及投入终端失压告警功能，退出失压跳闸功能，其中，配电线路上的可采集保护装置实时上送包含电压和电流在内的遥测信息，配网线路上的保护装置之间配置动作级差时间；
拓扑关系获取单元302，用于获取配网线路的电气拓扑连接关系信息；
信号获取单元303，用于获取配网自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息，过流保护跳闸或过流告警信号情况包括过流保护跳闸或过流告警信息、开关变位信息和保护动作信息；
故障定位单元304，用于对自动化终端的上送过流保护跳闸或过流告警信号情况进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将在前的上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，隔离故障。
拓扑关系获取单元302具体用于：
从配网GIS系统获取配网线路的电气拓扑连接关系信息。
信号获取单元303具体用于：
从配网自动化族战系统获取配网自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及终端失压信息。
配网线路上的保护装置每级配置0.05s的配置动作级差时间。
本发明实施例中提供的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统，根据自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，对非采集保护装置开关故障定位和隔离，可快速定位非采集保护装置开关故障跳闸范围，降低非故障范围复电时间，解决了非采集保护装置跳闸时对配网进行故障点定位困难，难以快速判断故障点和恢复供电的技术问题。
本发明实施例中提供的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统，用于执行前述基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法实施例中的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法，其原理与前述实施例中的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法一致，在此不再进行赘述。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法，其特征在于，包括：
对配网线路上的保护装置投入过流保护跳闸或过流告警功能以及投入终端失压告警功能，退出失压跳闸功能，其中，配电线路上的可采集保护装置实时上送包含电压和电流在内的遥测信息，配网线路上的保护装置之间配置动作级差时间；
获取配网线路的电气拓扑连接关系信息；
获取配网自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息，过流保护跳闸或过流告警信号情况包括过流保护跳闸或过流告警信息、开关变位信息和保护动作信息；
对自动化终端的上送过流保护跳闸或过流告警信号情况进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将在前的上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，隔离故障。
2.根据权利要求1所述的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法，其特征在于，获取配网线路的电气拓扑连接关系信息，包括：
从配网GIS系统获取配网线路的电气拓扑连接关系信息。
3.根据权利要求1所述的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法，其特征在于，获取配网自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及终端失压信息，包括：
从配网自动化族战系统获取配网自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及终端失压信息。
4.根据权利要求1所述的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离方法，其特征在于，配网线路上的保护装置每级配置0.05s的配置动作级差时间。
5.一种基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统，其特征在于，包括：
保护功能配置单元，用于对配网线路上的保护装置投入过流保护跳闸或过流告警功能以及投入终端失压告警功能，退出失压跳闸功能，其中，配电线路上的可采集保护装置实时上送包含电压和电流在内的遥测信息，配网线路上的保护装置之间配置动作级差时间；
拓扑关系获取单元，用于获取配网线路的电气拓扑连接关系信息；
信号获取单元，用于获取配网自动化终端上送的过流保护跳闸或过流告警信号情况和终端失压信息，过流保护跳闸或过流告警信号情况包括过流保护跳闸或过流告警信息、开关变位信息和保护动作信息；
故障定位单元，用于对自动化终端的上送过流保护跳闸或过流告警信号情况进行分析，若在发生停电故障时，配网线路上没有自动化终端发出过流保护跳闸或过流告警信号，同时可采集保护装置的自动化终端上送终端失压告警，且上送终端失压告警的自动化终端的电压和电流遥测值均变为0，则判断故障发生在上送终端失压告警的自动化终端与上游的最近一个电压非0的可采集保护装置之间，通过主站发出命令，将在前的上送终端失压告警的自动化开关遥控分闸，隔离故障。
6.根据权利要求5所述的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统，其特征在于，拓扑关系获取单元具体用于：
从配网GIS系统获取配网线路的电气拓扑连接关系信息。
7.根据权利要求5所述的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统，其特征在于，信号获取单元具体用于：
从配网自动化族战系统获取配网自动化终端上送的开关变位信息、保护动作信息以及终端失压信息。
8.根据权利要求5所述的基于配网非采集保护装置跳闸的故障定位隔离系统，其特征在于，配网线路上的保护装置每级配置0.05s的配置动作级差时间。
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| CN102299563A (zh) * | 2011-08-26 | 2011-12-28 | 任建福 | 一种智能配电网da保护方法 |
| CN103606910A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-02-26 | 云南电网公司大理供电局 | 一种基于广域信息的配电网馈线出口死区的故障自愈方法 |
| CN112886557A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-06-01 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种配电网主站与级差保护协同型自愈方法 |
-
2021
- 2021-11-12 CN CN202111342576.2A patent/CN113933654A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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