一种基于实时拓扑的配电故障判决方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子电力技术领域，尤其涉及一种基于实时拓扑的配电故障判决方法。
【背景技术】
[0002]电力线路是电网运行的命脉，它在输送电能的同时又相当脆弱，任何来自外力的破坏以及工作人员的错误操作，都有可能造成大面积停电，甚至电网瓦解，给社会经济和人民群众的生活带来巨大危害。因此，开展电力线路在线检测与诊断方法研宄，对于及时处理故障，恢复系统正常运行，维护电力系统安全和用户经济利益都有非常重要的意义。国内外对输电线路的在线检测与诊断研宄较多，而对配电线路研宄较少，并且偏重于线路发生故障后的诊断与定位，属于离线故障诊断。现有的监测装置和定位装置不能对配电线路的运行状态做到实时监测，也不能对线路的瞬时故障做到有效检测和诊断，更不具备对线路早期故障作出预报的功能。配电线路的一些早期故障若不能及时排除，很可能发展成为短路故障，给电力系统的安全运行造成危害。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决现有技术存在的缺陷，实时对配电线路的运行状态监测，对线路的瞬时故障作出有效的检测和诊断，及时排除线路的早期故障。
[0004]本发明实施例提供一种基于实时拓扑的配电故障判决方法，包括:
[0005]通过安装在配电网三相线路上的多个故障指示器实时检测负荷电流；在当前负荷电流大于正常负荷电流一倍时，在tl时间内判断当前负荷电流是否大于速断门限电流的大小；若是，则判定发生短路故障；否则进一步在t2时间内判断当前负荷电流是否大于过流门限电流；若是，则判定为发生短路故障；
[0006]通过特频源注入装置实时检测三相电路电压；在检测到其中两相线路电压升高，第三相线路电压降低时，判定发生接地故障；在延时t3时间后通过所述特频源注入装置向线路注入异频信号并且在经过t4时间延迟后通过所述故障指示器检测故障异频电流；其中，t3〈t4 ；
[0007]在判定出现短路故障或接地故障后，所述故障指示器将故障信息和负荷电流信息发送到监控主站，由所述监控主站分析出故障点。
[0008]进一步地，在延时的t3时间内，通过所述特频源注入装置定时检测线路电压是否异常。
[0009]进一步地，在延时的t4时间内，通过所述特频源注入装置定时检测线路电压是否异常。
[0010]进一步地，tl= 40 毫秒，t2 = 200 毫秒，3.5 ^ t3 ^ 4 分钟，4 彡 t4 ^ 4.5 分钟，且每次特频信号注入的时间为2分钟。
[0011]进一步地，所述通过所述故障指示器检测故障异频电流具体包括:通过所述故障指示器连续检测多组数据，将异频值最小的那组作为故障异频电流。
[0012]进一步地，所述异频信号为特殊频率的低频信号。
[0013]进一步地，所述故障指示器为数字式判断器。
[0014]进一步地，所述故障指示器将故障信息和负荷电流信息发送到监控主站具体包括:所述故障指示器将故障信息、负荷电流信息通过无线射频方式传输给数据集中传输器，所述数据集中传输器将数据打包，经过中继器通过移动公网方式与后台的监控主站进行通信连接。
[0015]进一步地，所述数据集中传输器包括高压取能装置、数据存储器和蓄电池；所述高压取能装置用于在配电网线路上直接感应取能为数据集中传输器供电，并通过所述蓄电池存储电能；所述数据存储器用于存储故障信息和负荷电流。
[0016]进一步地，所述高压取能装置为LC串联感应式取能装置。
[0017]实施本发明实施例，具有如下有益效果:本发明实施例提供的一种基于实时拓扑的配电故障判决方法，能够利用配电网三相线路上安装的多个故障指示器，监测配电网各分线的负荷量和故障信息，通过速断过流法判断配电线路是否发生短路故障，以及通过特频注入和检测线路电压变化的方法智能判断接地故障；负荷信息和故障信息发回监控主站，实现配电的负荷信息信息、故障信息采集；通过监控主站对负荷电流信息和故障信息分析，得到故障点的位置，从而能够及时通知相关线路运行维护人员及时隔离故障区段，从而达到快速排除故障得目的。
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例提供的基于实时拓扑的配电故障判决方法的流程图；
[0019]图2是实现本发明实施例的基于实时拓扑的配电故障判决方法的配电网故障监测系统的结构示意图；
[0020]图3是本发明实施例提供的配电网短路故障线路图；
[0021]图4是本发明实施例提供的配电网单相接地故障线路图。
【具体实施方式】
[0022]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作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。
[0023]参见图1，其是本发明实施例提供的基于实时拓扑的配电故障判决方法的流程图，包括如下步骤:
[0024]S1:通过安装在配电网三相线路上的多个故障指示器实时检测负荷电流；
[0025]S2:在当前负荷电流大于正常负荷电流一倍时，在tl时间内判断当前负荷电流是否大于速断门限电流的大小；若是，则判定发生短路故障；否则进入步骤S3 ;
[0026]S3:在t2时间内判断当前负荷电流是否大于过流门限电流；若是，则判定为发生短路故障；进入步骤S7 ；
[0027]S4:通过特频源注入装置实时检测三相电路电压；
[0028]S5:在检测到其中两相线路电压升高，第三相线路电压降低时，判定发生接地故障；
[0029]S6:在延时t3时间后通过所述特频源注入装置向线路注入异频信号并且在经过t4时间延迟后通过所述故障指示器检测故障异频电流；其中，t3〈t4 ;
[0030]S7:在判定出现短路故障或接地故障后，所述故障指示器将故障信息和负荷电流信息发送到监控主站，由所述监控主站分析出故障点。
[0031]参见图2，是实现本发明实施例的基于实时拓扑的配电故障判决方法的配电网故障监测系统的结构示意图。
[0032]在本实施例中，所述的配电网故障监测系统，包括:多个故障指示器、数据集中传输器100、中继器200、监控主站300以及特频源注入装置400。
[0033]如图2所示的故障监测系统显示有至少15个故障显示器，所述故障指示器逐一安装在配电网三相线路上。
[0034]每个故障指示器内部设有一套无线射频装置，各个无线射频装置可以组成一个无线局域网，将故障信息、负荷电流信息通过无线射频方式将传输给数据集中传输器100，数据集中传输器100将数据打包，经过中继器200通过移动公网方式与后台的监控主站300进行通信连接。
[0035]具体实施时，配电网三相线路上安装的各个故障指示器优选为数字式判断器，并且采用绝缘操作杆带电装卸，无需特殊工具，施工和维护简单、方便。此外，各个故障指示器可检测线路负荷电流，设有定时自动发送装置和召测装置，方便获得配电网的负荷变化情况，故障判断准确，减少故障查找的盲目性。进一步地，各个故障指示器优选采用免维护的自充电电源，使用寿命长。
[0036]所述数据集中传输器100与所述中继器200为一体化装置，将两者集成为一个硬件装置，便于对配电网数据的接收与发送。
[0037]所述数据集中传输器100包括高压取能装置101、数据存储器102和蓄电池103。采用高压取能装置101和蓄电池103组合供电方式，可以有效保障数据集中传输器100的持续无间断的正常工作。其中，所述高压取能装置优选为LC(电感/电容)串联感应式取能装置，并且，所述LC串联感应式取能装置还包括备用电源；所述备用电源为一次性高容量锂电池。数据集中传输器100通过LC串联感应式取能装置可以从配电网线路上直接感应取能进行供电，而蓄电池103可以作为备用电源，当配电网线路发生故障而断电时可以启用。LC串联感应式取能装置具有不受天气影响、不受线路负荷大小影响、体积小造价低等优点，并且还具有电压测量功能，整个取能装置安全、可靠、终身免维护。
[0038]数据存储器102可以优选为DataLog数据库，能够在本地缓存一个月以上的秒级数据和一年以上的分钟级数据。当通信异常时，数据存储在本地数据存储器