架空配電線路的故障檢測方法和系統的製作方法
2023-05-05 16:11:31 2
專利名稱：架空配電線路的故障檢測方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及檢測技術，尤其涉及一種架空配電線路的故障檢測方法和系統。
背景技術：
架空配電線路從變電站出發，通向各個用電場所，一般呈樹狀分布，包括主幹線路、分支線路以及分支線路上的子分支線路，直到最後送達配電變壓器。現有技術需要技術人員手動檢測架空配電線路的故障情況，使得故障檢測的實時
性較差。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種架空配電線路的故障檢測方法和系統，能夠對架空配電線路的故障情況進行實時檢測。一種架空配電線路的故障檢測系統，包括故障檢測子、子站以及主站；所述故障檢測子，設置在線路上，用於檢測所述線路的運行參數，根據所述運行參數確定所述線路的故障狀態，當檢測出所述線路發生故障時，將所述運行參數發送給所述子站，其中，所述運行參數包括電流、導線溫度、諧波電流值以及電壓變化值；所述子站，設置在電線桿上，用於接收三相線上的所述故障檢測子上報的所述運行參數，根據所述三相線路上的故障檢測子上報的運行參數進行故障檢測，當檢測出所述三相線發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給所述主站；所述主站，設置在變電站或者供電局，用於根據所述子站上報的故障狀態以及故障報文，結合架空配電線路的拓撲結構確定故障發生位置，並顯示所述故障發生位置以及故障狀態。一種架空配電線路的故障檢測方法，包括設置在線路上的故障檢測子檢測所述線路的運行參數，根據所述運行參數確定所述線路的故障狀態，其中，所述運行參數包括 電流、導線溫度、諧波電流值以及電壓變化值；當檢測出所述線路發生故障時，所述故障檢測子將所述運行參數上報給設置在電線桿上的子站；所述子站接收三相線上的所述故障檢測子上報的所述運行參數，根據所述三相線上的故障檢測子上報的運行參數進行故障檢測；當檢測出所述三相線發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給設置在變電站或者供電局的主站；所述主站根據所述子站上報的故障狀態以及故障報文，結合架空配電線路的拓撲結構確定故障發生位置，並顯示所述故障發生位置以及故障狀態。本發明實施例提供的架空配電線路的故障檢測方法和系統，故障檢測子能夠在線實時地檢測線路的故障，並在線路發生故障時及時將線路的運行參數等信息上報給子站， 子站進行分析確定三相線的故障情況，並在確定發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給主站，主站結合架空配電線路的拓撲結構將故障發生位置以及故障狀態進行顯示，從而達到了實時檢測架空配電線路故障的目的，進而提高了架空配電線路使用的可靠性，解決了現有技術人為檢測架空配線線路實時性低的問題。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的種架空配電線路的故障檢測系統結構示意圖；圖2為圖1所示的本發明實施例提供的種架空配電線路的故障檢測系統中故障檢測子的結構示意圖一；圖3為圖1所示的本發明實施例提供的種架空配電線路的故障檢測系統中故障檢測子的結構示意圖二；圖4為圖1所示的本發明實施例提供的種架空配電線路的故障檢測系統中故障檢測子的結構示意圖三；圖5為本發明實施例提供的種架空配電線路的故障檢測方法流程圖；圖6為圖5所示的本發明實施例提供的種架空配電線路的故障檢測方法步驟501 的流程圖一；圖7為圖5所示的本發明實施例提供的種架空配電線路的故障檢測方法步驟501 的流程圖二。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。為了解決現有技術檢測架空配電線路故障實時性低的問題，本發明實施例提供一種種架空配電線路的故障檢測方法和系統。如圖1所示，本發明實施例提供的種架空配電線路的故障檢測系統，包括故障檢測子101、子站102以及主站103 ；故障檢測子101，設置在線路上，用於檢測線路的運行參數，根據運行參數確定所述線路的故障狀態，當檢測出線路發生故障時，將運行參數發送給子站102，其中，運行參數包括電流、導線溫度、諧波電流值以及電壓變化值。具體地，故障檢測子可以啟動記錄程序，記錄檢測初始時的電流、導線溫度和諧波電流值，檢測持續時間(如5秒鐘)內的電壓變化值，以及檢測持續時間結束時的電流、導線溫度和諧波電流值等運行參數，並根據上述運行參數初步分析線路的故障狀態，即是否發生故障。進一步地，如圖2所示，故障檢測子101可以包括峰值檢測線圈1011，用於檢測線路的電流峰值；存儲模塊1012，用於存儲故障電流峰值的閾值，其中，故障電流峰值的閾值包括 基波閾值和五次諧波閾值；
第一故障判斷模塊1013，用於根據峰值檢測線圈1011獲取的電流峰值以及存儲模塊1012存儲的故障電流峰值的閾值，判斷線路的故障狀態。進一步地，為了滿足不同時期的檢測需求，如圖2所示，故障檢測子還可以包括修改模塊1014，用於獲取故障電流峰值的閾值修改數據，根據該數據修改存儲模塊1012存儲的故障電流峰值的閾值。具體地，本發明實施例為用戶提供了一種專用的現場調試工具，在安裝現場可以通過該調試工具對故障電流峰值的閾值進行修改，並將修改後的數據發送給修改模塊 1014。如圖2所示的故障檢測子可以快速地檢測出線路的故障狀態，檢測速度可以達到 1微秒，這保證了檢測的實時性，不會漏過故障狀態，提高了故障檢測的準確性。進一步地，如圖3所示，所述故障檢測子101可以包括電流波形檢測線圈1015，用於檢測線路的電流波形；第二故障判斷模塊1016，用於根據電流波形檢測線圈1015獲取的電流波形判斷線路的故障狀態。進一步地，為了便於更準確地判斷出線路故障狀態，如圖4所示，故障檢測子101 可以包括電壓檢測電路1017，用於通過檢測高壓導線通向分布式電容向大地方點的漏露電流值，確定線路的電壓變化狀態。當線路的電壓從零升高到額定電壓時(10KV的配網，額定對地電壓為5700V左右)，電壓檢測電路1017會檢測到一個洩露電流，故障檢測子101判斷出線路從無電狀態轉為帶電狀態；當線路停電時，電壓檢測電路1017會檢測到洩露電流減小為零，故障檢測子 101判斷線路從帶電狀態轉為停電狀態。當某相線路(A，B，C相中的某一相)發生接地故障，則接地的這相線對地的電壓降低，而其他兩相線路對地電壓上升。電壓降低時，電壓檢測電路1017會檢測到洩露電流值變小了 ；電壓上升時，電壓檢測電路1017會檢測到洩露電流增加了。正是利用了洩露電流的方法，故障檢測子101能夠準確掌握線路的電壓變化情況，這個參數可以輔助故障檢測子101、子站102和主站103進行故障判斷。在本實施例中，故障檢測子101具體可以通過無線射頻或者光纖線將運行參數發送給子站102。當然，在實際的使用過程中，故障檢測子101還可以通過其他本領域技術人員公知的通信方式將運行參數發送給子站，此處不做一一贅述。子站102，設置在電線桿上，用於接收三相線上的故障檢測子101上報的運行參數，根據三相線路上的故障檢測子101上報的運行參數進行故障檢測，當檢測出三相線發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給主站103。在本實施例中，子站102可以通過無線GSM公網或者光纖通信專網等將故障狀態以及故障報文發送給主站103。當然，在實際的使用過程中，子站102還可以通過其他本領域技術人員公知的通信方式將故障狀態以及故障報文發送給主站103，此處不做一一贅述。主站103，設置在變電站或者供電局，用於根據子站102上報的故障狀態以及故障報文，結合架空配電線路的拓撲結構確定故障發生位置，並顯示故障發生位置以及故障狀態。
本發明實施例提供的架空配電線路故障檢測系統可以對短路故障和接地故障等進行檢測，具體地1、短路故障檢測例如當A、B相發生了相間短路時，故障檢測子202判斷故障的依據為第一故障判斷模塊1013檢測到電流大於基波閾值，並且檢測持續時間結束時電壓狀態為停電；子站102判斷故障的依據為A相故障檢測子101檢測到短路故障，並且B相故障檢測子101檢測到短路故障。當滿足上述條件時，子站102向主站103發送故障報警，同時把故障報文一起發給主站103，主站103接收到子站102報警，然後綜合全線路的所有子站102的報警內容，分析出準確的故障位置。2、接地故障檢測例如當A相發生接地故障時，故障檢測子101判斷接地故障的依據為第一故障判斷模塊1013檢測到電流大於五次諧波閾值，並且線路電壓下降；子站102判斷接地故障的依據為·Λ相檢測子檢測到接地故障並且B、C相檢測子檢測到線路電壓上升。當滿足上述條件時，子站102向主站103發送故障報警，同時把故障報文一起發給主站，主站103接收到子站報警，然後綜合全線路的所有子站102的報警內容，分析出準確的故障位置。需要說明的是，故障檢測子101和子站安102裝在線路和電線桿上，無法得到交流 220V電源供電，因此如何給故障檢測子101和子站102供電一直都是個難題。為了解決上述難題，在以上的技術方案中，故障檢測子101還包括以下任意一種或兩種以上組合方式的供電部件供電線圈，用於獲取高壓導線磁場變化產生的電路，進行供電；太陽能發電板，用於將太陽能轉換成電能，進行供電；高容量充電電池，用於提供備用電源供電。優選地，本發明實施例提供的技術方案在故障檢測子101中採用供電線圈、太陽能發電板以及高容量充電電池配合使用的方式保證故障檢測子101供電電源的可靠性。其中，高容量充電電池在供電線圈和太陽能發電板不能使用或者不能提供足夠能源時，補充給檢測子供電，在供電線圈和太陽能發電板可用時，電池會處於充電狀態。在本實施例中， 高容量充電電池可以包括鋰氬電池、鎳鎘電池以及鎳氫電池等，此處不作一一贅述。本發明實施例提供的架空配電線路的故障檢測系統，故障檢測子能夠在線實時地檢測線路的故障，並在線路發生故障時及時將線路的運行參數等信息上報給子站，子站進行分析確定三相線的故障情況，並在確定發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給主站，主站結合架空配電線路的拓撲結構將故障發生位置以及故障狀態進行顯示，從而達到了實時檢測架空配電線路故障的目的，進而提高了架空配電線路使用的可靠性，解決了現有技術人為檢測架空配線線路實時性低的問題。並且，本發明實施例提供的技術方案可用來在線監測線路的故障狀態，為管理員提供遙信服務，同時本發明實施例提供的技術方案在檢測到故障狀態時，還可以上傳故障前、故障時及故障後的線路運行參數，形成故障記錄報文，也是一種簡化的故障錄波。這些故障狀態和故障報文上傳之後，主站可以準確描述出整條線路主幹、每條分支甚至某端線路的運行狀態，這對於後期故障現場恢復、故障原因查找分析都提供了數據基礎。本發明實施例提供的技術方案可以實時檢測到線路上的模擬參數，為管理員提供遙測服務。管理員可以通過主站實時採集到線路的運行參數，包括電流、溫度、諧波等。本發明實施例提供的技術方案為管理員提供了一種遠程調整參數的遙調功能。 配網線路經常發生改變，線路負荷也是增加或者減少，這些情況使得故障監測中的閾值設定非常困難。同類產品在生產時就確定了閾值，當運行環境發生變化時，閾值無法快速更改，這就影響了檢測故障的準確性。本技術在設計時，閾值為數字量，保存在檢測子的內部 Flash存儲器內。當用戶需要改變這個閾值時，可以通過主站直接設置，非常方便。如圖5所示，本發明實施例還提供一種架空配電線路的故障檢測方法，包括步驟501，設置在線路上的故障檢測子檢測所述線路的運行參數，根據所述運行參數確定所述線路的故障狀態，其中，所述運行參數包括電流、導線溫度、諧波電流值以及電壓變化值；步驟502，當檢測出所述線路發生故障時，所述故障檢測子將所述運行參數上報給設置在電線桿上的子站；步驟503，所述子站接收三相線上的所述故障檢測子上報的所述運行參數，根據所述三相線上的故障檢測子上報的運行參數進行故障檢測；步驟504，當檢測出所述三相線發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給設置在變電站或者供電局的主站；步驟505，所述主站根據所述子站上報的故障狀態以及故障報文，結合架空配電線路的拓撲結構確定故障發生位置，並顯示所述故障發生位置以及故障狀態。進一步地，如圖6所示，步驟501可以包括步驟5011，所述故障檢測子檢測所述電路的電流峰值；步驟5012，所述故障檢測子將所述電流峰值與預先存儲的故障電流峰值的閾值進行比較，根據比較結果確定所述線路的故障狀態，其中，所述故障電流峰值的閾值包括基波閾值和五次諧波閾值。或者，如圖7所示，步驟501可以包括步驟5013，所述故障檢測子檢測所述線路的電流波形；步驟5014，所述故障檢測子根據所述電流波形判斷所述線路的故障狀態。進一步地，為了提高故障檢測的準確性，步驟501可以包括所述故障檢測子通過檢測高壓導線通向分布式電容向大地方點的漏露電流值，確定所述線路的電壓變化狀態。本發明實施例提供的架空配電線路的故障檢測方法的具體實現原理可以參見本發明實施例提供的架空配電線路的故障檢測系統所述，此處不再贅述。本發明實施例提供的架空配電線路的故障檢測方法，故障檢測子能夠在線實時地檢測線路的故障，並在線路發生故障時及時將線路的運行參數等信息上報給子站，子站進行分析確定三相線的故障情況，並在確定發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給主站，主站結合架空配電線路的拓撲結構將故障發生位置以及故障狀態進行顯示，從而達到了實時檢測架空配電線路故障的目的，進而提高了架空配電線路使用的可靠性，解決了現有技術人為檢測架空配線線路實時性低的問題。
本發明實施例提供的架空配電線路的故障檢測方法和系統可以應用在架空配電線路中，實現故障檢測。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種架空配電線路的故障檢測系統，其特徵在於，包括故障檢測子、子站以及主站；所述故障檢測子，設置在線路上，用於檢測所述線路的運行參數，根據所述運行參數確定所述線路的故障狀態，當檢測出所述線路發生故障時，將所述運行參數發送給所述子站， 其中，所述運行參數包括電流、導線溫度、諧波電流值以及電壓變化值；所述子站，設置在電線桿上，用於接收三相線上的所述故障檢測子上報的所述運行參數，根據所述三相線路上的故障檢測子上報的運行參數進行故障檢測，當檢測出所述三相線發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給所述主站；所述主站，設置在變電站或者供電局，用於根據所述子站上報的故障狀態以及故障報文，結合架空配電線路的拓撲結構確定故障發生位置，並顯示所述故障發生位置以及故障狀態。
2.根據權利要求1所述的架空配電線路的故障檢測系統，其特徵在於，所述故障檢測子包括峰值檢測線圈，用於檢測所述線路的電流峰值；存儲模塊，用於存儲故障電流峰值的閾值，其中，所述故障電流峰值的閾值包括基波閾值和五次諧波閾值；第一故障判斷模塊，用於根據所述峰值檢測線圈獲取的電流峰值以及所述存儲模塊存儲的故障電流峰值的閾值，判斷所述線路的故障狀態。
3.根據權利要求2所述的架空配電線路的故障檢測系統，其特徵在於，所述故障檢測子還包括修改模塊，用於獲取故障電流峰值的閾值修改數據，根據該數據修改所述存儲模塊存儲的故障電流峰值的閾值。
4.根據權利要求1所述的架空配電線路的故障檢測系統，其特徵在於，所述故障檢測子包括電流波形檢測線圈，用於檢測所述線路的電流波形；第二故障判斷模塊，用於根據所述電流波形檢測線圈獲取的電流波形判斷所述線路的故障狀態。
5.根據權利要求1所述的架空配電線路的故障檢測系統，其特徵在於，所述故障檢測子包括電壓檢測電路，用於通過檢測高壓導線通向分布式電容向大地方點的漏露電流值，確定所述線路的電壓變化狀態。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的架空配電線路的故障檢測系統，其特徵在於， 所述故障檢測子包括以下任意一種或兩種以上組合方式的供電部件供電線圈，用於獲取高壓導線磁場變化產生的電路，進行供電；太陽能發電板，用於將太陽能轉換成電能，進行供電；高容量充電電池，用於提供備用電源供電。
7.—種架空配電線路的故障檢測方法，其特徵在於，包括設置在線路上的故障檢測子檢測所述線路的運行參數，根據所述運行參數確定所述線路的故障狀態，其中，所述運行參數包括電流、導線溫度、諧波電流值以及電壓變化值；當檢測出所述線路發生故障時，所述故障檢測子將所述運行參數上報給設置在電線桿上的子站；所述子站接收三相線上的所述故障檢測子上報的所述運行參數，根據所述三相線上的故障檢測子上報的運行參數進行故障檢測；當檢測出所述三相線發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給設置在變電站或者供電局的主站；所述主站根據所述子站上報的故障狀態以及故障報文，結合架空配電線路的拓撲結構確定故障發生位置，並顯示所述故障發生位置以及故障狀態。
8.根據權利要求7所述的架空配電線路的故障檢測方法，其特徵在於，所述設置在線路上的故障檢測子檢測所述線路的運行參數，根據所述運行參數確定所述線路的故障狀態包括所述故障檢測子檢測所述電路的電流峰值；所述故障檢測子將所述電流峰值與預先存儲的故障電流峰值的閾值進行比較，根據比較結果確定所述線路的故障狀態，其中，所述故障電流峰值的閾值包括基波閾值和五次諧波閾值。
9.根據權利要求7所述的架空配電線路的故障檢測方法，其特徵在於，所述設置在線路上的故障檢測子檢測所述線路的運行參數，根據所述運行參數確定所述線路的故障狀態包括所述故障檢測子檢測所述線路的電流波形；所述故障檢測子根據所述電流波形判斷所述線路的故障狀態。
10.根據權利要求7所述的架空配電線路的故障檢測方法，其特徵在於，所述設置在線路上的故障檢測子檢測所述線路的運行參數包括所述故障檢測子通過檢測高壓導線通向分布式電容向大地方點的漏露電流值，確定所述線路的電壓變化狀態。
全文摘要
本發明公開一種架空配電線路的故障檢測方法和系統，涉及檢測技術。以解決現有技術檢測架空配電線路故障實時性低的問題。包括故障檢測子，用於檢測線路的運行參數，根據運行參數確定線路的故障狀態，當檢測出線路發生故障時，將運行參數發送給子站；子站，用於接收三相線上的故障檢測子上報的運行參數，根據三相線路上的故障檢測子上報的運行參數進行故障檢測，當檢測出所述三相線發生故障時，將故障狀態以及故障報文發送給所述主站；主站，用於根據子站上報的故障狀態以及故障報文，結合架空配電線路的拓撲結構確定故障發生位置，並顯示故障發生位置以及故障狀態。本發明實施例提供的技術方案可以應用在架空配電線路中。
文檔編號G01R31/08GK102262201SQ201110199660
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者呂強, 陳菊明 申請人:北京水木源華電氣有限公司