CN114325238B - 低压配电线路故障定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

该发明涉及一种低压配电线路故障定位方法及系统，属于低压配电系统故障定位技术领域。本发明的方法包括步骤：S1，检测到低压配电回路发生停电或跳闸，分别采集所述低压配电回路中各回路的电流、电压突变量；S2，将所述的电流、电压突变量与设定限值比较，生成各回路对应的过流标志；S3，根据所述各回路的过流标志，确定存在故障的回路，并定位故障点。使用本发明技术方案的通过在低压配电线路的各回路上设置低压故障检测单元，并结合配电网络接线模型实现故障点定位，具有能在第一时间，准确的定位故障点的优点。

Description

低压配电线路故障定位方法及系统

技术领域

本发明涉及电力设备运行监测技术领域，特别是涉及一种低压配电线路故障定位方法及系统领域。

背景技术

如图1为低压配电系统(线路)网络结构图，低压配电系统一般由主回路开关，主干电缆，分支开关，分支电缆，末端负荷等若干部分组成。

在实际运行中，经常发生主回路开关KG1跳闸停电的情况。KG1跳闸产生有以下几种原因。

第1，开关本体故障。外回路没有故障，但是由于开关本身的缺陷、电缆头温升或者未知因素造成的开关异常跳闸。

第2，主干电缆发生短路故障，如图F1点发生故障，流过KG1的电流增大，触发KG1自身的跳闸限值设定，开关正常跳闸。

第3，下级故障引起的越级跳闸。如图F2点发生故障，正常情况下KG2应跳闸切除故障，但是由于某种原因KG2没有正确动作，导致KG1跳闸切除故障。

由于低压配电系统中一般不安装采集设备，因此发生上述跳闸情况时，运维人员不能第一时间发现故障原因，只有通过试拉试送，设备更换等简单的方法来定位故障。

因此，亟需一种能实时监测低压配电系统，在第一时间发现故障，并且能准确识别故障点的低压配电线路故障定位方法及系统。

发明内容

该发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能在第一时间发现故障，实时监测低压配电系统，并且能准确识别故障点的低压配电线路故障定位方法及系统。

为了实现上述的目的，该发明的具有如下构成：

本发明包括一种低压配电线路故障定位方法，其包括步骤

S1，检测到低压配电回路发生停电或跳闸，采集所述低压配电回路的运行参数；

S2，将所述的运行参数与设定限值比较，生成过流标志；

S3，根据所述过流标志判断故障定位信息。

在该低压配电线路故障定位方法中，所述的步骤S1具体为，检测到低压配电回路发生停电或跳闸，分别采集所述低压配电回路中各回路的电流、电压突变量；

所述步骤S2具体为，将所述的电流、电压突变量与设定限值比较，生成各回路对应的过流标志；

在该低压配电线路故障定位方法中，所述的步骤S3具体为，根据所述各回路的过流标志，确定存在故障的回路，并定位故障点。

在该低压配电线路故障定位方法中，所述的步骤S3具体为，根据所述过流标志判断故障定位信息，判断方法包括步骤，

SA，读取网络接线模型；

SB，扫描所述过流标志，确定故障所在的分支回路；

SC，扫描故障分支回路中所述过流标志，定位故障点。

在该低压配电线路故障定位方法中，所述的步骤SB包括步骤，

SB-1，按设定顺序扫描各分支回路的所述过流标志；

SB-2，判断分支回路开关是否跳闸，若是，执行下一步骤，若否，返回步骤SB-1扫描下一顺序的分支回路；

SB-3，判断所述分支回路开关是否过流，若是，执行步骤SC，若否，确定所述的分支回路的开关本体故障。

在该低压配电线路故障定位方法中，所述的步骤SC具体为，从所述分支回路的跳闸开关开始，依次扫描该跳闸开关下游开关的过流标志，确定故障位置。

在该低压配电线路故障定位方法中，所述的步骤SC包括步骤；

SC-1，从所述分支回路的跳闸开关开始，依次按深度优先扫描该跳闸开关下游具有过流标志的开关，并把开关加入搜索队列；

SC-2，判断队列尾部开关是否过流，若不过流，确定故障区间为尾部开关下游区段故障。

本发明还包括一种低压配电线路故障定位系统，包括分别安装于低压配电线路上的低压故障检测单元、故障分析管理单元；

所述的低压故障检测单元采集低压配电回路的运行参数，并将所述的运行参数与设定限值比较，生成过流标志；所述的故障分析管理单元用于根据所述过流标志判断故障定位信息。

在该低压配电线路故障定位系统中，故障定位系统检测到低压配电回路发生停电或跳闸，分别设置于各回路上的低压故障检测单元采集所述低压配电回路中各回路的电流、电压突变量，并将所述的电流、电压突变量与设定限值比较，生成各回路对应的过流标志；所述的故障分析管理单元根据所述各回路的过流标志，确定存在故障的回路，并定位故障点。

在该低压配电线路故障定位系统中，所述的故障分析管理单元读取网络接线模型，按设定顺序扫描各分支回路的所述过流标志，判断所述分支回路开关是否跳闸，若不跳闸，扫描下一顺序的分支回路，若跳闸，继续判断所述分支回路开关是否过流；若该分支回路不过流，确定所述分支回路的开关本体故障，若所述分支回路过流，从所述分支回路的跳闸开关开始，按深度优先依次扫描该跳闸开关下游具有过流标志的开关并加入搜索队列，确定故障区间为搜索队列尾部开关的下游区段。

在该低压配电线路故障定位系统中，还包括通信网络单元，所述的低压故障检测单元通过所述通信网络单元发送运行参数及过流标志至所述故障分析管理单元；

所述的压故障检测单元、故障分析管理单元以及通信网络单元分别设置有独立供电；

所述的低压故障检测单元包括与所述低压配电线路中的开关对应数量的低压故障检测装置；

所述的故障分析管理单元包括有存储器、显示器和操作键盘，可以通过该操作键盘查询所述存储器存储的故障定位信息。

采用了本发明的一种低压配电线路故障定位方法及系统，该方法包括步骤：S1，检测到低压配电回路发生停电或跳闸，分别采集所述低压配电回路中各回路的电流、电压突变量；S2，将所述的电流、电压突变量与设定限值比较，生成各回路对应的过流标志；S3，根据所述各回路的过流标志，确定存在故障的回路，并定位故障点。使用本发明技术方案的通过在低压配电线路的各回路上设置低压故障检测单元，并结合配电网络接线模型实现故障点定位，具有能在第一时间，准确的定位故障点的优点。

附图说明

图1为本申请示例性的低压配电线路的结构示意图；

图2为本申请优选的故障定位方法步骤图；

图3为本申请优选的故障定位方法中故障点位置判断的步骤图；

图4为本申请的故障定位系统优选的结构示意图；

图5为本申请的优选实施例的故障定位系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例，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，也属于本发明保护的范围。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件、相对布置、功能、数值并不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备暂不做详细描述，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出的和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是实例性的，而不是作为限制。因此，步骤性实施例的其他示例可以具有不同的先后顺序。

本发明的故障定位方法及系统适用于电力系统0.4kV低压配电系统(线路)，涉及电力系统信息自动化领域；所要解决的是当前电力系统配电站低压开关跳闸后如何快速定位故障点，从而及时采取措施处理故障的问题。该方法主要是在低压配电系统的跳闸回路和下级负荷回路上安装就地故障在线监测设备，通过故障在线监测设备记录故障时刻电流数据，并根据配电系统的网络结构定位故障点。

图1为示例性的低压配电系统网络结构图，低压配电系统一般由主回路开关，主干电缆，分支开关，分支电缆，末端负荷等若干部分组成。在实际运行中，经常发生主回路开关KG1跳闸的情况。KG1跳闸原因包括开关本体故障、主干电缆发生短路故障、下级故障引起的越级跳闸。本发明通过配电系统数据采集，结合配电网络接线模型实现故障点定位，为运维人员提供决策依据。

如图2所示，本发明包括一种低压配电线路故障定位方法，其包括步骤

S1，检测到低压配电回路发生停电或跳闸，采集所述低压配电回路的运行参数；

S2，将所述的运行参数与设定限值比较，生成过流标志；

S3，根据所述过流标志判断故障定位信息。

在优选的实施例中，所述的步骤S1具体为，检测到低压配电回路发生停电或跳闸，分别采集所述低压配电回路中各回路的电流、电压突变量；

所述步骤S2具体为，将所述的电流、电压突变量与设定限值比较，生成各回路对应的过流标志；

所述的步骤S3具体为，根据所述各回路的过流标志，确定存在故障的回路，并定位故障点。

具体地说，当低压回路发生停电或者跳闸时，系统实时采集主回路、各分支回路开关电流、电压的突变量，在优选的实施例中，所采集的数据为主开关、各分支开关电流、电压的突变量。将采集的电流、电压的突变量与设定的限值比较，产生对应的回路过流标志的开关量信号，该过流标志可用于判别对应的各回路、开关的跳闸及过流信息。基于过流标志与各回路、开关一一对应的特点，通过过流标志的识别判断，便能准确定位故障所发生的回路或开关。

如图3所示，在优选的实施例中，所述的步骤S3具体为，根据所述过流标志判断故障定位信息，判断方法包括步骤，

SA，读取网络接线模型；

SB，扫描所述过流标志，确定故障所在的分支回路；

SC，扫描故障分支回路中所述过流标志，定位故障点。

优选的步骤SB包括步骤，

SB-1，按设定顺序扫描各分支回路的所述过流标志；

SB-2，判断分支回路开关是否跳闸，若是，执行下一步骤，若否，返回步骤SB-1扫描下一顺序的分支回路；

SB-3，判断所述分支回路开关是否过流，若是，执行步骤SC，若否，确定所述的分支回路的开关本体故障。

优选的步骤SC具体为，从所述分支回路的跳闸开关开始，依次扫描该跳闸开关下游开关的过流标志，确定故障位置。

在该低压配电线路故障定位方法中，所述的步骤SC包括步骤；

SC-1，从所述分支回路的跳闸开关开始，依次按深度优先扫描该跳闸开关下游具有过流标志的开关，并把开关加入搜索队列；

SC-2，判断队列尾部开关是否过流，若不过流，则确定故障区间为尾部开关下游区段故障。

具体地说，如图3所示，本申请的故障定位方法及系统内设置有与低压配电系统对应的网络接线模型，对照该网络接线模型，通过采集及计算的数据，定位故障点。故障点的识别方法为从上游到下游根据广度优先定时扫描开关数据确定故障所在回路，所述的开关数据包括电压、电流突变量以及过流标志，优选的所述的广度优选确定的故障所在回路为主回路下的各分支回路，但不限定各分支回路的层级。故障所在回路确定的方式为判断该回路开关是否跳闸，若跳闸，则确定故障点位于该跳闸的回路上，继续判断该回路开关是否过流，若不过流，则确定为该开关本体故障，若过流，则继续扫描该故障回路下游的开关数据以得到更精确的故障点定位。

精确故障点定位的方式为，在故障回路中的跳闸开关及所有下游过流开关按深度优先顺序进入依次搜索队列，所述的深度顺序优选为各支路沿配电方向的电路顺序。具体地说，将上述下游的开关加入搜索队列，则该开关位于搜索队列队尾，扫描该开关对应的过流标志，若不过流，则确定故障点位于搜索队列尾部开关下游线路区段中；若过流，则继续将上述开关的下游开关加入搜索队列队尾，并重复上述步骤。

本发明还包括一种低压配电线路故障定位系统，包括分别安装于低压配电线路上的低压故障检测单元、故障分析管理单元以及通信网络单元；

所述的低压故障检测单元采集低压配电回路的运行参数，并将所述的运行参数与设定限值比较，生成过流标志；所述的故障分析管理单元用于根据所述过流标志判断故障定位信息。

所述的低压故障检测单元通过所述通信网络单元发送运行参数及过流标志至所述故障分析管理单元；

如图4所示为示例性的故障定位系统结构图，当低压配电线路发生停电或者跳闸时，低压故障检测单元可以就地实时采集主开关、各分支开关电流、电压的突变量，并通过就地通信网络单元发送故障记录数据到故障分析管理单元。故障分析管理单元根据采集到的数据进行故障点定位判断，并给出定位信息。运维人员可通过综合故障分析单元获取故障定位点信息，为故障抢修提个决策依据，从而提高工作效率。

本申请的故障定位系统用于检测并定位电力设备的故障，优选地，所述的电力设备可以是主干开关或者分支开关，也可以是熔断器，或者线路分支点。

低压故障检测单元安装在低压配电线路上，用于电力设备运行参数采集，运行参数包括电压、电流等。低压故障检测单元可捕获回路电流、电压突变量，与设定的限值比较，产生一个回路过流标志的开关量信号。低压故障检测单元提供有线/无线通信接口，可以为以太网网络接口，RS485接口、450M射频通信接口、LoRa通信接口、HPLC载波通信接口等。故障分析管理单元通过标准电力远动规约(如MODBUS RTU/IEC60870-5-101/IEC60870-5-101等)接入多个低压故障检测单元采集的运行数据。故障分析管理单元内置了低压配电系统的网络接线模型，并根据采集到的过流标志来判定故障点和故障原因。

在优选的实施例中，故障定位系统检测到低压配电回路发生停电或跳闸，分别设置于各回路上的低压故障检测单元采集所述低压配电回路中各回路的电流、电压突变量，并将所述的电流、电压突变量与设定限值比较，生成各回路对应的过流标志；所述的故障分析管理单元根据所述各回路的过流标志，确定存在故障的回路，并定位故障点。

在优选的实施例中，所述的故障分析管理单元读取网络接线模型，按设定顺序扫描各分支回路的所述过流标志，判断所述分支回路开关是否跳闸，若不跳闸，扫描下一顺序的分支回路，若跳闸，继续判断所述分支回路开关是否过流；若该分支回路不过流，确定所述分支回路的开关本体故障，若所述分支回路过流，从所述分支回路的跳闸开关开始，依次扫描该跳闸开关下游具有过流标志的开关并把开关依次加入搜索队列，确定故障区间为搜索队列尾部开关下游区段故障。

所述的压故障检测单元、故障分析管理单元以及通信网络单元分别设置有独立供电；

所述的低压故障检测单元包括与所述低压配电线路中的开关对应数量的低压故障检测装置；

所述的故障分析管理单元包括有存储器、显示器和操作键盘，可以通过该操作键盘查询所述存储器存储的故障定位信息。

图5为本申请的故障定位系统优选的具体示例，包括低压配电系统，低压故障检测单元、故障分析管理单元、RS485通信网络等部分组成。

配电系统由一个主分支回路、三个分支回路组成，共有4个开关，是低压配电故障定位系统的实施对象。

低压配电故障定位系统包括1个故障分析管理单元、4个低压故障检测单元和通信网络。各单元具有独立的供电系统，供电系统由出线开关的上游母线提供。所有的故障检测单元接入各开关的3相电压和电流信号。故障分析管理单元通过IEC60870-5-103规约接入低压故障检测单元的运行数据。

故障分析管理单元预先设置了低压配电系统的网络接线模型，包括上游开关、下游开关的电气拓扑连接方式，以及低压故障检测终端对应的开关名称。

各低压故障检测终端定时把各自的测量数据上送故障分析管理单元，测量数据包括电流，电压以及是否过流标志。

故障分析管理单元根据采集到的各回路运行数据实时计算，判断系统是否发生故障，并根据设定算法判断故障点位置，形成故障定位记录。

故障分析管理单元可以就地保存数据，该具有液晶显示界面和操作键盘，可以通过按键查询管理机存储的故障定位信息。

上面是对本发明的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本发明的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本发明的技术特征的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本发明范围内。应当理解，上面是对本发明的说明，而不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本发明由权利要求书及其等效物限定。

Claims (6)

1.一种低压配电线路故障定位方法，其特征在于，包括步骤

S1，检测到低压配电回路发生停电或跳闸，采集所述低压配电回路的运行参数；

S2，将所述的运行参数与设定限值比较，生成过流标志；

S3，根据所述过流标志，确定故障所在的分支回路，判断故障定位信息，该故障定位信息为分支回路的开关本体故障或分支回路故障；

所述的步骤S3具体包括以下步骤：

SA，读取网络接线模型；

SB，扫描所述过流标志，确定故障所在的分支回路以及故障定位信息为分支回路的开关本体故障或分支回路故障；

SC，扫描故障分支回路中所述过流标志，定位故障点；

所述的步骤SB具体包括以下步骤：

SB-1，按设定顺序扫描各分支回路的所述过流标志；

SB-2，判断分支回路开关是否跳闸，若是，执行下一步骤，若否，返回步骤SB-1扫描下一顺序的分支回路；

SB-3，判断所述分支回路开关是否过流，若是，执行步骤SC，若否，确定所述的分支回路的开关本体故障；

所述的步骤SC具体包括以下步骤：

SC-1，从所述分支回路的跳闸开关开始，依次按深度优先扫描该跳闸开关下游具有过流标志的开关，并把开关加入搜索队列；

SC-2，判断队列尾部开关是否过流，若不过流，则确定故障区间为尾部开关下游区段。

2.根据权利要求1所述的低压配电线路故障定位方法，其特征在于，所述的步骤S1具体为，检测到低压配电回路发生停电或跳闸，分别采集所述低压配电回路中各回路的电流、电压突变量；

所述步骤S2具体为，将所述的电流、电压突变量与设定限值比较，生成各回路对应的过流标志。

3.根据权利要求2所述的低压配电线路故障定位方法，其特征在于，所述的步骤S3具体为，根据所述各回路的过流标志，确定存在故障的回路，并定位故障点。

4.一种低压配电线路故障定位系统，其特征在于，包括分别安装于低压配电线路上的低压故障检测单元以及故障分析管理单元；

所述的低压故障检测单元采集低压配电回路的运行参数，并将所述的运行参数与设定限值比较，生成过流标志；所述的故障分析管理单元用于根据所述过流标志确定故障所在的分支回路，判断故障定位信息，该故障定位信息为分支回路的开关本体故障或分支回路故障；

所述的故障分析管理单元具体用于读取网络接线模型；扫描所述过流标志，确定故障所在的分支回路以及故障定位信息为分支回路的开关本体故障或分支回路故障；扫描故障分支回路中所述过流标志，定位故障点；

所述的确定故障所在的分支回路具体为：按设定顺序扫描各分支回路的所述过流标志；判断分支回路开关是否跳闸，若是，执行下一步骤，若否，则扫描下一顺序的分支回路；判断所述分支回路开关是否过流，若是，则定位故障点，若否，确定所述的分支回路的开关本体故障；

所述的定位故障点具体为：从所述分支回路的跳闸开关开始，依次按深度优先扫描该跳闸开关下游具有过流标志的开关，并把开关加入搜索队列；判断队列尾部开关是否过流，若不过流，则确定故障区间为尾部开关下游区段。

5.根据权利要求4所述的低压配电线路故障定位系统，其特征在于，所述的故障定位系统检测到低压配电回路发生停电或跳闸，分别设置于各回路上的所述低压故障检测单元采集所述低压配电回路中各回路的电流、电压突变量，并将所述的电流、电压突变量与设定限值比较，生成各回路对应的过流标志；所述的故障分析管理单元根据所述各回路的过流标志，确定存在故障的回路，并定位故障点。

6.根据权利要求4所述的低压配电线路故障定位系统，其特征在于，还包括通信网络单元，所述的低压故障检测单元通过所述通信网络单元发送运行参数及过流标志至所述故障分析管理单元；

所述的低压故障检测单元、故障分析管理单元以及通信网络单元分别设置有独立供电；

所述的低压故障检测单元包括与所述低压配电线路中的开关对应数量的低压故障检测装置；

所述的故障分析管理单元包括有存储器、显示器和操作键盘，可以通过该操作键盘查询所述存储器存储的故障定位信息。