一種電纜系統(tǒng)故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電纜系統(tǒng)故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法，包括：（1）在電力電纜的ABC三相及零序分別卡裝測(cè)量CT，感應(yīng)一次側(cè)的電流，并進(jìn)行變比；（2）在故障指示終端預(yù)設(shè)短路故障判定值和接地故障判定值；（3）故障指示終端以1ms為周期，對(duì)CT感應(yīng)并經(jīng)過變比的一次側(cè)電流AD采樣，每個(gè)周波采樣20個(gè)點(diǎn)，并計(jì)算出每個(gè)周波的電流有效值；（4）將采樣的ABC各相當(dāng)前周波的電流有效值與前面第一個(gè)周波、前面第二個(gè)周波的電流有效值比較，如果兩個(gè)差值其中的一個(gè)或全部大于預(yù)先設(shè)定值，則判定發(fā)生了短路故障；（5）將采樣的每個(gè)周波的零序電流有效值同預(yù)設(shè)的接地故障判定值比較，如果零序電流有效值大于接地故障判定值，則判定發(fā)生了接地故障。
【專利說(shuō)明】一種電纜系統(tǒng)故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力行業(yè)電纜系統(tǒng)線路的接地短路故障定位及負(fù)荷監(jiān)測(cè)方法，可替代傳統(tǒng)的加入測(cè)量電流功能的故障指示器構(gòu)成的故障定位及負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)電力電纜系統(tǒng)的接地短路故障及負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)控，是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的基本要求。在現(xiàn)有的電力系統(tǒng)電纜線路的監(jiān)控中，多采用傳統(tǒng)的故障指示器與故障指示終端構(gòu)成故障定位及負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。故障指示器帶有電流測(cè)量功能，設(shè)有檢測(cè)電路、判斷電路和觸發(fā)單元。故障指示器卡裝在線路上，并與故障指示終端交互通信。當(dāng)故障指示器檢測(cè)到線路中有符合設(shè)定條件的故障電流信息時(shí)，觸發(fā)單元向故障指示終端發(fā)出信號(hào)；另外，通過故障指示器還可將線路符合信息發(fā)送到故障指示終端。但是，傳統(tǒng)的故障指示器的檢測(cè)單元與觸發(fā)單元都是由模擬電路搭建，其判斷線路是否發(fā)生故障的參數(shù)是固定的，無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同線路的運(yùn)行情況來(lái)修改參數(shù)，交互性不易實(shí)現(xiàn)，上傳數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、故障誤報(bào)率不易控制，因此目前的故障定位及負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在著以下問題:(I)線路信息采用分布采集、分布處理的方式，效率低成本高；(2)故障指示器受功耗限制，不能使用較高的采樣頻率，也不能頻繁上送負(fù)荷電流，負(fù)荷監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性較差；(3)由于故障檢測(cè)電路與負(fù)荷電流檢測(cè)的電路是分開的，故障電流的大小不能檢測(cè)，在發(fā)生故障時(shí)，不能上送故障電流；(4)故障指示器只能由模擬電路采樣并判斷故障，故障告警的限定值及限定時(shí)間則不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)定；(5)不能區(qū)分永久故障與瞬時(shí)故障。這些問題都嚴(yán)重影響了電纜系統(tǒng)線路接地短路故障定位及負(fù)荷監(jiān)測(cè)的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種電纜系統(tǒng)線路故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法，可以實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位、負(fù)荷電流及故障電流的精確監(jiān)測(cè)，同時(shí)，可以降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，大幅提高處理配電網(wǎng)短路接地故障的效率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種電纜系統(tǒng)故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法，其特征在于:
[0006]( I)在電力電纜的ABC三相及零序分別卡裝測(cè)量CT，感應(yīng)一次側(cè)的電流，并進(jìn)行變比；
[0007](2)在故障指示終端預(yù)設(shè)短路故障判定值和接地故障判定值；
[0008](3)故障指示終端以Ims為周期，對(duì)卡裝在ABC三相及零序上的測(cè)量CT感應(yīng)并經(jīng)過變比的一次側(cè)電流AD采樣，每個(gè)周波采樣20個(gè)點(diǎn)，并計(jì)算出每個(gè)周波的電流有效值；
[0009](4)將采樣的ABC各相當(dāng)前周波的電流有效值與前面第一個(gè)周波、前面第二個(gè)周波的電流有效值比較，如果兩個(gè)差值其中的一個(gè)或全部大于預(yù)先設(shè)定值，則判定發(fā)生了短路故障；
[0010](5)將采樣的每個(gè)周波的零序電流有效值同預(yù)設(shè)的接地故障判定值比較，如果零序電流有效值大于接地故障判定值，則判定發(fā)生了接地故障。
[0011]上述方法中，所述步驟(4)進(jìn)一步包括，當(dāng)判定發(fā)生了短路故障后，故障指示終端繼續(xù)對(duì)ABC各相的電流AD采樣，如果在此后的3s內(nèi)有大于40ms的時(shí)間采樣值都是0，則判定為永久性短路故障；否則，判定為瞬時(shí)性短路故障。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
[0013](I)本發(fā)明無(wú)需在電纜上卡裝傳統(tǒng)的故障指示器，只需要在電纜的ABC三相及零序卡裝測(cè)量CT，因此降低了成本；
[0014](2)本發(fā)明采用分布采樣、集中處理的方式判斷線路故障及對(duì)線路進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)測(cè)，測(cè)量CT無(wú)需具備故障判斷及數(shù)據(jù)通信功能，只是感應(yīng)一次側(cè)的電流值并經(jīng)變比后，供二次側(cè)的故指終端采樣，提高了效率和準(zhǔn)確性。
[0015](3)本發(fā)明故障指示終端可以采用現(xiàn)場(chǎng)PT或取電CT供電，無(wú)需像傳統(tǒng)的故障指示器那樣考慮超低功耗設(shè)計(jì)，這樣保證了采樣頻率以及數(shù)據(jù)上送的實(shí)時(shí)性；
[0016](4)本發(fā)明克服了傳統(tǒng)故障指示器故障告警存在誤報(bào)的問題，且可區(qū)分永久故障及瞬時(shí)故障；
[0017](5)本發(fā)明對(duì)故障電流由軟件判斷，而非傳統(tǒng)的硬件模擬電路，故可上送故障電流值；
[0018](6)本發(fā)明由于線路故障由軟件判出，故可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定和調(diào)整預(yù)設(shè)的故障判定值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的測(cè)量CT及故障指示終端設(shè)置方式示意圖
[0020]圖2是發(fā)生短路故障時(shí)線路中電流值變化示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明在電力電纜I的ABC三相及零序分別卡裝測(cè)量CT2，感應(yīng)一次側(cè)的電流，并進(jìn)行變比。
[0022]在故障指示終端3，預(yù)先設(shè)定短路故障判定值和接地故障判定值；短路故障判定值和接地故障判定值可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要隨時(shí)調(diào)整。
[0023]故障指示終端3以Ims為周期，對(duì)卡裝在ABC三相及零序上的測(cè)量CT (一次側(cè)電流互感器)感應(yīng)并經(jīng)過變比的一次側(cè)電流AD采樣，每個(gè)周波采樣20個(gè)點(diǎn)，并計(jì)算出每個(gè)周波的電流有效值。
[0024]故障指示終端根據(jù)采樣的電流值進(jìn)行故障判斷。
[0025]本發(fā)明對(duì)短路及接地故障的判斷基于以下原理:
[0026]當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路相上的電流都會(huì)突變并停電。如圖2所示，tl時(shí)段為一個(gè)正常的負(fù)荷變化過程或勵(lì)磁涌流過程，出現(xiàn)電流突變后沒有停電；t2時(shí)段為線路正常運(yùn)行的階段；在t3這段時(shí)間內(nèi)線路發(fā)生短路故障并呈現(xiàn)突變的比較大的故障電流，且線路跳閘并重合閘；在t4時(shí)段是由于永久故障導(dǎo)致的重合閘失敗長(zhǎng)時(shí)間停電；
[0027]當(dāng)線路發(fā)生接地故障時(shí)，線路的零序電流會(huì)增大。
[0028]基于以上原理，本發(fā)明對(duì)短路故障采用以下方式進(jìn)行判斷:[0029]故障指示終端將采樣的ABC各相當(dāng)前周波的電流有效值與前面第一個(gè)周波、前面第二個(gè)周波的電流有效值比較，如果兩個(gè)差值其中的一個(gè)或全部大于預(yù)先設(shè)定值，則判定發(fā)生了短路故障。
[0030]本發(fā)明可進(jìn)一步區(qū)分瞬時(shí)短路故障和接地短路故障。當(dāng)判定發(fā)生了短路故障后，故障指示終端繼續(xù)對(duì)ABC各相的電流AD采樣，如果在此后的3s內(nèi)有大于40ms的時(shí)間采樣值都是0，則判定為永久性短路故障；否則，判定為瞬時(shí)性短路故障。
[0031]本發(fā)明對(duì)短路故障采用以下方式進(jìn)行判斷:
[0032]將采樣的每個(gè)周波的零序電流有效值同預(yù)設(shè)的接地故障判定值比較，如果零序電流有效值大于接地故障判定值，則判定發(fā)生了接地故障。
[0033]故障指示終端可按一定的時(shí)間間隔將采樣的電流值轉(zhuǎn)化成一次側(cè)實(shí)際電流值上報(bào)控制中心，包括故障電流和線路負(fù)荷電流。
[0034]本發(fā)明由于不采用傳統(tǒng)的故障指示器，因此不用考慮功耗問題，故障指示終端的電源可采用現(xiàn)場(chǎng)PT或取電CT供電。
【權(quán)利要求】
1.一種電纜系統(tǒng)故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法，其特征在于: (1)在電力電纜的ABC三相及零序分別卡裝測(cè)量CT，感應(yīng)一次側(cè)的電流，并進(jìn)行變比； (2)在故障指示終端預(yù)設(shè)短路故障判定值和接地故障判定值； (3)故障指示終端以Ims為周期，對(duì)卡裝在ABC三相及零序上的測(cè)量CT感應(yīng)并經(jīng)過變比的一次側(cè)電流AD采樣，每個(gè)周波采樣20個(gè)點(diǎn)，并計(jì)算出每個(gè)周波的電流有效值； (4)將采樣的ABC各相當(dāng)前周波的電流有效值與前面第一個(gè)周波、前面第二個(gè)周波的電流有效值比較，如果兩個(gè)差值其中的一個(gè)或全部大于預(yù)先設(shè)定值，則判定發(fā)生了短路故障; (5)將采樣的每個(gè)周波的零序電流有效值同預(yù)設(shè)的接地故障判定值比較，如果零序電流有效值大于接地故障判定值，則判定發(fā)生了接地故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜系統(tǒng)故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法，其特征在于:所述步驟(4)進(jìn)一步包括，當(dāng)判定發(fā)生了短路故障后，故障指示終端繼續(xù)對(duì)ABC各相的電流AD采樣，如果在此后的3s內(nèi)有大于40ms的時(shí)間采樣值都是0，則判定為永久性短路故障；否則，判定為瞬時(shí)性短路故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜系統(tǒng)故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法，其特征在于:故障指示終端將采樣的電流值轉(zhuǎn)化成一次側(cè)實(shí)際電流值上報(bào)控制中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜系統(tǒng)故障定位及負(fù)荷監(jiān)控方法，其特征在于:所述故障指示終端的電源采用現(xiàn)場(chǎng)PT或取電CT供電。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103439625SQ201310395506
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】薛兆春 申請(qǐng)人:北京豪銳達(dá)科技有限公司