CN115833034B - 一种网络式带预警的漏电保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络式带预警的漏电保护系统及方法，属于漏电保护领域，该系统包括网络服务器、分别与所述网络服务器连接的气象台服务器、若干个集中器和若干个用户终端以及与所述若干个集中器连接的若干个漏电保护装置。本发明解决了漏电流监测的准确性不足，漏电保护装置易误动作和漏电隐患无法早期预警及定位的问题。

Description

一种网络式带预警的漏电保护系统及方法

技术领域

本发明属于漏电保护领域，尤其涉及一种网络式带预警的漏电保护系统及方法。

背景技术

现代单片机、通信技术的发展，为剩余电流动作保护器技术发展奠定了技术基础。专利“剩余电流动作保护器自适应漏电保护方法”，申请公布号：CN105655972A，提出了一种基于误动故障的自适应漏电保护模型,可以根据漏电流的变化快慢快速识别故障漏电与正常漏电。专利“一种漏电保护的方法、系统及剩余电流保护断路器”，申请公告号：CN106602509 A，提出了一种剩余电流相位角与前一周期相比发生跳且在阻性相角范围，接地阻抗在预设时间内减小，剩余电流超过设定值时动作保护。以上两种判据均在一定程度上解决了漏电保护误动作问题。不足之处，判据必须基于漏电流保护相关参数的准确性，且没有预警功能，不能提前预知故障点，漏电时抢修人员不能及时获取漏电地点。专利“一种智能家用漏电保护系统”，授权公告号：CN 207398928 U，提出一种智能家用漏电保护系统，包含采集终端、剩余电流传感器、通信基站、云端主机和用户终端，在农村低压配电网用户设备漏电时能快速找出漏电的用户设备，抢修人员可以及时修复，较少故障排除时间。引入了网络可快速识别漏电用户设备，不足之处是没有充分利用网络架构进行引起漏电因素的数据关联分析处理。

综上所述，如何提高漏电流监测的准确性，并可靠动作保护，从而提高低压配电网系统的安全可靠运行，进一步提升配电网智能化和可视化管理，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种网络式带预警的漏电保护系统及方法解决了漏电流监测的准确性不足，漏电保护装置易误动作和漏电隐患无法早期预警及定位的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种网络式带预警的漏电保护系统，包括网络服务器、分别与所述网络服务器连接的气象台服务器、若干个集中器和若干个用户终端以及与所述若干个集中器连接的若干个漏电保护装置；

各所述漏电保护装置，均用于采集带有时标的电气量信息，并实时显示电气量信息和装置状态；同时，根据网络服务器传输的漏电保护动作阈值调整量对漏电保护装置参数进行调整和实时显示，并控制用电回路通断；将所述电气量信息传输至集中器；

所述集中器，用于收集所管控的若干个漏电保护装置的电气量信息，并传输至网络服务器；

所述气象台数据，用于获取当地的气象数据，并传输至网络服务器；

所述网络服务器，用于根据电气量信息和气象数据，得到并存储前置数据；根据所述前置数据，得到每个漏电保护装置的漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息并传输至用户终端，将所述漏电保护动作阈值调整量传输至漏电保护装置；

各所述用户终端，均用于查询前置数据、漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息，且根据漏电状态进行漏电预警提示及漏电保护动作报警提示。

本发明的有益效果为：采用基于FFT数字算法的漏电流相位角提取方法可精确有效区分漏电流容性和阻性分量；可有效区分绝缘破坏或生物触电事故引起的漏电流事故；利用网络式架构和大数据平台，可靠实现台区分布漏电监测及配电线路绝缘状况诊断与定位，提高了配电网系统运行的可靠性；并且引入用户终端设计，使得用户可实时监测台区漏电情况及各段配电线路绝缘状况，并根据漏电情况进行及时预警。

进一步地，各所述漏电保护装置包括级别从高至低的总漏电保护装置、中级漏电保护装置和用户级漏电保护装置；

所述总漏电保护装置，用于台区总出线回路，对台区所有供电回路进行漏电监测和保护；

所述中级漏电保护装置，用于二级配电回路，对后级供电回路进行漏电监测和保护；

所述用户级漏电保护装置，用于末端供电回路，对用户负载回路进行漏电监测和保护。

上述进一步方案的有益效果为：漏电保护装置形成分布式架构，便于对配电台区整体漏电情况进行监测和调控。

进一步地，各所述漏电保护装置均包括中央处理器、电压采集模块、电流采集模块、分合闸模块、电量统计模块、人机交互界面、时钟模块、有线通信模块和无线通信模块；

所述电压采集模块，用于采集电网电压，并将所述电网电压传输至人机交互界面和中央处理器；

所述电流采集模块，用于采集负荷电流和漏电流；根据漏电流，采用基于FFT数字算法的漏电流相位角提取方法得到漏电流容性及阻性分量，并将所述负荷电流、漏电流、漏电流容性及阻性分量传输至人机交互界面和中央处理器；

所述电量统计模块，用于统计用电量，并将所述用电量传输至人机交互界面和中央处理器；

所述时钟模块，用于提供电气量信息采集上传的时标，并将所述时标传输至人机交互界面和中央处理器；所述电气量信息包括用电量、电网电压、负荷电流、漏电流、漏电流容性及阻性分量；

所述中央处理器，用于根据漏电保护动作阈值调整量调整漏电保护动作阈值；向分合闸模块传输控制信号；根据电气量信息和时标得到带时标的电气量信息，并将所述带时标的电气量信息传输至集中器；

所述分合闸模块，用于根据所述控制信号，控制用电回路通断；

所述人机交互界面，用于实时显示电气量信息和装置状态及设置漏电保护装置参数；

所述有线通信模块和无线通信模块，用于接收漏电保护动作阈值调整量，实现本地及远程通信。

上述进一步方案的有益效果为：采用基于FFT数字算法的漏电流相位角提取方法可精确有效区分漏电流容性和阻性分量；各模块完成对电路信息的采集，并通过中央处理器将电路信息传输至集中器，对漏电情况进行实时监控并为网络式带预警的漏电保护系统提供数据支持。

本发明提供了一种网络式带预警的漏电保护方法，包括以下步骤：

S1、通过漏电保护装置和气象台服务器分别得到带时标的电气量信息和气象数据；

S2、根据所述电气量信息和气象数据，通过网络服务器得到前置数据；

S3、根据所述前置数据，通过网络服务器得到漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息；

S4、根据所述漏电保护动作阈值调整量，调整漏电保护装置动作阈值；

S5、根据所述漏电预警状态和配电线路绝缘状况及定位信息，通过用户终端通知检修人员进行维修。

本发明的有益效果为：本发明采用基于网络和大数据的纵向横向分析漏电预警和保护方法进行纵向和横向分析计算，可有效区分因绝缘老化引起的渐变漏电和生物触电引起的漏电流突变情况，提高漏电保护动作的有效性和可靠性，用户终端可实时监测台区漏电情况及各段配电线路绝缘状况。利用网络式架构和大数据平台，可靠实现台区分布漏电监测及配电线路绝缘状况诊断与定位，提高了配电网系统运行的可靠性；并且将数据传输至用户终端，使得用户可实时监测台区漏电情况及各段配电线路绝缘状况，并根据漏电情况进行及时预警。

进一步地，所述步骤S3采用基于网络和大数据的纵向横向分析漏电预警和保护方法得到漏电预警状态和漏电保护动作阈值调整量，所述基于网络和大数据的纵向横向分析漏电预警和保护方法包括以下步骤：

A1、根据前置数据，分析时间段内每个漏电保护装置的漏电流渐变情况，记录每个漏电保护装置的漏电流变化率及变化量，并得到纵向漏电保护装置的漏电预警状态及漏电保护动作阈值调整量；

A2、根据前置数据，分析同一时间相邻多个漏电保护装置的漏电流情况，得到横向漏电保护装置的漏电预警状态；

A3、根据所述纵向漏电保护装置的漏电预警状态和横向漏电保护装置的漏电预警状态，得到完整漏电保护装置的漏电预警状态；

A4、将完整漏电保护装置的漏电预警状态和漏电保护动作阈值调整量分别传输至用户终端和漏电保护装置，完成漏电预警和保护。

上述进一步方案的有益效果为：可有效区分因绝缘老化引起的渐变漏电和生物触电引起的漏电流突变情况，提高漏电保护动作的有效性和可靠性。

进一步地，所述步骤A1中漏电保护动作阈值调整量公式为：

其中，I¹ _ΔB1为漏电保护动作阈值调整量，I⁰ _ΔB1为常态下的漏电流，I_ΔB1为环境变化后的漏电流，k_B1为动作保护电流动态调整因子，I^c _ΔB1为额定漏电流动作阈值常量，B1为漏电保护装置编号。

上述进一步方案的有益效果为：总漏电保护装置、中级漏电保护装置的动作保护电流动态调整因子不同，因外部环境变化引起漏电流变化，可自适应调整各漏电保护装置的漏电预警判据和漏电保护动作阈值，以保障漏电保护装置的预警和保护动作的有效性和可靠性。

进一步地，所述步骤S3采用配电线路绝缘状况诊断与定位方法得到漏配电线路绝缘状况及定位信息，所述配电线路绝缘状况诊断与定位方法包括以下步骤：

B1、根据第一漏电保护装置的常态漏电流，得到第二漏电保护装置的理想漏电流；

B2、根据第二漏电保护装置的实际漏电流和理想漏电流，得到第二漏电保护装置后级和第一漏电保护装置前级的配电线路常态漏电流；

B3、根据配电线路常态漏电流，得到配电线路漏电流变化率：

其中，k为配电线路漏电流变化率，为第二漏电保护装置t0时刻漏电流，/>为m台第一漏电保护装置t0时刻漏电流之和，/>为第二漏电保护装置t1时刻漏电流，为m台第一漏电保护装置t1时刻漏电流之和，/>为t0时刻配电线路常态漏电流，t为滑动时间窗口，m为第一漏电保护装置总数，A1为第二漏电保护装置的编号，1_i为第一漏电保护装置的编号，/>为第一漏电保护装置t0时刻漏电流，/>为第一漏电保护装置t1时刻漏电流；

B4、判断配电线路漏电流变化率是否大于漏电流变化率设定预警阈值，若是，则判定该段配电线路绝缘状态异常并进行定位；否则，判定配电线路的绝缘状况正常，并调整第二漏电保护装置的漏电保护动作阈值。

上述进一步方案的有益效果为：采用横向的分析方法，提高了对配电线路绝缘状况诊断和定位的准确性。

附图说明

图1为本发明的系统架构图。

图2为发明中漏电保护装置结构图。

图3为本发明的方法流程图。

图4为本发明中配电台区分布式漏电监测结构样例图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1所示，在本发明的一个实施例中，本发明提供了一种网络式带预警的漏电保护系统，包括网络服务器、分别与所述网络服务器连接的气象台服务器、若干个集中器和若干个用户终端以及与所述若干个集中器连接的若干个漏电保护装置；

各所述漏电保护装置，均用于采集带有时标的电气量信息，并实时显示电气量信息和装置状态；同时，根据网络服务器传输的漏电保护动作阈值调整量对漏电保护装置参数进行调整和实时显示，并控制用电回路通断；将所述电气量信息传输至集中器；

所述集中器，用于收集所管控的若干个漏电保护装置的电气量信息，并传输至网络服务器；

所述气象台数据，用于获取当地的气象数据，并传输至网络服务器；

所述网络服务器，用于根据电气量信息和气象数据，得到并存储前置数据；根据所述前置数据，得到每个漏电保护装置的漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息并传输至用户终端，将所述漏电保护动作阈值调整量传输至漏电保护装置；

各所述用户终端，均用于查询前置数据、漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息，且根据漏电状态进行漏电预警提示及漏电保护动作报警提示。

本实施例中，一种网络式带预警的漏电保护系统包括漏电保护装置、集中器、网络服务器和用户终端。漏电保护装置可安装在用户端、配电线分线端和配变输出端等，负责采集本地后级电网电压、负荷电流、漏电流及其容性和阻性分量、用电量等信息，且数据带有时标信息(时标就是采集数据的时间点，发送数据的时候一起把采样时间上传，是作为发送帧的一部分)，并上传至集中器。集中器收集本台区或片区的漏电保护装置带时标的数据，并上传至后台网络服务器。后台网络服务器接收到带时标的漏电保护装置的数据，并结合从气象台服务器获取的当地温湿度及天气情况等存储到数据库，根据收集的信息进行纵向和横向综合分析计算和判断出每个漏电保护装置的漏电预警状态及漏电保护动作阈值调整量，并将漏电保护动作阈值调整量下发至相应的漏电保护装置(漏电保护装置在安装完成后就已经固定了位置，系统会记录此安装位置对应配电线路系统中的对应点位，由此可容易判断是漏电保护装置前级或后级线路出现漏电，实现漏电位置的区段定位)。用户终端可以是PC、笔记本、平板电脑、PDA和智能手机等。用户终端设置访问权限等级，如家庭用户终端只能查看本用户的漏电保护装置信息，包括电网电压、负荷电流、漏电流、用电量和漏电状态等基本参数，且有漏电预警提示及漏电保护动作报警提示。运行维护人员用户终端可从全局监视辖区配电网用电负荷及漏电状态信息，包括辖区配电线路绝缘状况。

各所述漏电保护装置包括级别从高至低的总漏电保护装置、中级漏电保护装置和用户级漏电保护装置；

所述总漏电保护装置，用于台区总出线回路，对台区所有供电回路进行漏电监测和保护；

所述中级漏电保护装置，用于二级配电回路，对后级供电回路进行漏电监测和保护；

所述用户级漏电保护装置，用于末端供电回路，对用户负载回路进行漏电监测和保护。

如图2所示，各所述漏电保护装置均包括中央处理器、电压采集模块、电流采集模块、分合闸模块、电量统计模块、人机交互界面、时钟模块、有线通信模块和无线通信模块；

所述电压采集模块，用于采集电网电压，并将所述电网电压传输至人机交互界面和中央处理器；

所述电流采集模块，用于采集负荷电流和漏电流；根据漏电流，采用基于FFT数字算法的漏电流相位角提取方法得到漏电流容性及阻性分量，并将所述负荷电流、漏电流、漏电流容性及阻性分量传输至人机交互界面和中央处理器；

所述电量统计模块，用于统计用电量，并将所述用电量传输至人机交互界面和中央处理器；

所述时钟模块，用于提供电气量信息采集上传的时标，并将所述时标传输至人机交互界面和中央处理器；所述电气量信息包括用电量、电网电压、负荷电流、漏电流、漏电流容性及阻性分量；

所述中央处理器，用于根据漏电保护动作阈值调整量调整漏电保护动作阈值；向分合闸模块传输控制信号；根据电气量信息和时标得到带时标的电气量信息，并将所述带时标的电气量信息传输至集中器；

所述分合闸模块，用于根据所述控制信号，控制用电回路通断；

所述人机交互界面，用于实时显示电气量信息和装置状态及设置漏电保护装置参数；

所述有线通信模块和无线通信模块，用于接收漏电保护动作阈值调整量，实现本地及远程通信。

本实施例中，漏电保护装置包括中央处理器、电压采集模块、电流采集模块、分合闸模块、电量统计模块、人机交互界面、时钟模块、有线通信模块和无线通信模块；其中中央处理器采用带有DSP和FPU指令的ARM高性能处理器，为复杂运算提供基础保障；电压采集模块采集电网电压，电流采集模块采集电网负荷电流和零序电流，为保护动作判据提供可靠数据源；分合闸模块负责控制用电回路通断；电量统计模块用于统计用电量；人机交互界面实现电气量信息和装置状态实时显示及相关参数设置；时钟模块提供数据采集上传的时标；有线通信和无线通信模块实现本地及远程数据交互。

本实施例中，漏电保护装置工作时采集电网电压、负荷电流、漏电流信息，其中漏电流每周波采样256点，且采用FFT算法可精确计算出漏电流当前相位角，准确识别容性和阻性分量(首先利用FFT算法计算漏电流的基波分量I0，电压和漏电流相位差为Φ，则阻性漏电为I0*cosΦ，容性漏电为I0*sinΦ)，并将电网电压、负荷电流、漏电流及其容性和阻性分量上传至服务器。

本实施例中，用户终端包括家庭用户终端和运维人员用户终端；家庭用户终端，用于查询家庭用户相应的前置数据、漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息，且根据漏电状态进行漏电预警提示及漏电保护动作报警提示；运维人员用户终端，用于从全局监视辖区配电网的前置数据、漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息，且根据漏电状态进行漏电预警提示及漏电保护动作报警提示。

实施例2

如图3所示，本发明提供了一种网络式带预警的漏电保护方法，包括以下步骤：

S1、通过漏电保护装置和气象台服务器分别得到带时标的电气量信息和气象数据；

S2、根据所述电气量信息和气象数据，通过网络服务器得到前置数据；

S3、根据所述前置数据，通过网络服务器得到漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息；

S4、根据所述漏电保护动作阈值调整量，调整漏电保护装置动作阈值；

S5、根据所述漏电预警状态和配电线路绝缘状况及定位信息，通过用户终端通知检修人员进行维修。

所述步骤S3采用基于网络和大数据的纵向横向分析漏电预警和保护方法得到漏电预警状态和漏电保护动作阈值调整量，所述基于网络和大数据的纵向横向分析漏电预警和保护方法包括以下步骤：

A1、根据前置数据，分析时间段内每个漏电保护装置的漏电流渐变情况，记录每个漏电保护装置的漏电流变化率及变化量，并得到纵向漏电保护装置的漏电预警状态及漏电保护动作阈值调整量；所述漏电保护动作阈值调整量公式为：

其中，I¹ _ΔB1为漏电保护动作阈值调整量，I⁰ _ΔB1为常态下的漏电流，I_ΔB1为环境变化后的漏电流，k_B1为动作保护电流动态调整因子，I^c _ΔB1为额定漏电流动作阈值常量，B1为漏电保护装置编号。

A2、根据前置数据，分析同一时间相邻多个漏电保护装置的漏电流情况，得到横向漏电保护装置的漏电预警状态；

A3、根据所述纵向漏电保护装置的漏电预警状态和横向漏电保护装置的漏电预警状态，得到完整漏电保护装置的漏电预警状态；

A4、将完整漏电保护装置的漏电预警状态和漏电保护动作阈值调整量分别传输至用户终端和漏电保护装置，完成漏电预警和保护。

本实施例中，一种基于网络和大数据的纵向横向分析漏电预警和保护方法，主要由网络服务器实现漏电保护判据参数整定，并下发至相应漏电保护装置。网络服务器从气象服务器获取当前气象信息，包括温湿度、天气等，连同收集到的漏电保护装置的电网电压、负荷电流、漏电流及其容性和阻性分量一起存入数据库。纵向分析过去一段时间t(单位：日)中每个漏电保护装置的漏电流渐变情况，记录每个漏电保护装置的漏电流变化率及变化量，综合分析计算和判断出漏电保护装置的漏电预警状态和需要调整的漏电保护动作阈值。横向分析同一时间相邻多个漏电保护装置的漏电流情况，分别根据相同楼层、楼栋、小区、片区和台区的漏电保护装置漏电情况进行漏电评估，若某个漏电保护装置漏电流明显增加，可认为该漏电保护装置后级存在异常漏电，标记为漏电预警状态有效。将漏电预警信息和需要调整的漏电保护动作阈值下发至漏电保护装置。用户终端同步更新漏电信息。

本实施例中，当漏电保护装置接收到网络服务器下发的经过纵向分析调整的漏电保护动作阈值调整量时，更新本地漏电保护动作阈值，若接收到服务器下发的经过纵向或横向分析的预警状态有效则发出预警提示用户。实时判断漏电流是否满足保护动作条件，若满足则执行保护跳闸动作，并发出报警信息提示用户，否则返回重新执行以上步骤。

本实施例中，漏电保护动作阈值的动态调整方法如下：如图4所示，中级漏电保护装置1、中级漏电保护装置2和中级漏电保护装置3分别安装在3个楼栋的配电线路进线端，假设天气较好时正常情况下用户级漏电保护装置1_1至用户级漏电保护装置1_m漏电流分别为I01_1～I01_m，用户级漏电保护装置2_1至用户级漏电保护装置2_n漏电流分别为I02_1～I02_n，用户级漏电保护装置3_1至用户级漏电保护装置3_k漏电流分别为I03_1～I03_k，中级漏电保护装置1漏电流为I0c1，中级漏电保护装置2漏电流为I0c2，中级漏电保护装置3漏电流为I0c3。用户级漏电保护装置默认漏电流预警值为ΔI0d1，动作保护值为ΔI0d2。中级漏电保护装置的漏电流预警值为ΔI0cd1，动作保护值为ΔI0cd2，总漏电保护装置的漏电流预警值为ΔI0td1，动作保护值为ΔI0td2。假如连续阴雨天t日后，用户级漏电保护装置的漏电流监测值均增加ΔI0，即受纵向因素影响，正常漏电流逐渐变大，中级漏电保护装置漏电流可达到预警值，总漏电保护装置漏电流则可能超过动作保护域值，这种情况下中级漏电保护装置和总漏电保护装置易引起误预警和误动作。中级漏电保护装置和总漏电保护装置漏电流调整公式为：

I¹ _ΔA1＝I⁰ _ΔA1+(I_ΔA1-I⁰ _ΔA1)*k_A1+I^c _ΔA1

式中，I¹ _ΔA1为调整后的漏电流动作阈值，I⁰ _ΔA1为常态下的漏电流，I_ΔA1为环境变化后的漏电流，k_A1为动作保护电流动态调整因子，I^c _ΔA1额定漏电流动作阈值常量。总漏电保护装置、中级漏电保护装置的动作保护电流动态调整因子不同。因外部环境变化引起漏电流变化，可自适应调整各漏电保护装置的漏电预警判据和漏电保护动作阈值，以保障漏电保护装置的预警和保护动作的有效性和可靠性。

所述步骤S3采用配电线路绝缘状况诊断与定位方法得到漏配电线路绝缘状况及定位信息，所述配电线路绝缘状况诊断与定位方法包括以下步骤：

B1、根据第一漏电保护装置的常态漏电流，得到第二漏电保护装置的理想漏电流；

B2、根据第二漏电保护装置的实际漏电流和理想漏电流，得到第二漏电保护装置后级和第一漏电保护装置前级的配电线路常态漏电流；

B3、根据配电线路常态漏电流，得到配电线路漏电流变化率：

其中，k为配电线路漏电流变化率，为第二漏电保护装置t0时刻漏电流，/>为m台第一漏电保护装置t0时刻漏电流之和，/>为第二漏电保护装置t1时刻漏电流，为m台第一漏电保护装置t1时刻漏电流之和，/>为t0时刻配电线路常态漏电流，t为滑动时间窗口，m为第一漏电保护装置总数，A1为第二漏电保护装置的编号，1_i为第一漏电保护装置的编号，/>为第一漏电保护装置t0时刻漏电流，/>为第一漏电保护装置t1时刻漏电流；

B4、判断配电线路漏电流变化率是否大于漏电流变化率设定预警阈值，若是，则判定该段配电线路绝缘状态异常并进行定位；否则，判定配电线路的绝缘状况正常，并调整第二漏电保护装置的漏电保护动作阈值。

本实施例中，若第一漏电保护装置为用户级漏电保护装置，则第二漏电保护装置为其上一级漏电保护装置，即中级漏电保护装置，若第一漏电保护装置为中级漏电保护装置，则第二漏电保护装置为其上一级漏电保护装置，即总漏电保护装置。

本实施例中，如图4所示，以中级漏电保护装置1和后级用户级漏电保护装置为例说明。若中级漏电保护装置1后级有m户用电用户，假设正常情况下用户级漏电保护装置1_1至用户级漏电保护装置1_m漏电流为I01，I02…I0m，则理想状况下中级漏电保护装置1的漏电流为I0c1＝I01+I02+…+I0m，而实际上中级漏电保护装置1的漏电流为I0c1+ΔI0，则可知中级漏电保护装置1后级和用户级漏电保护装置前级配电线路的漏电流为ΔI0，为配电线路常态漏电流，一般小于15mA(与配电线路绝缘材料、直径和长度有关)。则一段时间t＝t1-t0(单位：小时，t为滑动时间窗口)后，若计算出配电线路漏电流变化率k:

其中k为配电线路漏电流变化率，为中级漏电保护装置1的t0时刻漏电流，为m台用户级漏电保护装置t0时刻漏电流之和，/>为中级漏电保护装置1的t1时刻漏电流，/>为m台用户级漏电保护装置t1时刻漏电流之和，/>为t0时刻配电线路常态漏电流，t为滑动时间窗口，短时实时监测一般取值为2～24h。若需纵向按天对比监测，则时间基准单位应调整为天，滑动时间窗口一般取值为2～30天。若需纵向按月对比监测，则时间基准单位应调整为月，滑动时间窗口一般取值为2～12月。

若k_s1<k<k_s2，其中k_s1和k_s2分别为漏电流变化率设定预警和报警阈值，则说明这段配电线路的绝缘状况在缓慢发生变化，后台服务器可适当调整中级漏电保护装置1和总漏电保护装置的漏电保护动作阈值，若k>k_s2，则说明配电线路绝缘状态发生异常，提示运行维护人员此段线路需要及时检修。同理可推断出其他如中级漏电保护装置2至后级用户级漏电保护装置之间的配电线路绝缘状况；中级漏电保护装置3至后级用户级漏电保护装置之间的配电线路绝缘状况；总漏电保护装置至中级漏电保护装置1、中级漏电保护装置2、中级漏电保护装置3之间的配电线路绝缘状况等。若某段配电线路的绝缘状况发生变化即可实现准确定位。

Claims (3)

1.一种利用网络式带预警的漏电保护系统的漏电保护方法，所述网络式带预警的漏电保护系统，包括网络服务器、分别与所述网络服务器连接的气象台服务器、若干个集中器和若干个用户终端以及与所述若干个集中器连接的若干个漏电保护装置；

各所述漏电保护装置，均用于采集带有时标的电气量信息，并实时显示电气量信息和装置状态；同时，根据网络服务器传输的漏电保护动作阈值调整量对漏电保护装置参数进行调整和实时显示，并控制用电回路通断；将所述电气量信息传输至集中器；各所述漏电保护装置包括级别从高至低的总漏电保护装置、中级漏电保护装置和用户级漏电保护装置；

所述总漏电保护装置，用于台区总出线回路，对台区所有供电回路进行漏电监测和保护；

所述中级漏电保护装置，用于二级配电回路，对后级供电回路进行漏电监测和保护；

所述用户级漏电保护装置，用于末端供电回路，对用户负载回路进行漏电监测和保护；

各所述漏电保护装置均包括中央处理器、电压采集模块、电流采集模块、分合闸模块、电量统计模块、人机交互界面、时钟模块、有线通信模块和无线通信模块；

所述电压采集模块，用于采集电网电压，并将所述电网电压传输至人机交互界面和中央处理器；

所述电流采集模块，用于采集负荷电流和漏电流；根据漏电流，采用基于FFT数字算法的漏电流相位角提取方法得到漏电流容性及阻性分量，并将所述负荷电流、漏电流、漏电流容性及阻性分量传输至人机交互界面和中央处理器；

所述电量统计模块，用于统计用电量，并将所述用电量传输至人机交互界面和中央处理器；

所述时钟模块，用于提供电气量信息采集上传的时标，并将所述时标传输至人机交互界面和中央处理器；所述电气量信息包括用电量、电网电压、负荷电流、漏电流、漏电流容性及阻性分量；

所述中央处理器，用于根据漏电保护动作阈值调整量调整漏电保护动作阈值；向分合闸模块传输控制信号；根据电气量信息和时标得到带时标的电气量信息，并将所述带时标的电气量信息传输至集中器；

所述分合闸模块，用于根据所述控制信号，控制用电回路通断；

所述人机交互界面，用于实时显示电气量信息和装置状态及设置漏电保护装置参数；

所述有线通信模块和无线通信模块，用于接收漏电保护动作阈值调整量，实现本地及远程通信；

所述集中器，用于收集所管控的若干个漏电保护装置的电气量信息，并传输至网络服务器；

所述气象台服务器，用于获取当地的气象数据，并传输至网络服务器；

所述网络服务器，用于根据电气量信息和气象数据，得到并存储前置数据；根据所述前置数据，得到每个漏电保护装置的漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息并传输至用户终端，将所述漏电保护动作阈值调整量传输至漏电保护装置；

各所述用户终端，均用于查询前置数据、漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息，且根据漏电状态进行漏电预警提示及漏电保护动作报警提示，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过漏电保护装置和气象台服务器分别得到带时标的电气量信息和气象数据；

S2、根据所述电气量信息和气象数据，通过网络服务器得到前置数据；

S3、根据所述前置数据，通过网络服务器得到漏电预警状态、漏电保护动作阈值调整量和配电线路绝缘状况及定位信息；所述漏电保护动作阈值调整量公式为：

其中，为漏电保护动作阈值调整量，/>为常态下的漏电流，/>为环境变化后的漏电流，/>为动作保护电流动态调整因子，/>为额定漏电流动作阈值常量，/>为漏电保护装置编号；

S4、根据所述漏电保护动作阈值调整量，调整漏电保护装置动作阈值；

S5、根据所述漏电预警状态和配电线路绝缘状况及定位信息，通过用户终端通知检修人员进行维修。

2.根据权利要求1所述利用网络式带预警的漏电保护系统的漏电保护方法，其特征在于，所述步骤S3采用基于网络和大数据的纵向横向分析漏电预警和保护方法得到漏电预警状态和漏电保护动作阈值调整量，所述基于网络和大数据的纵向横向分析漏电预警和保护方法包括以下步骤：

A1、根据前置数据，分析时间段内每个漏电保护装置的漏电流渐变情况，记录每个漏电保护装置的漏电流变化率及变化量，并得到纵向漏电保护装置的漏电预警状态及漏电保护动作阈值调整量；

A2、根据前置数据，分析同一时间相邻多个漏电保护装置的漏电流情况，得到横向漏电保护装置的漏电预警状态；

A3、根据所述纵向漏电保护装置的漏电预警状态和横向漏电保护装置的漏电预警状态，得到完整漏电保护装置的漏电预警状态；

A4、将完整漏电保护装置的漏电预警状态和漏电保护动作阈值调整量分别传输至用户终端和漏电保护装置，完成漏电预警和保护。

3.根据权利要求1所述利用网络式带预警的漏电保护系统的漏电保护方法，其特征在于，所述步骤S3采用配电线路绝缘状况诊断与定位方法得到配电线路绝缘状况及定位信息，所述配电线路绝缘状况诊断与定位方法包括以下步骤：

B1、根据第一漏电保护装置的常态漏电流，得到第二漏电保护装置的理想漏电流；

B2、根据第二漏电保护装置的实际漏电流和理想漏电流，得到第二漏电保护装置后级和第一漏电保护装置前级的配电线路常态漏电流；

B3、根据配电线路常态漏电流，得到配电线路漏电流变化率：

其中，为配电线路漏电流变化率，/>为第二漏电保护装置t0时刻漏电流，/>为m台第一漏电保护装置t0时刻漏电流之和，/>为第二漏电保护装置t1时刻漏电流，/>为m台第一漏电保护装置t1时刻漏电流之和，/>为t0时刻配电线路常态漏电流，t为滑动时间窗口，m为第一漏电保护装置总数，/>为第二漏电保护装置的编号，/>为第一漏电保护装置的编号，/>为第一漏电保护装置t0时刻漏电流，/>为第一漏电保护装置t1时刻漏电流；

B4、判断配电线路漏电流变化率是否大于漏电流变化率设定预警阈值，若是，则判定该段配电线路绝缘状态异常并进行定位；否则，判定配电线路的绝缘状况正常，并调整第二漏电保护装置的漏电保护动作阈值。