一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法技术

本发明专利技术提出一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法，该方法中构建出由主CPU和检测CPU双CPU架构形成的馈线终端，通过馈线终端快速识别出10kV线路短路故障时的残压电压或瞬时电压，为馈线终端故障隔离提供闭锁条件，也可以在馈线终端外部的10kV供电电压互感器及相关检测回路发生故障时，智能诊断并提供对应的故障信息，及时提醒用户检修柱上开关成套装置，保障设备处于良好的运行状态。采用本发明专利技术，对提高就地型馈线自动化故障隔离与恢复供电的成功率起到有用的帮助，具有良好的社会效益。

An intelligent identification method for short circuit fault voltage of 10kV line

The intelligent identification method of 10kV short circuit fault voltage, construct the feeder terminal formed by the main CPU and the detection of CPU double CPU architecture in this method, the feeder terminal to quickly identify short circuit fault of the 10kV line when the residual voltage or voltage instantaneous voltage, providing conditions for the feeder terminal blocking fault isolation, also can the fault occurred in the feeder terminal external 10kV power supply voltage transformer and detection circuit, intelligent diagnosis and provide the corresponding fault information, timely remind users to repair equipment switch on column, ensure the equipment in good running condition. The invention can be used for improving the success rate of the local type feeder automatic fault isolation and the restoration of power supply, and has good social benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法
本专利技术涉及智能配电网领域中就地型馈线自动化中对线路短路故障电压的检测技术，尤其是一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法。
技术介绍
目前在国内就地型馈线自动化领域，应用面最广的是采用就地重合模式的馈线自动化技术，完成故障隔离与恢复供电的执行主体主要由电压时间型馈线终端(FTU)或类似产品、电磁型柱上负荷开关和双侧的电源变压器，后续将这三者简称“柱上开关成套装置”，电源变压器简称电源“PT”。现有技术中“馈线终端”采用的是在其内部采用安装二次电压互感器，它将10kV的PT输出的电压信号变成小电压信号，当它检出到“故障电压”后，能驱动磁保持继电器动作，“记忆”住曾经发生过故障电压，这样当从FTU负荷侧(非故障侧)供电时，FTU正常运行后，判断FTU的电源侧磁保持继电器的闭合状态，决定是否闭锁合闸，完成故障隔离与恢复供电。目前国家电网大力推进柱上开关一二次融合成套设备，它可应用于就地重合型馈线自动化，同样需要检测“故障电压”。在柱上开关一二次融合成套设备的10kV开关内部会安装EVT模块和ECT模块，EVT模块用于变换10kV线路上的Ua、Ub、Uc、U0，产生小电压信号，ECT模块用于将Ia、Ib、Ic电流信号变换为小电压信号。柱上开关一二次融合成套设备需要配置两路10kV的电源PT，为装置供电与检测“故障电压”使用。现有技术中采用柱上开关一二次融合成套设备通过继电器检测故障电压方案有以下缺陷：1)FTU无法判断10kV的电源PT是否故障，无法及时预警，因为FTU是通过EVT模块采集10kV电压信号，它的电压信号是正常的，无法检测到PT的故障，就会造成线路短路故障时，FTU无法实现故障隔离；2)采用继电器方案无法检测到FTU内部硬件检测回路的故障，发生此种情况，FTU也无法实现故障隔离；3)由于FTU内部空间比较紧张，如果采用继电器检测方案，则硬件回路复杂，调试复杂，安装空间紧张，尤其是罩式FTU的内部空间更为紧张；
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法，该方法既适用于柱上开关一二次融合成套设备的馈线终端，也适用常规的电压时间型馈线终端。为实现上述技术效果，本专利技术所采用的技术方案为：一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法，所述10kV线路中设有一组分段点用的柱上开关，每个分段点用柱上开关两侧均设有电源PT；对于同一个柱上开关，其两侧的电源PT分别跨接在10kV线路A、B两相间和B、C两相间；电源PT将所在侧两相间的10kV线电压转换为AC220V的输出电压。该方法包括以下步骤：(1)构建馈线终端：所述馈线终端包括主CPU和检测CPU；主CPU设有交流采样回路和通讯接口，交流采样回路采集对应的柱上开关两侧电源PT的三相输出电压和电流；检测CPU设有通讯接口和两个A/D采样电路；检测CPU的两个A/D采样电路分别通过各自的电压转换电路与对应侧的电源PT相连，采集对应侧电源PT的输出电压；主CPU和检测CPU通过通讯接口交互数据；(2)检测CPU在上电运行时，立即进行线路故障电压计算；所述线路故障电压计算包括以下步骤：(2-1)通过自身的A/D采样电路实时采集对应侧电源PT的输出电压，获取离散化的采样信号；(2-2)检测CPU对两路采样信号分别执行以下步骤：通过移动平均窗对采样信号进行加权截断，并计算出每次的移动均值，移动平均窗采用移动平均法设置而成；取一个采样周期内最大的移动平均值Umax，如果Umax大于预设的瞬时电压整定值，则检测CPU生成对应侧10kV线路的瞬时加压记录；如果Umax小于预设的瞬时电压整定值，则检测CPU生成对应侧10kV线路的残压记录；检测CPU将瞬时加压记录或残压记录存入内置的非易失性存储器中；完成瞬时加压记录或残压记录保存后，检测CPU退出线路故障电压计算模式，进入正常模式；(2-3)进入正常模式后，检测CPU将采集到的对应侧电源PT输出电压实时上传给主CPU，当Umax小于预设的残压整定值，检测CPU生成失压标志并发送给主CPU，由主CPU将此失压标志信号上送配电主站；(2-4)若检测CPU在检测到生成失压标志后，该侧电压又大于预设残压整定值，则按(2-2)逻辑重新启动故障电压计算；(3)10kV线路任意一侧来电，主CPU上电运行后，通过通讯接口访问检测CPU的非易失性存储器，读取非易失性存储器中存储的10kV两侧的瞬时加压记录或残压记录，如果主CPU读取到来电侧对侧的瞬时加压记录或残压记录，则进入瞬时加压闭锁或残压闭锁状态，在瞬时加压闭锁或残压闭锁状态下，馈线终端禁止继电器出口合闸。进一步的，所述10kV线路短路故障电压的智能识别方法中，采用检测CPU进行X计时；所述检测CPU进行X计时的步骤为：检测CPU一感受到来电，或从失压状态检测到来电侧电压大于残压整定值，就开始X计时判断；若X计时结束，电源侧没有失电，检测CPU通知主CPUX计时完成，主CPU则判定馈线终端的电源侧没有故障，主CPU产生信号控制合闸出口继电器动作，提供合闸能量，使对应的柱上开关合闸，向下一级送电；否则，主CPU进入X延时闭锁状态，此状态下禁止继电器出口合闸，使对应的柱上开关保持断开。进一步的，还包括电源PT断线检测，步骤为：(3-1)定义主CPU的交流采样回路采集到的对应的柱上开关两侧电源PT的三相输出电压分别为Ua、Ub、Uc，三相电流为Ia、Ib、Ic，主CPU采样得到的10kV线路A、B两相间的线电压为Uabm，B、C两相间的线电压为Ucbm；检测CPU检测到的对应的柱上开关两侧电源PT的输出线电压分别为Uab和Ucb；(3-2)如果主CPU与检测CPU无法建立通讯，则主CPU判定对应的柱上开关两侧的电源PT都没有电或检测CPU回路有故障，此时主CPU默认Uab和Ucb都为0V；(3-3)若检测CPU检测到对应的柱上开关有一侧电源PT输出的线电压低于残压整定值，且Uabm、Ucbm都大于瞬时电压值，则判定10kV线路的电压是正常的，此时主CPU判断出对应柱上开关的两侧电源PT及其A/D采样回路中至少有一个出现故障，主CPU发出电源PT的PT断线告警信号至配网主站；(3-4)若主CPU采样得到的任意一相的相电流大于预设的无流值，即线路上有电流，此时，若检测CPU检测到对应的柱上开关有一侧电源PT输出的线电压低于残压整定值，则判定对应侧的电源PT及其A/D采样回路至少有一个存在故障，此时主CPU发出电源PT的PT断线告警信号至配网主站。进一步的，还包括馈线终端内部自检，自检的步骤为：若检测CPU检测到Uab有压而主CPU检测到Uabm无压，则判定主CPU的Uabm交流采样回路出现故障，主CPU生成主CPU交流采样电路故障信号并发送给配网主站；若检测CPU检测到Uab无压而主CPU检测到Uabm有压，则判定检测CPU的Uab通道的A/D采样回路出现故障，主CPU生成检测CPU的A/D采样回路故障信号并发送给配网主站；若检测CPU检测到Ucb有压而主CPU检测到Ucbm无压，则判定主CPU的Ucbm交流采样回路出现故障，主CPU生成主CPU交流采样电路故障信号并发送给配网主站；若检测CPU检测到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法，其特征在于，所述10kV线路中设有一组分段点用的柱上开关，每个分段点用柱上开关两侧均设有电源PT；对于同一个柱上开关，其两侧的电源PT分别跨接在10kV线路A、B两相间和B、C两相间；电源PT将所在侧两相间的10kV线电压转换为AC220V的输出电压。该方法包括以下步骤：(1)构建馈线终端：所述馈线终端包括主CPU和检测CPU；主CPU设有交流采样回路和通讯接口，交流采样回路采集对应的柱上开关两侧电源PT的三相输出电压和电流；检测CPU设有通讯接口和两个A/D采样电路；检测CPU的两个A/D采样电路分别通过各自的电压转换电路与对应侧的电源PT相连，采集对应侧电源PT的输出电压；主CPU和检测CPU通过通讯接口交互数据；(2)检测CPU在上电运行时，立即进行线路故障电压计算；所述线路故障电压计算包括以下步骤：(2‑1)通过自身的A/D采样电路实时采集对应侧电源PT的输出电压，获取离散化的采样信号；(2‑2)检测CPU对两路采样信号分别执行以下步骤：通过移动平均窗对采样信号进行加权截断，并计算出每次的移动均值，移动平均窗采用移动平均法设置而成；取一个采样周期内最大的移动平均值U...

【技术特征摘要】
1.一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法，其特征在于，所述10kV线路中设有一组分段点用的柱上开关，每个分段点用柱上开关两侧均设有电源PT；对于同一个柱上开关，其两侧的电源PT分别跨接在10kV线路A、B两相间和B、C两相间；电源PT将所在侧两相间的10kV线电压转换为AC220V的输出电压。该方法包括以下步骤：(1)构建馈线终端：所述馈线终端包括主CPU和检测CPU；主CPU设有交流采样回路和通讯接口，交流采样回路采集对应的柱上开关两侧电源PT的三相输出电压和电流；检测CPU设有通讯接口和两个A/D采样电路；检测CPU的两个A/D采样电路分别通过各自的电压转换电路与对应侧的电源PT相连，采集对应侧电源PT的输出电压；主CPU和检测CPU通过通讯接口交互数据；(2)检测CPU在上电运行时，立即进行线路故障电压计算；所述线路故障电压计算包括以下步骤：(2-1)通过自身的A/D采样电路实时采集对应侧电源PT的输出电压，获取离散化的采样信号；(2-2)检测CPU对两路采样信号分别执行以下步骤：通过移动平均窗对采样信号进行加权截断，并计算出每次的移动均值，移动平均窗采用移动平均法设置而成；取一个采样周期内最大的移动平均值Umax，如果Umax大于预设的瞬时电压整定值，则检测CPU生成对应侧10kV线路的瞬时加压记录；如果Umax小于预设的瞬时电压整定值，则检测CPU生成对应侧10kV线路的残压记录；检测CPU将瞬时加压记录或残压记录存入内置的非易失性存储器中；完成瞬时加压记录或残压记录保存后，检测CPU退出线路故障电压计算模式，进入正常模式；(2-3)进入正常模式后，检测CPU将采集到的对应侧电源PT输出电压实时上传给主CPU，当Umax小于预设的残压整定值，检测CPU生成失压标志并发送给主CPU，由主CPU将此失压标志信号上送配电主站；(2-4)若检测CPU在检测到生成失压标志后，该侧电压又大于预设残压整定值，则按(2-2)逻辑重新启动故障电压计算；(3)10kV线路任意一侧来电，主CPU上电运行后，通过通讯接口访问检测CPU的非易失性存储器，读取非易失性存储器中存储的10kV两侧的瞬时加压记录或残压记录，如果主CPU读取到来电侧对侧的瞬时加压记录或残压记录，则进入瞬时加压闭锁或残压闭锁状态，在瞬时加压闭锁或残压闭锁状态下，馈线终端禁止继电器出口合闸。2.根据权利要求1所述的一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法，其特征在于，所述10kV线路短路故障电压的智能识别方法中，采用检测CPU进行X计时；所述检测CPU进行X计时的步骤为：检测CPU一感受到来电，或从失压状态检测到来电侧电压大于残压整定值，就开始X计时判断；若X计时结束，电源侧没有失电，检测CPU通知主CPUX计时...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明，
申请(专利权)人：江苏大烨智能电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32