一种电网故障定位方法及定位系统与流程

本发明涉及电能监测技术领域，尤其涉及一种电网故障定位方法及定位系统。

背景技术：

配电是电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。配电站即由配电变电所(通常是将电网的输电电压降为配电电压)、高压配电线路(即1千伏以上电压)、配电变压器、低压配电线路(1千伏以下电压)以及相应的控制保护设备组成，配电电压通常有35～60千伏和3～10千伏等。我国配电网中性点不接地，属于小电流接地系统。配电网在实际运行中，有时会发生接地和短路故障，一般发生接地故障较多，特别是在雷雨、大风等恶劣自然天气的时候，单相接地故障发生的几率比较频繁。虽然单相接地后，故障相对地电压降低，非故障相电压升高，电压依然对称，不影响用户供电，但是，单相接地长时间运行会严重影响变电设备和配电网安全经济运行。因此，发生单相接地后也需要将线路停电，查找故障，特别是在选线的时候，会造成无故障线路的停电，造成供电可靠性的降低。因此，配电网故障的处理要求及时、准确。现有的电网故障定位方法，故障定位耗时较长，精准度不高，且无法精准的反馈电网故障点，常需要进行进一步的人工排查，造成了人力和抢修时间的双重浪费，电网故障维修效率低。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的提供了一种电网故障定位方法及定位系统，以解决现有电网故障定位方法需要人工排查，维修成本高，电网故障维修效率低等问题。

本发明一方面提供了一种电网故障定位方法，包括以下步骤：

(1)在电网三相线路上间隔设置监测点，并采集每个监测点处的三相线路上的瞬时电流信息；

(2)根据所述瞬时电流信息计算每个监测点的零序电流；

(3)将计算得到的各监测点的零序电流值与预设的零序电流阈值进行比较，若计算得到的零序电流值小于预先设定的零序电流阈值时，则判定电网无故障，若计算得到的零序电流值大于或等于预先设定的零序电流阈值时，则判定电网有故障；

(4)若步骤(3)中判定电网有故障，计算相邻监测点的零序电流相位差，若相邻监测点的零序电流相位差为0°时，则判定相邻监测点之间无故障，若相邻监测点的零序电流相位差为180°时，则判定相邻监测点之间有故障。

优选，所述步骤(1)中各监测点处的三相线路上的瞬时电流信息分别通过设置于三相线路上的电流互感器检测。

进一步优选，所述步骤(2)中各个监测点的零序电流通过将该监测点处的三相线路上的瞬时电流相加获得。

进一步优选，所述步骤(4)中的相邻监测点的零序电流相位差θ1，2计算公式为：θ1，2＝(n1-n2)*36°，其中，n1表示相邻监测点中的第一监测点的零序电流，n2表示相邻监测点中的第二监测点的零序电流。

本发明还提供了一种电网故障定位系统，包括：沿电网三相线路间隔设置的监测单元和与所述监测单元连接的工作站监控中心，其中，所述监测单元包括分别设置于三相线路上的a相电流互感器、b相电流互感器、c相电流互感器，a相电流互感器、b相电流互感器、c相电流互感器分别连接a相电流传感器、b相电流传感器、c相电流传感器，a相电流传感器、b相电流传感器、c相电流传感器均与单片机连接，各监测单元中的单片机均与工作站监控中心连接，其中，a相电流互感器、b相电流互感器、c相电流互感器分别通过a相电流传感器、b相电流传感器、c相电流传感器将采集到的瞬时电流信息发送至单片机，单片机接收到上述信息后，计算出该监测点的零序电流，并将所述零序电流信息发送至工作站监控中心，工作站监控中心接收到所述零序电流信息后，进一步判定故障位置。

优选，所述电网故障定位系统还包括与工作站监控中心连接的存储单元，用于存储预设的零序电流阈值。

进一步优选，a相电流互感器、b相电流互感器、c相电流互感器分别通过无线传输模块连接a相电流传感器、b相电流传感器、c相电流传感器，a相电流传感器、b相电流传感器、c相电流传感器均与单片机通过无线传输模块连接。

进一步优选，各监测单元中的单片机均与工作站监控中心通过无线传输模块连接。

本发明提供的电网故障定位方法能实时对电网线路进行故障监测，通过在电网三相线路上间隔设置监测点，并检测每个监测点处的三相线路上的瞬时电流信息，可以实时获得三相线路上的瞬时电流信息，通过上述瞬时电流信息可以得到每个监测点的零序电流，通过将计算的零序电流值与预设的零序电流阈值进行比较，可以判定电网是否有故障，若电网有故障，通过进一步计算相邻监测点的零序电流相位差，可以判定电网故障的位置，减少了工作人员的巡视和故障排查时间，维修及时，且工作站电网维修人员可对故障路线进行单独维修，维修效率高，劳动强度小，降低了故障影响，保证了正常线路的正常供电。

本发明提供的电网故障定位系统，通过电流互感器可以实时检测三相线路的瞬时电流信息，通过与电流互感器连接的电流传感器可以将所述瞬时电流信息发送至单片机，单片机接收到上述信息后，可以计算出该监测点的零序电流，并将所述零序电流信息发送至工作站监控中心，工作站监控中心接收到所述零序电流信息后，通过与预设的零序电流阈值进行比较，可以判定电网是否有故障，若电网有故障，通过进一步计算相邻监测点的零序电流相位差可以判定故障位置。

附图说明

图1为本发明提出的电网故障定位方法的流程图；

图2为本发明提出的电网故障定位系统的结构框图；

图3为监测单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

如图1所示，本发明提供了一种电网故障定位方法，包括以下步骤：

(1)在电网三相线路上间隔设置监测点，并采集每个监测点处的三相线路上的瞬时电流信息；

(2)根据所述瞬时电流信息计算每个监测点的零序电流；

(3)将计算得到的各监测点的零序电流值与预设的零序电流阈值进行比较，若计算得到的零序电流值小于预先设定的零序电流阈值时，则判定电网无故障，若计算得到的零序电流值大于或等于预先设定的零序电流阈值时，则判定电网有故障；

(4)若步骤(3)中判定电网有故障，计算相邻监测点的零序电流相位差，若相邻监测点的零序电流相位差为0°时，则判定相邻监测点之间无故障，若相邻监测点的零序电流相位差为180°时，则判定相邻监测点之间有故障。

该电网故障定位方法能实时对电网线路进行故障监测，通过在电网三相线路上间隔设置监测点，并检测每个监测点处的三相线路上的瞬时电流信息，可以实时获得三相线路上的瞬时电流信息，通过上述瞬时电流信息可以得到每个监测点的零序电流，通过将计算的零序电流值与预设的零序电流阈值进行比较，可以判定电网是否有故障，若电网有故障，通过进一步计算相邻监测点的零序电流相位差，可以判定电网故障的位置，减少了工作人员的巡视和故障排查时间，维修及时，且工作站电网维修人员可对故障路线进行单独维修，维修效率高，劳动强度小，降低了故障影响，保证了正常线路的正常供电。

其中，所述步骤(1)中各监测点处的三相线路上的瞬时电流信息分别通过设置于三相线路上的电流互感器检测。

其中，所述步骤(2)中各个监测点的零序电流通过将该监测点处的三相线路上的瞬时电流相加获得。

其中，所述步骤(4)中的相邻监测点的零序电流相位差θ1，2计算公式为：θ1，2＝(n1-n2)*36°，其中，n1表示相邻监测点中的第一监测点的零序电流，n2表示相邻监测点中的第二监测点的零序电流。

如图2、图3所示，本发明提供了一种电网故障定位系统，包括：沿电网三相线路间隔设置的监测单元1和与所述监测单元1连接的工作站监控中心2，其中，所述监测单元1包括分别设置于三相线路上的a相电流互感器11、b相电流互感器12、c相电流互感器13，a相电流互感器11、b相电流互感器12、c相电流互感器13分别连接a相电流传感器14、b相电流传感器15、c相电流传感器16，a相电流传感器14、b相电流传感器15、c相电流传感器16均与单片机17连接，各监测单元1中的单片机17均与工作站监控中心2连接，其中，a相电流互感器11、b相电流互感器12、c相电流互感器13分别通过a相电流传感器14、b相电流传感器15、c相电流传感器16将采集到的瞬时电流信息发送至单片机17，单片机17接收到上述信息后，计算出该监测点的零序电流，并将所述零序电流信息发送至工作站监控中心2，工作站监控中心2接收到所述零序电流信息后，进一步判定故障位置。

该电网故障定位系统，通过电流互感器可以实时检测三相线路的瞬时电流信息，通过与电流互感器连接的电流传感器可以将所述瞬时电流信息发送至单片机，单片机接收到上述信息后，可以计算出该监测点的零序电流，并将所述零序电流信息发送至工作站监控中心，工作站监控中心接收到所述零序电流信息后，通过与预设的零序电流阈值进行比较，可以判定电网是否有故障，若电网有故障，通过进一步计算相邻监测点的零序电流相位差可以判定故障位置。

具体地：电网是否有故障的判定方法如下：将接收到零序电流值与预设的零序电流阈值进行比较，若接收到的零序电流值小于预设的零序电流阈值，则判定电网无故障，若接收到的零序电流值大于或等于预设的零序电流阈值，则判定电网有故障。

故障位置的判定方法如下：计算相邻监测点的零序电流相位差，若相邻监测点的零序电流相位差为0°时，则判定相邻监测点之间无故障，若相邻监测点的零序电流相位差为180°时，则判定相邻监测点之间有故障。

作为技术方案的改进，如图2所示，电网故障定位系统还包括与工作站监控中心2连接的存储单元3，用于存储预设的零序电流阈值，根据需要，可以通过输入设备对存储单元中预设的零序电流阈值进行更改。

其中，a相电流互感器11、b相电流互感器12、c相电流互感器13分别通过无线传输模块连接a相电流传感器14、b相电流传感器15、c相电流传感器16，a相电流传感器14、b相电流传感器15、c相电流传感器16均与单片机17通过无线传输模块连接。

其中，各监测单元1中的单片机17均与工作站监控中心2通过无线传输模块连接。

本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。