一種電網故障定位方法及定位系統與流程
2023-07-19 13:42:06 1
本發明涉及電能監測技術領域，尤其涉及一種電網故障定位方法及定位系統。
背景技術：
配電是電力系統中直接與用戶相連並向用戶分配電能的環節。配電站即由配電變電所(通常是將電網的輸電電壓降為配電電壓)、高壓配電線路(即1千伏以上電壓)、配電變壓器、低壓配電線路(1千伏以下電壓)以及相應的控制保護設備組成，配電電壓通常有35～60千伏和3～10千伏等。我國配電網中性點不接地，屬於小電流接地系統。配電網在實際運行中，有時會發生接地和短路故障，一般發生接地故障較多，特別是在雷雨、大風等惡劣自然天氣的時候，單相接地故障發生的機率比較頻繁。雖然單相接地後，故障相對地電壓降低，非故障相電壓升高，電壓依然對稱，不影響用戶供電，但是，單相接地長時間運行會嚴重影響變電設備和配電網安全經濟運行。因此，發生單相接地後也需要將線路停電，查找故障，特別是在選線的時候，會造成無故障線路的停電，造成供電可靠性的降低。因此，配電網故障的處理要求及時、準確。現有的電網故障定位方法，故障定位耗時較長，精準度不高，且無法精準的反饋電網故障點，常需要進行進一步的人工排查，造成了人力和搶修時間的雙重浪費，電網故障維修效率低。
技術實現要素：
鑑於此，本發明的提供了一種電網故障定位方法及定位系統，以解決現有電網故障定位方法需要人工排查，維修成本高，電網故障維修效率低等問題。
本發明一方面提供了一種電網故障定位方法，包括以下步驟：
(1)在電網三相線路上間隔設置監測點，並採集每個監測點處的三相線路上的瞬時電流信息；
(2)根據所述瞬時電流信息計算每個監測點的零序電流；
(3)將計算得到的各監測點的零序電流值與預設的零序電流閾值進行比較，若計算得到的零序電流值小於預先設定的零序電流閾值時，則判定電網無故障，若計算得到的零序電流值大於或等於預先設定的零序電流閾值時，則判定電網有故障；
(4)若步驟(3)中判定電網有故障，計算相鄰監測點的零序電流相位差，若相鄰監測點的零序電流相位差為0°時，則判定相鄰監測點之間無故障，若相鄰監測點的零序電流相位差為180°時，則判定相鄰監測點之間有故障。
優選，所述步驟(1)中各監測點處的三相線路上的瞬時電流信息分別通過設置於三相線路上的電流互感器檢測。
進一步優選，所述步驟(2)中各個監測點的零序電流通過將該監測點處的三相線路上的瞬時電流相加獲得。
進一步優選，所述步驟(4)中的相鄰監測點的零序電流相位差θ1，2計算公式為：θ1，2＝(n1-n2)*36°，其中，n1表示相鄰監測點中的第一監測點的零序電流，n2表示相鄰監測點中的第二監測點的零序電流。
本發明還提供了一種電網故障定位系統，包括：沿電網三相線路間隔設置的監測單元和與所述監測單元連接的工作站監控中心，其中，所述監測單元包括分別設置於三相線路上的a相電流互感器、b相電流互感器、c相電流互感器，a相電流互感器、b相電流互感器、c相電流互感器分別連接a相電流傳感器、b相電流傳感器、c相電流傳感器，a相電流傳感器、b相電流傳感器、c相電流傳感器均與單片機連接，各監測單元中的單片機均與工作站監控中心連接，其中，a相電流互感器、b相電流互感器、c相電流互感器分別通過a相電流傳感器、b相電流傳感器、c相電流傳感器將採集到的瞬時電流信息發送至單片機，單片機接收到上述信息後，計算出該監測點的零序電流，並將所述零序電流信息發送至工作站監控中心，工作站監控中心接收到所述零序電流信息後，進一步判定故障位置。
優選，所述電網故障定位系統還包括與工作站監控中心連接的存儲單元，用於存儲預設的零序電流閾值。
進一步優選，a相電流互感器、b相電流互感器、c相電流互感器分別通過無線傳輸模塊連接a相電流傳感器、b相電流傳感器、c相電流傳感器，a相電流傳感器、b相電流傳感器、c相電流傳感器均與單片機通過無線傳輸模塊連接。
進一步優選，各監測單元中的單片機均與工作站監控中心通過無線傳輸模塊連接。
本發明提供的電網故障定位方法能實時對電網線路進行故障監測，通過在電網三相線路上間隔設置監測點，並檢測每個監測點處的三相線路上的瞬時電流信息，可以實時獲得三相線路上的瞬時電流信息，通過上述瞬時電流信息可以得到每個監測點的零序電流，通過將計算的零序電流值與預設的零序電流閾值進行比較，可以判定電網是否有故障，若電網有故障，通過進一步計算相鄰監測點的零序電流相位差，可以判定電網故障的位置，減少了工作人員的巡視和故障排查時間，維修及時，且工作站電網維修人員可對故障路線進行單獨維修，維修效率高，勞動強度小，降低了故障影響，保證了正常線路的正常供電。
本發明提供的電網故障定位系統，通過電流互感器可以實時檢測三相線路的瞬時電流信息，通過與電流互感器連接的電流傳感器可以將所述瞬時電流信息發送至單片機，單片機接收到上述信息後，可以計算出該監測點的零序電流，並將所述零序電流信息發送至工作站監控中心，工作站監控中心接收到所述零序電流信息後，通過與預設的零序電流閾值進行比較，可以判定電網是否有故障，若電網有故障，通過進一步計算相鄰監測點的零序電流相位差可以判定故障位置。
附圖說明
圖1為本發明提出的電網故障定位方法的流程圖；
圖2為本發明提出的電網故障定位系統的結構框圖；
圖3為監測單元的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合具體的實施方案對本發明進行進一步的解釋，但並不局限本發明。
如圖1所示，本發明提供了一種電網故障定位方法，包括以下步驟：
(1)在電網三相線路上間隔設置監測點，並採集每個監測點處的三相線路上的瞬時電流信息；
(2)根據所述瞬時電流信息計算每個監測點的零序電流；
(3)將計算得到的各監測點的零序電流值與預設的零序電流閾值進行比較，若計算得到的零序電流值小於預先設定的零序電流閾值時，則判定電網無故障，若計算得到的零序電流值大於或等於預先設定的零序電流閾值時，則判定電網有故障；
(4)若步驟(3)中判定電網有故障，計算相鄰監測點的零序電流相位差，若相鄰監測點的零序電流相位差為0°時，則判定相鄰監測點之間無故障，若相鄰監測點的零序電流相位差為180°時，則判定相鄰監測點之間有故障。
該電網故障定位方法能實時對電網線路進行故障監測，通過在電網三相線路上間隔設置監測點，並檢測每個監測點處的三相線路上的瞬時電流信息，可以實時獲得三相線路上的瞬時電流信息，通過上述瞬時電流信息可以得到每個監測點的零序電流，通過將計算的零序電流值與預設的零序電流閾值進行比較，可以判定電網是否有故障，若電網有故障，通過進一步計算相鄰監測點的零序電流相位差，可以判定電網故障的位置，減少了工作人員的巡視和故障排查時間，維修及時，且工作站電網維修人員可對故障路線進行單獨維修，維修效率高，勞動強度小，降低了故障影響，保證了正常線路的正常供電。
其中，所述步驟(1)中各監測點處的三相線路上的瞬時電流信息分別通過設置於三相線路上的電流互感器檢測。
其中，所述步驟(2)中各個監測點的零序電流通過將該監測點處的三相線路上的瞬時電流相加獲得。
其中，所述步驟(4)中的相鄰監測點的零序電流相位差θ1，2計算公式為：θ1，2＝(n1-n2)*36°，其中，n1表示相鄰監測點中的第一監測點的零序電流，n2表示相鄰監測點中的第二監測點的零序電流。
如圖2、圖3所示，本發明提供了一種電網故障定位系統，包括：沿電網三相線路間隔設置的監測單元1和與所述監測單元1連接的工作站監控中心2，其中，所述監測單元1包括分別設置於三相線路上的a相電流互感器11、b相電流互感器12、c相電流互感器13，a相電流互感器11、b相電流互感器12、c相電流互感器13分別連接a相電流傳感器14、b相電流傳感器15、c相電流傳感器16，a相電流傳感器14、b相電流傳感器15、c相電流傳感器16均與單片機17連接，各監測單元1中的單片機17均與工作站監控中心2連接，其中，a相電流互感器11、b相電流互感器12、c相電流互感器13分別通過a相電流傳感器14、b相電流傳感器15、c相電流傳感器16將採集到的瞬時電流信息發送至單片機17，單片機17接收到上述信息後，計算出該監測點的零序電流，並將所述零序電流信息發送至工作站監控中心2，工作站監控中心2接收到所述零序電流信息後，進一步判定故障位置。
該電網故障定位系統，通過電流互感器可以實時檢測三相線路的瞬時電流信息，通過與電流互感器連接的電流傳感器可以將所述瞬時電流信息發送至單片機，單片機接收到上述信息後，可以計算出該監測點的零序電流，並將所述零序電流信息發送至工作站監控中心，工作站監控中心接收到所述零序電流信息後，通過與預設的零序電流閾值進行比較，可以判定電網是否有故障，若電網有故障，通過進一步計算相鄰監測點的零序電流相位差可以判定故障位置。
具體地：電網是否有故障的判定方法如下：將接收到零序電流值與預設的零序電流閾值進行比較，若接收到的零序電流值小於預設的零序電流閾值，則判定電網無故障，若接收到的零序電流值大於或等於預設的零序電流閾值，則判定電網有故障。
故障位置的判定方法如下：計算相鄰監測點的零序電流相位差，若相鄰監測點的零序電流相位差為0°時，則判定相鄰監測點之間無故障，若相鄰監測點的零序電流相位差為180°時，則判定相鄰監測點之間有故障。
作為技術方案的改進，如圖2所示，電網故障定位系統還包括與工作站監控中心2連接的存儲單元3，用於存儲預設的零序電流閾值，根據需要，可以通過輸入設備對存儲單元中預設的零序電流閾值進行更改。
其中，a相電流互感器11、b相電流互感器12、c相電流互感器13分別通過無線傳輸模塊連接a相電流傳感器14、b相電流傳感器15、c相電流傳感器16，a相電流傳感器14、b相電流傳感器15、c相電流傳感器16均與單片機17通過無線傳輸模塊連接。
其中，各監測單元1中的單片機17均與工作站監控中心2通過無線傳輸模塊連接。
本發明的具體實施方式是按照遞進的方式進行撰寫的，著重強調各個實施方案的不同之處，其相似部分可以相互參見。
上面結合附圖對本發明的實施方式做了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。