CN201408236Y - 配电网故障定位装置 - Google Patents

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Abstract

一种电力电网系统技术领域的配电网故障定位装置，本实用新型并联电阻安装在变电站内，电压互感器连接于变电站的变压器的中性点且与并联电阻和真空接触器相并联，消弧线圈接在变压器的中性点与地线之间；在每一条变电站的输出端、开闭所的输出端和配电站的输出端均分别设有相同结构的监测终端、三相电压互感器和零序电流互感器，零序电流互感器串联于变电站的输出端、开闭所的输出端和配电站的输出端，检测终端的输出端与定位监控器通过互联网连接，检测终端的输入端分别连接至零序电流互感器的信号端和三相电压互感器的信号端。本实用新型避免了现有故障定位产品在小电流接地系统中应用上的不足，同时在定位过程中对故障判定准确率高。

Description

配电网故障定位装置
技术领域
本实用新型涉及的是一种电力电网系统技术领域的装置，具体是一种配电网故障定位装置。
背景技术
在6～66kV的配电网系统中，中性点多采用经消弧线圈接地方式，该接地方式可以有效地抑制弧光接地故障，降低系统的过电压水平，但由于接地故障电流较小，给故障选线和定位带来了困难。目前，市场上故障定位产品较多，该类产品通过采样线路开关处零序电流、五次谐波等信号，根据判定方法，找出故障线路或故障区段，从而实现故障定位。由于配电网小电流接地系统故障电流较小、电网结构复杂的特点，故障信号量较小，判定方法过于简单，导致故障判定准确率较低。
经对现有技术领域的检索发现，中国专利申请号：200720103734.8，授权公告号CN201051663Y，记载了一种“中性点非直接接地电网单相接地故障定位装置”，由主机、主机分析软件、开关监测控制终端、互感器检测终端等组成。
又经检索发现，中国专利申请号：03115598.7，公开号CN1525186A，记载了一种“电力线路故障定位装置”，由电压传感器、电流传感器、信号电缆和信号箱组成，信号箱中设置电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路，电源电路、故障鉴别电路和信号指示电路之间互相连接，三根单芯高压电缆穿过电流传感器的中心，电压传感器之二次侧绕组通过信号电缆连接到信号箱中的电源电路和故障鉴别电路，电流传感器的二次侧绕组通过信号电缆连接到信号箱中的故障鉴别电路。
再经检索发现，中国专利申请号：01279652.2，授权公告号CN2516979Y，记载了一种“配电线路故障定位及隔离装置”，该装置与分段配电柱上真空开关(PVC)、电源装置(SPS)、及配电网故障段指示器(FSI)组合使用，共同组成配电网自动化系统的核心部件。
上述现有技术均采用传统的电气信号监测方法，判定方式过于简单，在小电流接地系统中使用存在着一定的局限性，虽然能够判定故障电气信号量较大的短路故障，但对80％的单相接地故障，故障定位准确率较低。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种配电网故障定位装置，本实用新型相比现有技术在电气信号测量上较以往的产品有很大的改进，避免了现有故障定位产品在小电流接地系统中应用上的不足，同时在定位过程中对故障判定准确率高。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：定位监控器、监测终端、并联电阻、真空接触器、单相电压互感器、零序电流互感器、三相电压互感器和消弧线圈，其中：并联电阻安装在变电站内，并联电阻和真空接触器串联后连接于变电站的变压器的中性点与地线之间，电压互感器连接于变电站的变压器的中性点且与并联电阻和真空接触器相并联，消弧线圈接在变压器的中性点与地线之间；
在每一条变电站的输出端、开闭所的输出端和配电站的输出端均分别设有相同结构的监测终端、三相电压互感器和零序电流互感器，其中：监测终端设置于变电站、开闭所和配电站的监测节点，三相电压互感器并联于变电站、开闭所和配电站的监测节点，零序电流互感器串联于变电站的输出端、开闭所的输出端和配电站的输出端，检测终端的输出端与定位监控器通过互联网连接，检测终端的输入端分别连接至零序电流互感器的信号端和三相电压互感器的信号端。
所述的并联电阻为功率电阻；所述的真空接触器为永磁结构的高压交流真空接触器；所述的单相电压互感器为电磁式单相电压互感器；所述的零序电流互感器为开口式零序电流互感器；所述的三相电压互感器为电磁式三相电压互感器，通过三相电压互感器的开口三角测量系统的零序电压；
所述的监测终端内设有PC104模块、DSP模块和GPRS通讯模块为内核，该检测终端通过三相电压互感器和零序电流互感器的信号端分别输出的采样电压信号和零序电流信号，对变电站、开闭所、配电站电气量进行实时监测。当发生单相接地故障时，监测节点处的监测终端报接地故障，并将故障信息通过GPRS通讯模块经过互联网传给定位监控器。变电站的监测终端，负责控制并联中电阻的投切。
本实用新型的工作过程和工作原理如下：
当电网系统正常运行时，放置在变电站、开闭所、配电站的监测终端不断的监测个节点的电压和各出线的零序电流，中性点的并联中电阻不投入运行；
当电网系统发生瞬间接地故障或干扰时，监测终端监测判定后，不报接地故障，并联中电阻不动作；
当电网系统发生永久性接地故障时，变电站内的并联中电阻在监测终端的控制下瞬间投切，同时各节点上监测终端报接地故障，并把并联中电阻投切前后各节点处的电压、各出线的零序电流信号通过GPRS通讯模块和GPRS网络上传到定位监控器，定位监控器将收集来的故障信息进行处理和分类，将有效地数据存入数据库，而后定位监控器启动故障定位功能，根据故障信息，判定故障区段，并把故障判定结果显示在动态电网拓扑图中。
与现有的电网故障定位产品相比，本实用新型的优点是：采用电网中性点瞬间投切并联中电阻的方法，短时间内增大了故障点的零序电流，有利于成套装置正确采样、准确判定；发生接地故障时，变电站、开闭所、配电站各监测节点的电气信息都上传到故障定位监控平台，故障定位监控平台软件对收集来的信息进行分析、处理、分类，筛选有效的故障信息，然后对有效地故障信息进行综合分析，避免了错误信息、干扰信息、信息丢失等因素造成的故障判定不准确的情况，大大提高故障定位准确性；监测终端安装在变电站、开闭所、配电站内，安装方便，有可靠的供电电源，可靠性高，成本较低。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：包括：定位监控器1、监测终端2、并联电阻3、真空接触器4、单相电压互感器5、零序电流互感器6、三相电压互感器7和消弧线圈8，其中：并联电阻3安装在变电站内，并联电阻3和真空接触器4串联后连接于变电站的变压器9的中性点与地线10之间，电压互感器连接于变电站的变压器9的中性点且与并联电阻3和真空接触器4相并联，消弧线圈8接在变压器9的中性点与地线10之间。
在每一条变电站的输出端、开闭所的输出端和配电站的输出端均分别设有相同结构的监测终端、三相电压互感器7和零序电流互感器6，其中：监测终端设置于变电站、开闭所和配电站的监测节点M，三相电压互感器7并联于变电站、开闭所和配电站的监测节点M，零序电流互感器6串联于变电站的输出端、开闭所的输出端和配电站的输出端，检测终端2的输出端与定位监控器1通过互联网连接，检测终端2的输入端分别连接至零序电流互感器6的信号端和三相电压互感器7的信号端。
所述的监测终端2内设有PC104模块、DSP模块和GPRS通讯模块为内核，该检测终端2通过三相电压互感器7和零序电流互感器6的信号端分别输出的采样电压信号和零序电流信号，对变电站、开闭所、配电站电气量进行实时监测。当发生单相接地故障时，监测节点M处的监测终端报接地故障，并将故障信息通过GPRS通讯模块经过互联网传给定位监控器1。变电站的监测终端，负责控制并联电阻3的投切。
所述的并联电阻3的阻值随着系统电压的不同而不同，并联电阻3的阻值为系统相电压与10A电流的比值，例如：10kV系统，系统相电压为6062V，其并联中电阻的阻值为606.2欧姆，该并联电阻3的电阻类型为功率电阻；
所述的真空接触器4为永磁结构的高压交流真空接触器，当电网系统发生单相接地故障时，及时的投切并联电阻3；
所述的单相电压互感器5为用于测量的电磁式单相电压互感器，测量系统的中性点电压；
所述的零序电流互感器6为用于测量的开口式零序电流互感器，当电网系统发生单相接地故障时，测量各出线的零序电流；
所述的三相电压互感器7为用于测量的电磁式三相电压互感器，通过三相电压互感器的开口三角测量系统的零序电压；
所述的消弧线圈8为调匝式、调容式或高短路阻抗式消弧线圈。
本实施例实施过程如下：
当电网系统正常运行时，定位监控器1通过监测终端2实时监测变电站、开闭所、配电站的运行情况，变电站、开闭所、配电站的监测终端2通过单相电压互感器5、三相电压互感器7、零序电流互感器6不断的监测电网系统的电压和若干个输出端的零序电流。
当电网系统发生瞬间接地故障或干扰时，监测终端2监测判定后，不报接地故障；
当电网系统发生永久性接地故障时，即设定当单相电压互感器5的电压值超过30％的系统相电压或当三相电压互感器7的开口三角电压值超过35％系统相电压时，监测终端2判定系统发生了接地故障；
当发生接地故障超过5秒后，变电站内的监测终端2控制真空接触器4闭合，并联电阻3投入电网系统运行，0.5秒后，真空接触器4断开，并联电阻3退出系统运行，而后变电站、开闭所、配电站的监测终端2将并联电阻3投切前后的采样电压和各出线的零序电流通过监测终端2的GPRS通讯模块经互联网上传到定位监控器1，定位监控器1将收集来的故障信息进行处理和分类，将有效地数据存入数据库，而后定位监控器1启动故障定位功能，根据故障信息，判定故障区段，并把故障判定结果显示在动态电网拓扑图中。

Claims (7)

1、一种配电网故障定位装置，其特征在于，包括：定位监控器、监测终端、并联电阻、真空接触器、单相电压互感器、零序电流互感器、三相电压互感器和消弧线圈，其中：并联电阻安装在变电站内，并联电阻和真空接触器串联后连接于变电站的变压器的中性点与地线之间，电压互感器连接于变电站的变压器的中性点且与并联电阻和真空接触器相并联，消弧线圈接在变压器的中性点与地线之间；在每一条变电站的输出端、开闭所的输出端和配电站的输出端均分别设有相同结构的监测终端、三相电压互感器和零序电流互感器，其中：监测终端设置于变电站、开闭所和配电站的监测节点，三相电压互感器并联于变电站、开闭所和配电站的监测节点，零序电流互感器串联于变电站的输出端、开闭所的输出端和配电站的输出端，检测终端的输出端与定位监控器通过互联网连接，检测终端的输入端分别连接至零序电流互感器的信号端和三相电压互感器的信号端。
2、根据权利要求1所述的配电网故障定位装置，其特征是，所述的并联电阻为功率电阻，该功率电阻为系统相电压与10A电流的比值。
3、根据权利要求1所述的配电网故障定位装置，其特征是，所述的真空接触器为永磁结构的高压交流真空接触器。
4、根据权利要求1所述的配电网故障定位装置，其特征是，所述的单相电压互感器为电磁式单相电压互感器。
5、根据权利要求1所述的配电网故障定位装置，其特征是，所述的零序电流互感器为开口式零序电流互感器。
6、根据权利要求1所述的配电网故障定位装置，其特征是，所述的三相电压互感器为电磁式三相电压互感器，通过三相电压互感器的开口三角测量系统的零序电压。
7、根据权利要求1所述的配电网故障定位装置，其特征是，所述的监测终端内设有PC104模块、DSP模块和GPRS通讯模块为内核。
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