一种基于配电数据联动的接地故障定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于配电数据联动的接地故障定位方法。采用物联网技术，充分发挥馈线终端FTU接地故障准确率高以及故障指示器覆盖量高的特点，在配网线路发生接地故障时，故障指示器的汇集单元融合故障指示器采集单元的零序电流录波数据以及馈线终端FTU的零序电压录波数据，进行数据联动判断，实现接地故障的精准判断，以及精确定位，在不额外增加设备投资的条件下，有效提高了接地故障识别的正确率，从而降低运行成本，提高配电网运维效率。提高配电网运维效率。提高配电网运维效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于配电数据联动的接地故障定位方法


[0001]本专利技术涉及配电自动化领域，特别是一种基于配电数据联动的接地故障定位方法。

技术介绍

[0002]配电网架空线路的主要监测设备是馈线终端FTU和故障指示器，二者各有优缺点，馈线终端FTU采集精度高，接地故障判断准确率高，但是覆盖量低，故障指示器覆盖量高，但是采集精度低，接地故障判断准确率低。
[0003]现有的缺点：主站接地故障定位算法对波形数据质量要求高，容错性差，尤其对于多点同时发生接地故障定位难；由于故障指示器采集单元本身不判接地故障，不会有接地故障指示，巡线困难。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对传统故障指示器只能采集单相线路电气参数而造成单相接地故障检测算法受到一定限制的问题，提供一种基于配电数据联动的接地故障定位方法，以北斗/GPS对时、边缘计算等技术为基础，通过对传统馈线终端FTU以及故障指示器(包含汇集单元和采集单元)的低成本改造，实现接地故障的快速准确判别以及定位。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于配电数据联动的接地故障定位方法，包括如下步骤：
[0006]1)馈线终端FTU和故障指示器正常运行情况下，基于北斗/GPS精准授时实现馈线终端FTU、故障指示器汇集单元、故障指示器采集单元的全网同步；
[0007]2)馈线终端FTU设置接地故障录波启动判据，包括零序电压启动和零序电流启动，当接地故障录波启动时，馈线终端FTU记录故障启动时刻的绝对时标；
>[0008]3)馈线终端FTU将启动时刻的绝对时标下发给故障指示器汇集单元，故障指示器汇集单元召唤其所属故障指示器采集单元在启动时刻前后的故障录波数据，并合成零序电流I0，启动时刻前后的故障录波数据至少包括启动时刻前4个周波，启动时刻后8个周波的录波数据；
[0009]4)馈线终端FTU通过相应的算法对故障录波数据的故障波形进行分析，判断是否为接地故障，若是接地故障，则将馈线终端FTU的零序电压波形广播发送给故障指示器汇集单元，且将结果上报主站；
[0010]5)故障指示器汇集单元收到馈线终端FTU的零序电压波形后，结合步骤3)合成的零序电流I0，启动单相接地故障判别，若是接地故障，则将结果上报主站，且将所属故障指示器采集单元进行翻牌或闪灯指示；
[0011]6)主站收到馈线终端FTU的接地信息后，再根据馈线终端FTU下属的故障指示器的接地故障信息，实现故障位置的准确定位。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述基于北斗/GPS精准授时实现馈线终端FTU、故障指示器
汇集单元、故障指示器采集单元的全网同步的具体实现方式为：
[0013](1)馈线终端FTU带有北斗/GPS模块，获取实时时间后通过LoRa无线广播发送给故障指示器汇集单元；或者馈线终端FTU与故障指示器汇集单元都带有北斗/GPS模块，馈线终端FTU与故障指示器汇集单元实时时间一致；
[0014](2)故障指示器汇集单元每5s广播一次实时时间给所属的故障指示器采集单元，故障指示器采集单元收到后立刻保存自身采样位置S
A
、S
B
、S
C
，该采样位置包括在采样缓冲区的位置和定时器计数cnt值；
[0015](3)A相收到故障指示器汇集单元后，除保存自身位置S
A
外，还有将S
A
广播给BC相；
[0016](4)BC相收到A相的广播后，计算出自身与A相的采样位置差值，只进行采样定时器的微调，正负1us，保证三相同步精度20us以内。
[0017]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]1、不依赖主站的综合分析定位；
[0019]2、故障指示器采集单元有接地故障指示，方便巡线；
[0020]3、不额外增加设备投资，传统设备的低成本改造，在馈线终端FTU和故障指示器汇集单元上增加LoRa模块即可。
附图说明
[0021]图1为本专利技术整体方案图。
[0022]图2为本专利技术馈线终端FTU故障判断逻辑图。
[0023]图3为本专利技术故障指示器故障判断逻辑图。
[0024]图4为三相同步微调示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。
[0026]针对传统故障指示器只能采集单相线路电气参数而造成单相接地故障检测算法受到一定限制的问题，综合利用馈线终端FTU和故障指示器的边端协同优势，采用基于两者智能联动的故障研判策略，最大程度地实现单相接地故障的精确研判及定位。如图1所示，本专利技术应用北斗/GPS授时技术，确保馈线终端FTU与故障指示器时间全网同步。将馈线终端FTU的零序电压数据以及故障指示器采集单元的零序电流数据传递给故障指示器的汇集单元，通过故障指示器汇集单元进行接地故障判断，全面提高响应速度和单相接地故障判断的准确率。
[0027]具体步骤如下：
[0028]1)馈线终端FTU和故障指示器正常运行情况下，基于北斗/GPS精准授时实现FTU、故障指示器汇集单元、故障指示器采集单元的全网同步。具体实现是，馈线终端FTU带有北斗/GPS模块，获取实时时间后通过LoRa无线广播发送给故障指示器汇集单元，故障指示器汇集单元再通过微功率无线广播发送给故障指示器采集单元；
[0029]2)馈线终端FTU设置接地故障录波启动判据，包括零序电压启动和零序电流启动，当接地故障录波启动时，FTU记录故障启动时刻的绝对时标；
[0030]3)馈线终端FTU将录波启动时刻的绝对时标下发给故障指示器汇集单元，汇集单
元召唤其所属采集单元在此时刻前后的故障录波数据(至少包括启动时刻前4个周波，启动时刻后8个周波的录波数据)，并合成零序电流I0；
[0031]4)馈线终端FTU启动录波后，通过相应的算法对故障波形进行分析，判断是否为接地故障，若是接地故障，则将自己的零序电压波形广播发送给故障指示器汇集单元，且将结果上报主站，如图2所示；
[0032]5)故障指示器汇集单元收到馈线终端FTU的零序电压波形后，结合步骤3)合成的零序电流I0，启动单相接地故障判别，若是接地故障，则将结果上报主站，且将所属故障指示器采集单元进行翻牌或闪灯指示，如图3所示；
[0033]6)主站收到馈线FTU的接地信息后，再根据馈线FTU下属的故障指示器的接地故障信息，实现故障位置的准确定位，提高检修效率，降低检修成本。
[0034]具体的采样计算如下：
[0035]采用傅里叶算法计算每个周波的有效值，注意采样点数的增加可以提高采样精度，但计算速度会下降，应综合考虑精度和速度，选取合适的采样点数。
[0036]电流是一个周期性函数可以表示为：
[0037][0038]式中ω表示基波角频率，a
n
和b
n
分别是各次谐波的正弦和余本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于配电数据联动的接地故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：1)馈线终端FTU和故障指示器正常运行情况下，基于北斗/GPS精准授时实现馈线终端FTU、故障指示器汇集单元、故障指示器采集单元的全网同步；2)馈线终端FTU设置接地故障录波启动判据，包括零序电压启动和零序电流启动，当接地故障录波启动时，馈线终端FTU记录故障启动时刻的绝对时标；3)馈线终端FTU将启动时刻的绝对时标下发给故障指示器汇集单元，故障指示器汇集单元召唤其所属故障指示器采集单元在启动时刻前后的故障录波数据，并合成零序电流I0，启动时刻前后的故障录波数据至少包括启动时刻前4个周波，启动时刻后8个周波的录波数据；4)馈线终端FTU通过相应的算法对故障录波数据的故障波形进行分析，判断是否为接地故障，若是接地故障，则将馈线终端FTU的零序电压波形广播发送给故障指示器汇集单元，且将结果上报主站；5)故障指示器汇集单元收到馈线终端FTU的零序电压波形后，结合步骤3)合成的零序电流I0，启动单相接地故障判别，若是接地故障，则将结果上报主站，且将所属故障指示器采集单元进行翻牌或闪灯指示；6)主站收到馈线终端FTU的接地信息后，再根据馈线终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗翔，张振宇，冯保才，王连忠，张相飞，李涛，高源，王健，吴涵，陈秉熙，谢芸，林栋，王珏莹，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院北京智芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：