一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法，针对由主供电线路分配给若干用户供电线路的供电网络，使用剩余电流监测系统同时对整个供电网络进行监测，其中，剩余电流采集装置获取剩余电流幅值，边缘计算终端根据剩余电流幅值判断是否存在危险剩余电流，生成对应的故障信息，中心服务器基于危险剩余电流的数据和故障信息对外示警。该故障诊断方法的准确率高、耗时短，可快速将故障信息推送至供电责任单位、检测工人或用电客户，为故障排查处理提供依据，降低剩余电流对供电网络造成破坏的可能性；可有效解决目前对于产生剩余电流的故障诊断存在难以及时确定故障原因和故障位置的技术问题。因和故障位置的技术问题。因和故障位置的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法


[0001]本专利技术属于供电线路故障诊断的
，具体涉及一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法。

技术介绍

[0002]在由主供电线路分配给若干用户供电线路的供电网络中，剩余电流是危害供电安全的重要因素；剩余电流是指低压供电线路中各相电流的矢量和不为零的电流，剩余电流表现为流过剩余电流检测器的进线电流和出线电流不平衡的部分，供电线路有接地和多个用户供电线路之间共零是导致单相用电产生剩余电流的主要故障原因。供电线路中出现剩余电流表明供电线路中某处的电流超过了正常值，剩余电流的大小反映供电回路中电流不平衡的程度，基于欧姆定律，线路中流过电流会产生热量，当剩余电流过大时，产生的热量可能会导致线路烧毁，甚至引起电气火灾事故，因此，及时对出现剩余电流的供电线路进行故障诊断尤为重要。
[0003]为防止剩余电流对供电线路造成破坏，目前，一般使用剩余电流检测装置检测供电线路中的剩余电流，在检测到过大的剩余电流时及时跳闸，从而保护线路、设备以及人身安全；对于产生剩余电流的故障诊断主要基于对剩余电流信号的采集和处理，现有的对于产生剩余电流的故障诊断方法主要存在以下问题：1)故障诊断的准确率较差，容易引起保护装置的误动作，2)故障诊断不够全面，难以及时给出有关剩余电流故障的详细信息以及故障原因，3)故障诊断主要针对单一的供电线路，难以对供电网络中的剩余电流进行交互和集中式的分析，难以快速定位产生剩余电流的故障位置，诊断耗时较长。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法，解决目前对于产生剩余电流的故障诊断存在难以及时确定故障原因和故障位置的技术问题，取得提高故障诊断效率，确保用电安全的效果。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法，所述低压供电网络故障诊断方法使用剩余电流监测系统，剩余电流监测系统包括中心服务器、若干边缘计算终端和若干剩余电流采集装置，中心服务器与边缘计算终端通信连接，一个边缘计算终端与多个剩余电流采集装置通信连接；所述低压供电网络故障诊断方法包括如下步骤：
[0007]1)在由主供电线路分配给若干用户供电线路的供电网络中，将剩余电流采集装置一对一安装到主供电线路和各用户供电线路中；
[0008]2)剩余电流采集装置以一定周期连续获取对应的主供电线路或用户供电线路的剩余电流幅值，并传输至对应的边缘计算终端；
[0009]3)边缘计算终端根据对应多个剩余电流采集装置传回的剩余电流幅值判断供电网络是否存在危险剩余电流；当存在危险剩余电流时，边缘计算终端分析生成对应的故障
信息，故障信息包括故障位置和故障原因；
[0010]4)边缘计算终端将危险剩余电流的数据和故障信息传输至中心服务器，中心服务器基于危险剩余电流的数据和故障信息对外示警。
[0011]进一步地，步骤2)包括如下子步骤：
[0012]21)剩余电流采集装置对主供电线路或用户供电线路中的剩余电流进行滤波处理，获取一个工频周期内的多个基波瞬时值；
[0013]22)根据一个工频周期内的多个基波瞬时值计算得到对应主供电线路或用户供电线路的剩余电流幅值。
[0014]进一步地，步骤22)中，计算剩余电流幅值的公式如下：
[0015][0016]其中，为剩余电流幅值，N为一个工频周期的采样点数，取值范围为100～200，k为采样点的序号，k∈N，I(t
k
)为第k个基波瞬时值。
[0017]进一步地，故障位置包括供电网络、主供电线路和用户供电线路，故障原因包括接地故障和共零故障。
[0018]进一步地，步骤3)包括如下子步骤：
[0019]31)判断主供电线路的剩余电流幅值是否大于预设的主供电线路危险阈值I
0Zd
；
[0020]是，则供电网络存在接地故障并执行步骤32)；否，则判断供电网络中不存在接地故障并执行步骤33)；
[0021]32)判断各用户供电线路的剩余电流幅值是否大于预设的用户供电线路危险阈值I
jZd
，j为用户供电线路的序号，j＝1,2
…
；
[0022]是，则判断对应的为危险剩余电流，生成故障信息为对应的用户供电线路存在接地故障；否，则判断为危险剩余电流，生成故障信息为主供电线路存在接地故障；
[0023]33)判断各用户供电线路的剩余电流幅值是否大于预设的用户供电线路危险阈值I
jZd
；
[0024]是，则判断对应的为危险剩余电流，生成故障信息为大于I
jZd
的多个用户供电线路之间存在共零；否，则判断供电网络中无危险剩余电流。
[0025]进一步地，步骤4)中，当中心服务器连续三次收到相同故障信息时，中心服务器根据危险剩余电流判定风险等级，中心服务器对外传递故障信息和风险等级以示警。
[0026]进一步地，步骤4)中，中心服务器根据危险剩余电流和故障信息判定风险等级包括如下子步骤：
[0027]41)从三次相同故障信息对应的危险剩余电流中，任取两次剩余电流幅值和和为i时刻获取的的剩余电流幅值，为m时刻获取的剩余电流幅值；
[0028]42)计算剩余电流幅值变化量
[0029]43)预设剩余电流幅值的报警门槛下端值为I
A
、剩余电流幅值的报警门槛上端值为I
B
和剩余电流幅值变化量的报警门槛值为C，取I
B
为I
A
的1.2倍；
[0030]若且成立，则判断故障风险等级为低风险；
[0031]若且成立，则判断故障风险等级为中风险；
[0032]若成立，则判断故障风险等级为高风险。
[0033]进一步地，边缘计算终端与中心服务器和剩余电流采集装置通信连接可采用以太网通信、485通信和4G通信。
[0034]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0035]1、本专利技术所述低压供电网络故障诊断方法，针对由主供电线路分配给若干用户供电线路的供电网络，使用剩余电流监测系统同时对整个供电网络进行监测，将故障信息推送至供电责任单位、检测工人或用电客户，故障判断的准确率较高、诊断耗时更短，以便为故障排查处理提供依据，降低剩余电流对供电网络造成破坏的可能性；可有效解决目前对于产生剩余电流的故障诊断存在难以及时确定故障原因和故障位置的技术问题，取得提高故障诊断效率，确保用电安全的效果。
[0036]2、本专利技术所述低压供电网络故障诊断方法，不仅能够在剩余电流幅值过大时进行示警，避免线路受损，还快速准确地提供故障原因和故障位置并给出故障风险等级，特别是能通过对主供电线路和用户供电线路上所有剩余电流幅值进行综合分析，定位接地故障发生于主供电线路还是用户供电线路上，在实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法，其特征在于：所述低压供电网络故障诊断方法使用剩余电流监测系统，剩余电流监测系统包括中心服务器、若干边缘计算终端和若干剩余电流采集装置，中心服务器与边缘计算终端通信连接，一个边缘计算终端与多个剩余电流采集装置通信连接；所述低压供电网络故障诊断方法包括如下步骤：1)在由主供电线路分配给若干用户供电线路的供电网络中，将剩余电流采集装置一对一安装到主供电线路和各用户供电线路中；2)剩余电流采集装置以一定周期连续获取对应的主供电线路或用户供电线路的剩余电流幅值，并传输至对应的边缘计算终端；3)边缘计算终端根据对应多个剩余电流采集装置传回的剩余电流幅值判断供电网络是否存在危险剩余电流；当存在危险剩余电流时，边缘计算终端分析生成对应的故障信息，故障信息包括故障位置和故障原因；4)边缘计算终端将危险剩余电流的数据和故障信息传输至中心服务器，中心服务器基于危险剩余电流的数据和故障信息对外示警。2.根据权利要求1所述一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法，其特征在于：步骤2)包括如下子步骤：21)剩余电流采集装置对主供电线路或用户供电线路中的剩余电流进行滤波处理，获取一个工频周期内的多个基波瞬时值；22)根据一个工频周期内的多个基波瞬时值计算得到对应主供电线路或用户供电线路的剩余电流幅值。3.根据权利要求2所述一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法，其特征在于：步骤22)中，计算剩余电流幅值的公式如下：其中，为剩余电流幅值，N为一个工频周期的采样点数，取值范围为100～200，k为采样点的序号，k∈N，I(t
k
)为第k个基波瞬时值。4.根据权利要求1所述一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法，其特征在于：故障位置包括供电网络、主供电线路和用户供电线路，故障原因包括接地故障和共零故障。5.根据权利要求4所述一种基于剩余电流的低压供电网络故障诊断方法，其特征在于：步骤3)包括如下子步骤：31)判断主供电线路的剩余电流幅值是否大于预设的主供电线路危险阈值I
0Zd

【专利技术属性】
技术研发人员：熊小伏，高庆，胡海洋，
申请(专利权)人：重庆峰极智能科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：