一种适用于城市配网的广域保护控制系统的制作方法

本发明涉及城市配网保护，具体为一种适用于城市配网的广域保护控制系统。

背景技术：

1、配网一般指配电网，是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网；按照供电区域分类，配电网可分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网。其中，由于城市配电网所接纳的终端设备多而杂，因此，容易出现故障，现有的电网保护控制系统一般是采用过流保护来隔离故障，该手段虽然能够保护配电系统的其他设备不受影响，但依然存在以下不足：

2、首先，现有的保护控制系统一般是通过传感器识别电流异常，发送故障报告，自动触发过流保护操作，但由于保护机制过于灵敏，容易触发不必要的保护操作，实际上，某些电流异常属于瞬时性故障，短暂异常后又可自动恢复正常，虽存在异常但在配电设施可承受的范围内，直接触发过流保护，不仅会带来停电，造成用户不便，还会增加了管理人员的工作负担，造成抢修人员无意义的复电抢修。

3、其次，现有的保护控制系统一般采取分域保护模式，即对广域范围内的终端设备进行划分，形成一个个分域针对保护，但由于同一分域内往往存在多个用户端和终端设备，若其中某一设备发生故障，则会导致整个分域停电，需要抢修人员现场排查才可精准定位故障位置，导致停电影响范围广、抢修时间长等问题。

4、因此，急需对此缺点进行改进，本发明则是针对现有的结构及不足予以研究改良，提供有一种适用于城市配网的广域保护控制系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于城市配网的广域保护控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于城市配网的广域保护控制系统，包括：

3、监督模块，所述监督模块通过传感器获取终端设备的电流信息，并通过计时器记录电流发生的时间信息，以达到电流监督目的；

4、所述监督模块包括传感单元、计时单元和网络连接单元，且传感单元以传感器为实体媒介实时获取终端设备的电流信息数据，并通过网络连接单元实现电流信息数据传输；所述计时单元以计时器为实体媒介获取时间信息，具备基本的计时控制功能，能实现开始计时、停止计时、继续计时此类计时操作，所述网络连接单元用于连接以太网，为监督模块的数据交互提供虚拟媒介；

5、故障判别模块，所述故障判别模块能对监督模块监测到的终端设备数据信息进行接收，并结合数据信息内容做出判别，根据判别结果内容发送对应指令；

6、所述故障判别模块包括电流异常判别和故障超时判别，且电流异常判别与监督模块之间存在必然触发联系，电流异常判别是监督模块的必然触发结果，而故障超时判别与监督模块之间不具备必然触发联系，且故障超时判别的触发取决于电流异常判别的判别结果；

7、过流保护模块，所述过流保护模块根据监督模块追溯故障设备，锁定故障终端设备并得到其所在分域，再通过电网路径计算得到故障影响范围内的其他终端设备，对该范围内的终端设备进行断电隔离；

8、所述过流保护模块包括故障设备锁定单元、故障范围筛查单元和故障隔离单元，且故障设备锁定单元通过追溯发出故障数据信息的传感器锁定故障终端设备所在位置，并且故障范围筛查单元以故障终端设备为中心点，结合故障影响半径得出故障影响范围，并筛查出该范围内所有终端设备，定为待隔离终端设备，而故障隔离单元则可通过切断待隔离终端设备电源，将过流故障影响的区域断电隔离；

9、管控模块，所述管控模块由总控和分控共同组成，且分控通过分控节点对分域内的终端设备进行管理，并且每一个分域有且只有一个分控节点。

10、进一步的，所述计时单元能通过网络连接单元定时接收标准时间，并根据标准时间自动校准系统时间。

11、进一步的，所述电流异常判别用于判别终端设备的电流是否超过安全值，若电流超过安全值则判别结果为电流异常，并触发故障超时判别，若电流未超过安全值则判别结果为电流正常，则无操作，不触发其他模块或操作。

12、进一步的，所述故障超时判别用于判别终端设备的电流异常持续时间是否超过瞬时时长，且瞬时时长取决于配电设施所能承受的电流异常时间上限范围，若电流异常持续时间超过瞬时时长则判别结果为超时，并触发过流保护模块，若电流异常持续时间不超过瞬时时长则判别结果为不超时，则无操作，不触发其他模块或操作。

13、进一步的，所述故障设备锁定单元、故障范围筛查单元和故障隔离单元之间存在时序性，且故障设备锁定单元输出端与故障范围筛查单元的输入端相连，并且故障范围筛查单元单元的输出端与故障隔离单元单元的输入端相连。

14、进一步的，所述故障影响半径的计算公式是：l＝v*t；其中，l为故障影响半径，v为故障电流传输速度，t为故障持续时间。

15、进一步的，所述故障隔离单元通过分控节点操控隔离目标终端设备按照指令进行断电操作，将隔离目标终端设备与分域内其他终端设备隔离开。

16、进一步的，所述总控同时具备对分控节点和终端设备的控制权，且分控节点具备对分域内所有终端设备的控制权，并且总控对终端设备的控制权优先于分控节点对终端设备的控制权。

17、进一步的，所述分控节点对同一分域内所有终端设备的控制权均相同，且分控节点之间相互独立、互不干扰。

18、进一步的，所述适用于城市配网的广域保护控制系统的使用流程如下：

19、步骤一、通过监督模块对终端设备进行监督，监督模块包括传感单元、计时单元和网络连接单元，传感单元以传感器为实体媒介实时获取终端设备的电流信息数据，并通过网络连接单元将电流信息数据发送给故障判别模块，同时，计时单元以计时器为实体媒介获取时间信息，进行基本的计时操作；

20、步骤二、故障判别模块对监督模块监测到的终端设备数据信息进行接收，并依次进行电流异常判别和故障超时判别，通过电流异常判别判断终端设备的电流是否超过安全值，若电流正常，则无操作，不触发其他模块或操作，若电流异常，则触发故障超时判别，通过故障超时判别判断终端设备的电流异常持续时间是否即将到达安全时间临界点，即是否即将到达配电设施所能承受的电流异常时间上限范围，若电流异常持续时间不超时，则无操作，不触发其他模块或操作，若电流异常持续时间超时，则触发过流保护模块；

21、步骤三、过流保护模块包括故障设备锁定单元、故障范围筛查单元和故障隔离单元，且故障设备锁定单元通过追溯发出故障数据信息的传感器锁定故障终端设备所在位置，然后故障范围筛查单元结合故障电流传输速度和故障持续时间计算出故障影响半径，并以故障终端设备为中心点，结合故障影响半径得出故障影响范围，筛查出该范围内所有终端设备，定为待隔离终端设备，然后故障隔离单元通过分控节点操控待隔离终端设备按照指令进行断电操作，将待隔离终端设备与分域内其他终端设备隔离开，隔离过流故障影响的区域；

22、步骤四、过流保护模块的操作内容以及操作相关的终端设备信息将通过以太网发送给控制中心，控制中心的管理人员接收到故障报告后，将根据故障影响范围向抢修中心发送抢修任务指令、分派抢修工人前去抢修。

23、本发明提供了一种适用于城市配网的广域保护控制系统，具备以下有益效果：

24、1、本发明设置有监督模块，且监督模块包括传感单元、计时单元和网络连接单元，通过传感单元和计时单元可对终端设备的电流信息数据以及相关时间信息进行获取，并且计时单元可通过网络连接单元定时接收标准时间，能根据标准时间自动校准系统时间，改进后的广域保护控制系统对终端设备的监督效果较好，并具备时间自动校准功能，可避免系统时间出现偏差，对精准判别故障持续时长具有重要指导意义。

25、2、本发明设置有故障判别模块，故障判别模块包括电流异常判别和故障超时判别，通过电流异常判别判断终端设备的电流是否超过安全值，再通过故障超时判别对电流异常持续时间进行判别，判断是否超过瞬时时长即将到达安全时间临界点，在即将达到临界点时触发过流保护模块，改进后的广域保护控制系统可在保证保护机制灵敏性的同时，提升保护机制触发准确性，避免由于保护机制过于灵敏触发不必要的保护操作，避免由于非必要保护导致停电、造成用户不便，也减轻了管理人员的工作负担，减少抢修人员无意义的复电抢修。

26、3、本发明设置有过流保护模块，过流保护模块包括故障设备锁定单元、故障范围筛查单元和故障隔离单元，通过故障设备锁定单元可追溯发出故障数据信息的传感器锁定故障终端设备所在位置，然后故障范围筛查单元以故障终端设备为中心点，结合故障影响半径得出故障影响范围，筛查出该范围内所有终端设备，然后故障隔离单元通过分控节点操控该范围内所有终端设备断电操作，隔离过流故障影响的区域，改进后的广域保护控制系统可自动锁定故障设备所在位置及其影响范围，缩小了停电影响范围，且无需人工现场排查故障位置，缩短了抢修时间，并且控制中心的管理人员能够根据接收到故障报告，分派适宜人数的抢修工人前去抢修，减少不必要的人员浪费。