一种配电网故障检测方法及检测系统技术方案

一种全新的配电网故障检测方法及检测系统，借助一信号发生装置向母线注入一特频信号，结合设置于线路上的故障检测探头同时对相间及单相对地故障进行检测，并将检测信息通过通讯设备传输给中心计算机。该方法及系统实现了用同一套设备即可完成对相间及单相对地故障的全自动检测，节省了大量人力、物力、财力，大幅度提高了故障检测效率及准确率，大大提高了供电可靠性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电网的故障检测方法及设备，特别涉及一种用于检测配网相间及单相对地故障的方法及其检测系统。我国的电网基本承袭原苏联的体系结构(如图2所示)，一般把66KV及以下电压系统称为配电网，简称配网。随着城市电网的发展和配电网规模的不断扩大，配网的故障频繁发生，其中以单相对地故障及相间故障为主。配网延伸至各角落，网络密集，分支多，造成故障查找、排除非常困难，由此带来的经济损失是难以估量的。目前，国内相间故障的检测技术较为成熟。当发生相间故障时，由于短路电流有明显的突变(如附图说明图1所示)，特征显著，相对较易检测到。比较先进的方法是在线路上设置检测探头，当探头检测到相间故障特征电流时，线路寻视人员即可根据各探头上的故障指示，找到故障点。但该探头多是采用普通的元器件(如CMOS堆砌)构成的检测回路，因此在检测的准确性及复杂情况下的判断尚存在缺陷，且无法实现故障点的自动定位。我国配网的变压器采用中性点不接地或经消弧线圈接地，因此发生单相对地故障时，无故障通道的构成，接地电流较小，对系统的运行在短时间内无明显影响，因此国家标准规定允许在此故障情况下继续运行2小时。但长时间如此运行会给系统带来许多危害。由于单相对地故障接地电流小，而电压等无明显特征变化，所以检测相当困难。目前，常用检测手段，主要围绕零序电压电流的特点来进行，检测有很大的局限性，可应用的范围不足配网的十分之一，且只能确定故障出线及故障相，不能定位，而不得不采用“拉路法”，导致大面积停电，给供用电双方都带来重大损失。也有一些国内外的先进技术采用母线注入特频信号法，结合人工手持检测设备进行巡线跟踪，检测单相对地故障，但仍不能实现故障点的自动定位。更未见同时可检测上述两种故障的方法及设备。本专利技术的目的即在于提供一种集检测相间及单相对地故障为一体，并能准确定位故障点的全自动检测方法及其检测系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案一种配电网故障检测方法，其特征在于，它包括以下步骤a．通过至少一个信号发射装置，可以向配电网母线注入一特定频率的信号，b．通过设置于配电网线路上的检测设备，接收和监测线路上的各种信号，c．选择一种通讯方式，将各检测设备获取的信息汇总传输．d．设置至少一个接收主站，接收由步骤c传回的各检测设备发出的检测信息，并经计算机综合处理，输出故障位置等全部故障检测结果。本专利技术用以判断配电网发生相间故障方法的特征在于，使用所述的检测设备，依据线路上电流信号的变化，直接判别是否发生相间故障。本专利技术用以判断配电网发生单相对地故障方法的特征在于，当发生单相对地故障时，由信号发射装置向配网母线注入一特定频率的信号，若安装于主干线路及分支线路上的检测探头获取该信号后，即表示该处已发生单相对地故障，随之将故障信息传输给接收主站。本专利技术的另一特征在于，所述信号发射装置，设置于变电站PT(电压互感器)的二次侧上。本专利技术的另一特征还在于，所述检测设备是一种探头，该探头设置于各用户分支处，并同时具备信号处理、传输及故障显示等功能。本专利技术的再一特征在于，所述检测探头悬挂于用户分支处主干线路及相应分支线路的每一相线上。本专利技术还涉及一种配电网故障检测系统，其特征在于，它包括信号发射装置，用于判断故障相，和向母线发射特定频率的信号；检测设备，用于检测线路上的各种信号，并具备通讯功能；通讯设备，用于传输检测设备的检测信息；信息接收及处理装置，接收并处理由检测设备传回的检测信息，输出检测结果。本专利技术所述的信号发射装置包括故障检测回路、CPU、频率合成回路、功放回路等，故障检测回路的输入端连接到变电站PT二次侧绕组上，经整流后将各相电压信息分别采样传输至CPU的A/D口，同时CPU输出的控制信号连接至频率合成回路及功放回路的控制端，频率合成回路采用另一个CPU，产生一特殊频率的信号送至功放回路的输入端，功放回路将信号放大后，输出至PT二次侧故障相上。本专利技术所述的检测设备是一种探头，它包括电路单元及故障警示单元，电路单元包括电源回路、带通滤波回路、采样回路、CPU、驱动回路、及通讯回路等。电源回路通过电感线圈感应获取电能，提供给电路单元中各回路；带通滤波回路的信号输入端连接电感线圈以获取信号，其输出信号连接至CPU的I/O口；采样回路亦从电感线圈上获取线路电流信号，经整流后输入CPU的A/D口，CPU的输出控制端分别连接通讯回路及驱动回路的输入端；驱动回路的输出端连接故障警示单元；通讯回路的输出端连接一发射装置。本专利技术所述的信息接收及处理装置包括接收装置、A/D转换器、I/O接口及中心计算机，接收装置将自各探头直接或间接发回的信号通过A/D转换器、I/O接口传输给中心计算机。本专利技术所述探头的故障警示单元可以是声音报警、光电报警或其结合，也可以是带色标的警示部件。本专利技术利用系统发生单相对地故障时，变电站母线PT的故障相暂时“闲置”，通过向配网母线注入一特定频率的电流信号，利用PT的故障相与故障发生处构成的回路，达到检测故障并确定故障位置的目的。由于采用了上述技术方案，使本专利技术既能对相间故障，又能对单相对地故障进行检测，经济实用，并快速准确定位故障发生位置，给出所需故障信息，消除了以往找不到的故障死角，对于清除隐患，快速恢复供电提供了保障，同时也为供电部门带来了可观的经济效益。实现了电网故障实时、自动监控。从根本上解决了长期以来配网故障检测方法单一，手段落后等问题。随着配电自动化技术的发展，本专利技术的技术方案可使配网自动化内容更加丰富、直观，可视性也将更加明显。以下将结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细描述。图1为发生相间故障时的相电流随时间变化曲线；图2为国内配电网结构示意图；图3为本专利技术故障检测方法原理图；图4为本专利技术信号发射装置电路原理图；图5为本专利技术检测探头的电路原理图；图6为本专利技术信息接收及处理装置电路原理图。本专利技术可以下述方式实施首先建立一套检测系统，包括安装信号发射装置(参见图4)在变电站的PT(电压互感器)二次侧安装一信号发射装置，其故障检测回路从PT的二次侧绕组上采集(感应)母线各相电压信息，经整流后将信号送至CPU的A/D接口。CPU的输出控制端通过继电器或大功率三极管，控制频率合成回路及功放回路的通断。频率合成回路可通过另一个CPU产生一特定频率的信号，该特频信号亦可由脉冲发生器、计数器、分频器、滤波器等元件组成的频率合成回路产生。功放回路通过一个由继电器或大功率三极管组成的输出控制回路连接PT二次侧，选择对故障发生相注入特频信号。该信号发射装置也可以采用变频器或其他通用的功放设备替代。所说的特频信号频率选择范围为50＜f0＜500Hz。本实施例选用220Hz的特频信号。将合成的特频信号通过功放回路进行功率放大，产生一个5A大小的电流信号，加载该信号至PT二次侧绕组的故障相上，并感应到一次侧，即在PT一次侧的接地中性点与故障点之间形成一个信号电流的通路。安装检测探头FD(参见图3及图5)在每一个用户分支处的主干线路及分支线路的每一相线上各悬挂一个、共6个检测探头，每一个探头都有各自的地址编码。利用探头上的电感线圈，一方面可以从线路上获取电能供探头工作；另一方面通过电磁感应获取当前线路上的电流信号，经带通滤波回路及选频器滤出由信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网故障检测方法，其特征在于，它包括以下步骤：ａ．通过至少一个信号发射装置，可以由它向配电网母线注入一特定频率的信号，ｂ．通过设置于配电网线路上的检测设备，接收和监测线路上的各种信号，ｃ．选择一种通讯方式，将各检测设备获取 的信息汇总传输，ｄ．设置至少一个接收主站，接收步骤ｃ传回的由各检测设备发出的检测信息，并经计算机综合处理，输出故障位置等全部故障检测结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓波，王立，
申请(专利权)人：北京英康通用电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]