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配电网远程故障?#36828;?#23450;位系统


1.1系统概述
    本项目利用现代科技、电?#26377;?#24687;和通信技术,对配网线路的短路和单相接地故障进行监测,能迅速给出故障具体地理位置和故障时间的指示信息,帮助维修人员迅速赶赴现场,排除故障,?#25351;?#27491;常供电,大大提高供电可靠性。该系统的建成还能有效地提高配网设备健康水平和运行管理水平,降低故障判断对人的经验依赖,减少和缩短设备检修停电操作时间和范围。
    本系统基于故障指示器技术、单相接地故障检测技术和现代通信技术,在配网故障后,它能够在故障后的几分钟内将故障线路和故障地点等信息通过GSM网络传送至控制?#34892;?#30340;计算机,在屏幕上显示出故障具体地理位置和故障时间的指示信息,帮助维修人员迅速赶赴现场,排除故障,?#25351;?#27491;常供电
1.2层次结构
    故障定位系统由以下几部分组成:安装在局内的主站(后台)监控系统、安装在线路?#31995;?#25925;障指示器及故障信号接收处理的数据转发站、安装在变电站内(或线路上配电变压器附近)的不对称电流源、提供?#34892;?#31449;和数据转发站之间通信联系的通信系统。 


    设备组成:由GSM网络、短信息通信模块、手机SIM卡组成
    主要功能:为?#34892;?#31449;和各数据转发站提供通信联系,使?#34892;?#31449;与分散在线路?#31995;?#25968;据转发站及各故障探头组成一个系统 

?#34892;?#31449;部分:
设备组成:由计算机、系统软件、应用软件、?#34892;?#31449;网关、UPS等组成
主要功能?#21644;?#36807;通信系统采集各数据转发站传来的各探头的线路信息,通过拓扑分析和计算找出故障位置及故障通路,显示在网络拓?#36865;?#19978;,记录存储相应信息 

 

 

 

通信系统:
设备组成:由GSM网络、短信息通信模块、手机SIM卡组成
主要功能:为?#34892;?#31449;和各数据转发站提供通信联系,使?#34892;?#31449;与分散在线路?#31995;?#25968;据转发站及各故障探头组成一个系统

 

 

 

故障探测部分:
设备组成:由不对称电流源、故障探头、故障指示器组成
主要功能:检测线路短路和单相接地故障。发生单相接地故障?#20445;?#19981;对称电流源发出特殊信号,故障探头检测到该信号后驱动故障指示并发出相应信息给数据转发站


 

 

1.3系统的原理
    整个系统图如下图所示: 

    故障探头(FD)安装在各线路分支处的分支线上,系统出现短路或单相接地故障?#20445;?#25925;障探头检测到短路故障电流,驱动显示回路,给出当地指示。同时架空线路的故障指示器通过内置的短距离无线通讯装置,将动作信号传送给相隔2-30m的数据转发站。数据转发站安装在线路的分支处,通过无线接收装置,可以接收6只故障探头(?#30452;?#22312;两个分支的6相线路上)发送过来的动作信息。数据转发站具有独立的电源和标准的通讯接口(RS232),在收到动作信息后,将地址信息和故障信息通过通讯口,借助于GSM网络,发回?#34892;?#31449;。电缆系统的故障指示器将故障信息通过本地光纤网送给FTU,FTU利用GSM网将该信息发给?#34892;?#31449;。
    通讯系统可借助于GSM网络,在数据转发站和主站处配备具有RS232接口的可接入GSM网络的无线通讯模块,为?#34892;?#31449;系统及各数据转发站建立通信联系。?#34892;?#31449;接收数据转发站发来的信息,并将故障信息送给主站。
主站监控软件将从?#34892;?#31449;接收到的这些故障信息,进?#22411;?#32476;拓扑计算分析,容错处理,显示故障点地理位置信息,运行维修人员可以根据这些信息直接到故障点排除故障。
    为检测?#34892;?#28857;不直接接地系统的单相接地故障,需要增加一个不对称电流源,用于在单相接地故障发生时在变电站?#36828;?#21521;相应线路注入用于单相接地故障探测的信号。 
1.5系统的使用环?#24120;?/STRONG> 
    户外部分:子站工作温度  -30C~70C,湿度5%~95%,无凝露
           探头工作温度 -45C~70C 
    户内部分:主站工作温度  0C~55C,湿度5%~95%,无凝露
          ?#34892;?#31449;工作温度 -10C~70C,湿度5%~95%,无凝露 
    通信部分:GSM信号覆盖到的区域
1.6系统的标准和设计思想
1.6.1 标准
     本系统依据以下标准:
     《远动终端通用技术条件》GB/T13729
     《地区电网调度?#36828;?#21270;功能规范》DL/T550 
     《配电?#36828;?#21270;系统远方终端》DL/T721
     《配电?#36828;?#21270;系统功能规范》DL/T814
     《循环式远动规约》DL451
《电信设备和系统的高低频电磁兼容性改善技术要求》YDC 

1.6.2 设计思想
(1)系统的目的是解决在分支较多、结构复杂的配电网中查找接地和短路故障点较难的问题,为线路维护人员在短时间内提供直观、可靠的故障信息。
(2)系统安装方便,便于带电操作,安装维护不影响正常供电。
(3)采用GSM进行信息传?#20572;?#38477;低用户自建通信系统的费用和对通信系统的日常维护。
(4)数据转发站采用微功耗设计,避免系统设备与线路一次设备有直接的电气连接,减少系统故障点,降低系统造价,提高系统的可维护性。
(5)主站采用GIS背景的显示方法,使故障点显示的更加清晰和直观。软件设计上,采用了面向对象的技术,大大提高了软件的可靠性、可继?#34892;浴?#21487;维护性和可扩充性。
(6)在目前配网?#36828;?#21270;系统的其他软件(如GIS,DMS)不太成熟的情况下,系统自成体系,尽量避免故障判断、显示、存储对其他系统的依耐性。 


 

系?#31243;?#28857;
系?#31243;?#28857;可以归结为以下几点:
1.采用GSM进?#22411;?#20449;,降低用户的通信系统维护费用
2.数据转发站采用微功耗设计,简化了安装工作,减少传统取能方式(安装PT)给系统带来故障隐患的可能
3.系统可以实现工厂化生产,减少现场通信调试工作
4.系统自成体系,既可独立运行,也可与GIS和DMS系统互连,实现数据共享
5.特殊的低功耗设计,使等候功耗仅为20mW
6.完?#39057;?#20027;站容错软件,使系统出现某些故障?#20445;?#20381;然能够正确判断故障位置,并防止误报
7.GIS支撑环?#24120;?#20351;故障可以进行直观的显示
8.可靠的数据转发站和?#34892;?#31449;系统,即使在主站不能正常工作的情况下,也可以保证信息不被丢失
9.强的抗恶劣环境性能,探头和子站可以在-30~70度的环境下正常工作
单相接地故障定位系统
    该系统适用于10kv及以下小电流接地系统,能够实现系统的短路和单相接地故障定位功能。系统有挂在线路?#31995;?#25925;障指示器THFI-II、户内或户外不对称电流源组成。
    为了确定小电流接地系统接地故障点所在的出线、分支和区段,该系统用不对称电流源使故障线路?#31995;?#36127;荷电流叠加一个具有明显特征的电流信号作为接地故障判据,特征电流流经故障线路、接地故障点和大地返回不对称电流源。挂在线路?#31995;?#25925;障指示器检测到该电流信号后?#36828;?#32763;牌,从而指示出接地故障点所在的出线、分支和区段。
    当不对称电流源检测到开口三角电压升高到设定值(或者准电子PT检测到接地故障发生)并?#20013;?秒钟后,控制内部的高压交流接触器工作,使得故障线路上产生具有特殊特征的电流信号。
    该系统具有很高的安全性,不对称电流源产生的信号不影响变电站主变、接地变、消弧线圈及线路的正常运行(相当于一个阻性负荷投入和退出),不对称电流源在系统正常运行时与一次线路完全隔离。同时由于不对称电流源产生的信号是低频纯阻性的,还可以消除谐振,抑制过电压,降低过电压对系统的危害。由于不对称电流源使故障线路?#31995;?#27969; 具有明显特征的电流信号,挂在线路?#31995;?#25351;示器检测到该特殊信号后才会给出故障指示,因此该检测方法不受系统运行方?#20581;?#25299;扑结构、?#34892;?#28857;接地方式的影响,渐次准确率很高。
系统组成
该系统有以下两部分组成:
1.CYCL不对称电流源
    发生单相接地故障?#20445;?#23433;装在变电站(或线路上靠近变电站的配变附近)的不对称电流源动作,使故障线路产生具有特殊特征的脉冲电流信号。
2.短路及接地故障指示器(Short and Grounded Fault Indicator) THFI-II
    发生单相接地故障?#20445;?#23433;装在故障线路?#31995;?#25925;障指示器检测到不对称电流源产生的信号后翻牌并闪光指示。?#28304;?#21487;以判?#31995;?#30456;接地故障点所在的出线、分支和区段。
    故障指示器还可以通过判断短路电流指示短路故障,?#28304;?#21487;以判断短路故障点所在的出线、分支和区段。
    安装在变电站出线处的故障指示器可通过光纤、光电转换器将故障信号传给变电站RTU,实现接地故障选线。
 
不对称电流源分类及技术指标

 

 

 

 

         

 

 
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