配网架空线路故障在线监测及定位系统.ppt

,配网架空线路故障在线监测及定位系统,陕西平开智能电气有限公司,概 述,配电线路网络结构复杂，接地及短路故障发生率较高，传统的故障查找方式费时费力，特别是单相接地故障的检测至今没有很好的解决方案，我公司经过多年的研究和现场试验，独创了一种特频信号注入检测法，很好地解决了单相接地故障的检测和定位。,单相接地故障检测的技术现状,目前市场上使用的主要检测手段有五种。从 理论上分析，没有问题。但是，对于配电网 络来说，它们都无法满足测量的可靠性。,目前市场上应用较为广泛的无源接地短路二合一故障指示器的检测原理，多采用五次谐波分量法或首半波电流突变法或两者的结合进行单相接地故障区段的检测。 局限性：由于五次谐波的变化和线路负荷电流、网络结构的变化有很大的关系，所以指示器的测量精度无法保证，造成误动和拒动。,1、五次谐波法,在线路始端注入连续脉冲信号，然后沿线路进行信号检测，检测到脉冲信号说明故障点在下游，反之说明故障点在上游 局限性：定位范围过小(5km)，由于配网的网络结构复杂，分支众多，信号的衰减很大，无法保证指示器接受到足够强的信号判断故障。,2、电容电流脉冲幅值法,3、零序电流法,使用零序电流互感器采样（只适合于电缆和无消弧线圈的系统） 。 局限性：零序电流互感器精度低，而配网中发生单相接地故障后零序电流的数值随着接地电阻(如水泥路接地、土地等）、网络结构和天气的变化变化较大，难以保证检测的准确度。,记录行波到达线路一端或两端的时间，然后利用波速和时间计算故障距离。 局限性：该方法的关键是捕捉到故障点反射行波波头。但是，在配电网中尤其在多分支的配电网中行波衰减和畸变都很严重，行波波头辨识十分困难，无法保证指示器扑捉到正确波头。,4、首半波法,该特征电流流过，安装在线路上和变电站的故障检测装置检测到该信号后即可检测出故障线路和位置，从而实现接地选线和定位。,5、相间电流注入法(不对称电流源）,线路上发生单相接地故障时，控制器控制没有发生单相接地故障的两个正常相中任意相开关动作，使系统发生两相接地故障线路上流过单向特征电流，而其它的非故障线路无,相间电流注入法局限性： 1）、发生单相接地故障本身就容易产生弧光接地过电压，而同时人为制造系统的接地操作，则很容易出现操作过电压。两种过电压的风险对电网的安全运行造成很大的隐患，造成系统和设备毁损的概率大大增加。 2）真空开关反复动作寿命短，注入电流过大（大于10A），对电网有冲击。,配网架空线路故障在线监测及定位系统 -特频信号注入法 该系统克服了现有技术中故障检测终端误 动、检测精度低、注入电流对电网有冲击、信 号检测难等难题。,特频信号注入法,系统构成： 故障检测终端 通讯终端 信号源 主站监控软件,系统示意,当配电网发生单相接地故障时，从中性点注入特频正弦波电流，该电流除中性点消弧线圈分流一部分外，其余部分经由故障点与故障线路形成回路。,挂在线路上的故障检测终端检测到该电流信号，自动翻牌指示故障所在的出线和分支，并且把故障信号通过通信终端发回主站监控系统。该原理克服了现有产品准确度低的缺陷，有效地解决了单相接地故障定位的难题。,特频信号注入法 （单相接地故障检测原理）,特频信号注入法 （短路故障检测原理）,短路故障发生时故障线路 应有一个大的电流突变 （100A以上），这个突变 电流的持续时间也就是保 护动作的时间，应在01.5秒以内,采用电流突变的原理，判断的是线路电流的变化率，克服了现有产品 （过流型判据）准确度低的缺陷，有效地解决了故障定位的难题。,（1）采用太阳能电池板。 （2）抗干扰能力强，传感器与检测对象始终处于等电位状态，不受周围任何电磁场干扰。 （3）采用MCU技术、A/D采样技术以及低功耗技术设计研发。具有动作可靠，性能稳定，判断简易。,故障检测终端结构,1、故障检测终端,（4）具有检测负载电流、识别线路负载投入瞬间的浪涌电流变化、线路短路电流变化规律，能准确判断线路单相接地和短路故障。 （5）有故障信号发生时，立即唤醒微控制芯片及相关电路，启动设置程序。故障恢复后，微控制芯片及相关电路重新进入休眠节能状态 。 （6） 66位加密码，有效防止误动。,故障检测终端主要技术参数,线路电压：6-35kV 适用线径：5mm40mm 复位时间：可根据用户要求设定 信息传输形式：GPRS 短路耐受电流能力： 31.5kA/2s 防护等级：IP67 最小负荷电流：2A 环境温度：-40+70 闪光时间：8s / 3次 重 量：450g 维护要求：免维护,太阳能电池,（1）接收故障检测终端发射的故障信息。 （2）对解调后的信号进行解密计算，将故障信息发送给主站服务器系统。 （3）采用微功耗设计，直接安装在10kV线路上，可以在线路上直接取能和采用太阳能供电。 （4）抗干扰能力强，不受周围任何电磁场干扰。,2、通信终端,通信终端主要技术参数,工作温度：-40+70； 无线收发功率：10mW； 静态功耗：不大于0.2W ； 无线通信距离：30m（互不干扰）； 故障检测终端配置个数：每分支为3只 防护等级：IP55 重量：不大于6kg 使用寿命：8-10年,3、特频信号源,特频信号源的作用是注入电源，产生频率恒定的特殊频率电流信号以启动悬挂在线路上的故障检测终端。,特频信号源内部主要由注入方波发生器、滤波电感、滤波电容以及注入电压互感器等组成。 特频信号源产生的特频信号对系统的冲击很小。,信号源主要技术参数,一次额定电压 6-35kV 工作电源电压 AC220V 最大注入电流 2A 注入时间 10s-100s 零序电压启动值 10V-100V可选 正常功耗 20W 绝缘水平 一次接线端对外壳耐压：42kV/1min 二次接线端对外壳：2kV/1min 接入方式 有、无接地变压器的系统均可 环境温度 -40+70 维护要求 免维护,主站监控系统,主站监控系统根据线路安装的通信终端发送的信号进行故障区段的定位和显示，按照预先确定的先后关系给出故障区段，进行告