CN203465374U - 对配电网故障进行监测和定位的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种对配电网故障进行监测和定位的装置。该装置主要包括：安装在配电线路的分支上的配电线路在线监控单元、设置在配电网的管理控制中心的故障信息处理装置和安装在配电网的变电站母线上的配电网单相接地综合保护装置；故障信息处理装置基于预先设定的判据信息，对配电线路监控单元发送过来的短路故障信息进行融合处理，获取短路故障信息的故障位置信息。本实用新型实施例能够准确检测短路、断路、单相接地等多种配网故障，全面地解决了配电网故障、不扩大事故、保护设备、降低人身感电风险、快速、准确选择故障线路和故障点的定位。

Description

对配电网故障进行监测和定位的装置

技术领域

本实用新型涉及配电网技术领域，尤其涉及一种对配电网故障进行监测和定位的装置。

背景技术

电力系统是国民经济的基础产业，随着经济的发展，电力系统的规模不断扩大，人们对供电服务、电能质量的要求越来越高。为此我国提出了建设智能电网的总体目标，智能电网由智能输电网和智能配电网组成，十二五规划对智能配电网提出了安全可靠、优质高效、灵活互动的三大目标，其核心内容之一是使配电网具有更高的供电可靠性，具有自愈（重构）功能，最大限度减少供电故障对用户的影响。

据统计，电力用户遭受的停电事故95%以上是由于配电系统原因造成的，而配电系统故障80%是单相接地故障。单相接地故障易产生电弧、过电压，引起相间短路跳闸、设备损坏。特别是现阶段配电系统分支线多、线路结构复杂，在发生故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，并且要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间是。因此，及时准确地确定接地线路和故障点，对于配电网的供电可靠性、安全性具有十分重要意义。

目前，普遍采用的配电网故障的定位方法为：采用人工现场巡线的方法查找故障，每次查找和排除故障至少需要几个小时时间。因此，开发一种高效率的配电网故障的自动定位方法是十分有必要的。

目前配电网运行环境复杂，在发生设备故障后给线路巡视工作带来了难处。现在采用发生故障人工巡线的方法查找故障，每次查找和排除故障至少需要几个小时时间，自动化水平不高，将消耗大量的人力资源，无法满足日益增长的配电线路运行的需要。因此，开发一种对配电网的故障进行在线、及时、准确地监测的系统是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种对配电网故障进行监测和定位的装置，以实现对配电网的故障进行快速、准确的监测和定位。

一种对配电网故障进行监测和定位的装置，包括：配电线路在线监控单元、故障信息处理装置和配电网单相接地综合保护装置，所述的配电线路在线监控单元安装在配电线路的分支上，所述的故障信息处理装置设置在配电网的管理控制中心，所述的配电网单相接地综合保护装置安装在配电网的变电站母线上；

所述的故障信息处理装置基于预先设定的判据信息，对所述配电线路监控单元发送过来的短路故障信息进行融合处理，获取所述短路故障信息的故障位置信息。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例通过采用基于网络模式下的配电网故障在线监测、定位及分析，能够准确检测短路、断路、单相接地等多种配网故障，全面地解决了配电网故障、不扩大事故、保护设备、降低人身感电风险、快速、准确选择故障线路和故障点的定位，对减少停电时间、保护电网设备、提高供电可靠性、提高供电部门和用户的经济效益具有重要意义，也是智能配电网技术和产业发展的趋势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种对配电网故障进行监测和定位的装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的一种对配电网故障进行监测和定位的方法的处理流程图。

具体实施方式

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

实施例一

本实用新型实施例根据配电网覆盖面积大，网架结构复杂的特征，研究基于物联技术，无线光纤多网融合，建立满足配电网需要的可靠的在线监测通讯网络。研究经低阻抗变压器注入信号方式，实现单相接地故障保护状态下的故障定位，增强注入信号强度，提高故障定位精度；研究多判据故障检测器，实现短路、断路、单相接地故障准确判断。

该实施例提供了一种对配电网故障进行监测和定位的装置的结构示意图如图1所示，包括如下的模块：配电线路监控单元11、通讯装置12、配电网单相接地综合保护装置13、配故障信息处理装置14，以变电站母线及其所属配出线路划分为若干子系统。

配电线路在线监控单元11，用于安装在配电线路分支上，采用互感器取电、大容量电池或太阳能供电方式，根据检测到的配电线路的负荷电流变化判断短路故障；根据接收到的配电网单相接地综合保护装置发送过来的注入信号，判断单相接地故障，将所述短路故障、单相接地故障发送给通讯器。该配电线路在线监控单元和分段开关、分支断路器连接，接收到所述故障信息处理装置发送过来的故障隔离指令后，利用分段开关、分支断路器对所述故障位置所在的故障区域进行隔离。

通讯器12，用于安装在配电线路分支上，和所述配电线路在线监控单元连接，将所述配电线路在线监控单元发送过来的短路故障、单相接地故障发送给故障信息处理装置。

配电网单相接地综合保护装置13，用于安装在变电站母线上，为每个子系统的核心部件。采用故障相自动经低阻抗变压器接地方式来转移故障点接地电流，实现熄灭单相接地故障电弧；采用稳态保护接地方式限制间歇性接地过电压；采用故障相、人体、大地三者强迫等电位的方法实现对人身感电的有效保护；采用零序电压与线电压幅值相位比较进行接地选相，利用接地转移前后零序电流转移特征方程进行故障选线方法，采用低阻抗变压器二次线圈注入信号方式，实现单相接地保护状态下的故障定位和自动复归。

故障信息处理装置14，用于设置在配电网的管理控制中心，可以接入配电网GIS（Geographic Information System，地理信息系统）信息、PMS（power production management system，工程生产管理系统）信息，实时监测配电网络的状态和故障，将相间短路和单相接地短路故障的指示和定位功能一起实现，对各配电线路监控单元所传信息进行处理，结合多种判据，应用信息融合方法，智能给出故障位置，故障类型等信息，在故障发生时自动进行故障推屏、停电范围分析、故障点定位，便于电路的维护和事故抢修，又可用来对配电网设施进行管理，便于设施信息的录入、查询和统计。根据所述短路故障信息的故障位置信息，通过所述通讯器向所述配电线路在线监控单元发送故障隔离指令，为遥控系统提供动作信息，远程遥控分支断路器，隔离故障区域，实现智能配电网自愈和重构。

由于配电网单相接地监控单元分布在10kV配电线路分支上，单元供电可采取多种方式结合：利用电磁感应原理，通过非接触式电磁传感器从线路取电，配合可充电电池，构成供电电压。对于低负荷或间断负荷线路，使用太阳能供电方式。

上述配电网单相接地综合保护装置作为站端设备，通过变电站光纤网络与故障信息处理装置进行通讯，上述变电站光纤网络为电力系统专用，可以保证其安全性。

上述的通讯器根据地域和配网情况，可选择多种通讯方式：在大中城市，利用配网自动化光纤通道，实时性强，安全性高；在农村电网采用GPRS（通用分组无线服务技术，GeneralPacketRadioService）公用网络，申请专用号段，覆盖面积广，同时可以避免其他用户占用资源；在自闭和贯通线路，使用短无线网络，配合中继，构建专用网络，具有较高的性价比。与配电网单相接地综合保护装置采用专用协议，防止非法侵入和失真信息流入。

实施例二

该实施例提供的一种对配电网故障进行监测和定位的方法的处理流程如图2所示，包括如下的处理步骤：

步骤21、在配电线路的分支上安装配电线路在线监控单元，在配电网的管理控制中心设置故障信息处理装置，在配电网的变电站母线上安装配电网单相接地综合保护装置。

步骤22、所述的配电线路在线监控单元根据检测到的所述配电线路的负荷电流变化判断所述配电线路的短路故障，将所述配电线路的短路故障信息发送给配电网单相接地综合保护装置和故障信息处理装置。

步骤23、所述的故障信息处理装置基于预先设定的判据信息，对所述配电线路监控单元发送过来的短路故障信息进行融合处理，获取所述短路故障信息的故障位置信息。

所述的配电网单相接地综合保护装置接收到所述配电线路在线监控单元发送过来的短路故障信息后，采用故障相自动经低阻抗变压器接地方式来转移所述短路故障的故障点接地电流，实现熄灭单相接地故障电弧。

所述的方法还包括：

将通讯器安装在配电线路分支上，所述通信模块和所述配电线路在线监控单元连接，将所述配电线路在线监控单元发送过来的短路故障信息发送给故障信息处理装置。

所述的方法还包括：

所述的配电线路在线监控单元根据接收到的配电网单相接地综合保护装置发送过来的注入信号，判断单相接地故障，将所述单相接地故障发送给通讯器；

所述的通讯器将所述配电线路在线监控单元发送过来的单相接地故障发送给故障信息处理装置。

所述的方法还包括：

所述的故障信息处理装置根据所述短路故障信息的故障位置信息，通过所述通讯器向所述配电线路在线监控单元发送故障隔离指令；

所述的配电线路在线监控单元接收到所述故障信息处理装置发送过来的故障隔离指令后，利用分段开关、分支断路器对所述故障位置所在的故障区域进行隔离。

所述的方法还包括：

所述的配电网单相接地综合保护装置采用稳态保护接地方式限制间歇性接地过电压；采用故障相、人体、大地三者强迫等电位的方法实现对人身感电的有效保护；采用零序电压与线电压幅值相位比较进行接地选相，利用接地转移前后零序电流转移特征方程进行故障选线方法，采用低阻抗变压器二次线圈注入信号方式，实现单相接地保护状态下的故障定位和自动复归。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的设备中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的设备中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个设备中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

综上所述，本实用新型实施例通过采用基于网络模式下的配电网故障在线监测、定位及分析，能够准确检测短路、断路、单相接地等多种配网故障，全面地解决了配电网故障、不扩大事故、保护设备、降低人身感电风险、快速、准确选择故障线路和故障点的定位，对减少停电时间、保护电网设备、提高供电可靠性、提高供电部门和用户的经济效益具有重要意义，也是智能配电网技术和产业发展的趋势。

本实用新型实施例结合故障自动定位系统查找故障，可以大大节省故障查找时间。配网线路故障定位系统的实施将减少因线路故障引起停电造成的经济损失，预期可以取得良好的经济效益和社会效益。因此具有广泛的应用前景。

本实用新型实施例的对配电网故障进行监测和定位的装置可以作为配网自动化系统的子系统，在配网自动化无法覆盖的地区实现故障定位和线路信息在线监测，为建立有效快速复电机制摸索，可直接应用于所有配电线路，项目本身实施简便快捷，因此可以大量推广和复制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种对配电网故障进行监测和定位的装置，其特征在于，包括：配电线路在线监控单元、故障信息处理装置和配电网单相接地综合保护装置，所述的配电线路在线监控单元安装在配电线路的分支上，所述的故障信息处理装置设置在配电网的管理控制中心，所述的配电网单相接地综合保护装置安装在配电网的变电站母线上； 

所述的故障信息处理装置基于预先设定的判据信息，对所述配电线路监控单元发送过来的短路故障信息进行融合处理，获取所述短路故障信息的故障位置信息。 

2.根据权利要求1所述的对配电网故障进行监测和定位的装置，其特征在于，所述的装置还包括：安装在配电线路分支上的通讯器，所述通讯器和所述配电线路在线监控单元连接，将所述配电线路在线监控单元发送过来的短路故障信息发送给故障信息处理装置。 

3.根据权利要求2所述的对配电网故障进行监测和定位的装置，其特征在于，所述的配电线路在线监控单元采用互感器取电、大容量电池或太阳能供电。 

4.根据权利要求3所述的对配电网故障进行监测和定位的装置，其特征在于，所述的互感器包括非接触式电磁传感器。 

5.根据权利要求2所述的对配电网故障进行监测和定位的装置，其特征在于，所述的配电网单相接地综合保护装置通过变电站光纤网络与所述故障信息处理装置进行通讯。 

6.根据权利要求2所述的对配电网故障进行监测和定位的装置，其特征在于，所述的通讯器在城市利用配网自动化光纤通道；在农村电网采用通用分组无线服务技术GPRS公用网络；在自闭和贯通线路，使用短无线网络， 配合中继，构建专用网络。 

7.根据权利要求1所述的对配电网故障进行监测和定位的装置，其特征在于，所述的配电线路在线监控单元和分段开关、分支断路器连接，利用所述分段开关、分支断路器对所述故障位置所在的故障区域进行隔离。 

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