国网新疆电力有限公司电力科学研究院的研究人员冯斌、李开鑫、赵启、朱建华,在2019年第4期《电气技术》杂志上撰文,为提高智能配网线路故障指示器装置的安全和稳定,研究其故障指示器的检测方法,并设计相关模块组合为测试系统,可对故障指示器进行简单高效的检测。本文详细论述了配网线路中故障指示器检测系统的实现方法,并给出了部分测试项的逻辑图。该检测系统可应用于入网检测、到货抽检、到货全检等检测工作。

线路故障指示器是应用在输配电线路、电力电缆及开关柜进出线上,用于指示故障电流流通的装置。一旦线路发生故障,巡线人员可借助指示器的报警显示,迅速确定故障点,排除故障。彻底改变过去盲目巡线,分段合闸送电查找故障的落后做法。

澳门十大正规网络赌博 ,近日,国网湖南省电力公司湘潭供电分公司专业技术人员在韶山10千伏杨潭线1号杆成功安装新型故障指示器,为湘潭电网配电自动化建设再添新利器。
二遥型故障指示器通过采集单元实时监测电流变化,采集单元将监测信息发送到相应的汇集单元,并迅速反馈到主站,同时形成具体故障信息短信自动发送到运维人员的手机上,帮助抢修人员迅速判断故障点,整个过程在几分钟内快速完成,大大缩短了抢修人员户外查找故障发生点的时间,有效提高了抢修工作效率和应急指挥能力,保障用电客户可靠用电。基于故障指示器的简易配网自动化是智能电网建设的有效补充,彻底改变以往盲目巡线、分段合闸送电查找故障的落后做法,大大提高配网运行监测水平,进一步提升了配电线路智能化运维水平。
下阶段,国网湘潭供电公司将结合韶山电网的一次网架结构、负荷分布、柱上开关布点、线路历年运行状态等情况进行综合分析,按照“一线路一方案”的原则完成剩余二遥型故障指示器的安装任务,为韶山在年内成为全省首个配电自动化全覆盖县奠定坚实基础。

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随着电网的高速发展,10kV配网的负荷日趋增大,用户对配网供电可靠性提出了更高要求。故障指示器具有快速查找定位故障点的功能,对智能电网有提高排查效率,提升供电可靠性的作用。但是市场上故指种类繁多,质量也良莠不齐,对于配电线路的故障检测存在较大随机性,严重影响配网的可靠性和可维护性。

故障指示器简史

目前,故指检测仅能应用耐压仪、绝缘表进行简单的测试,主要依靠安装后的实际工况来确定其工作可靠性。为确保设备安全、稳定、高效的运行,根据配网实际情况拟定相关技术要求,并对故障指示器进行检测。

十大网络赌博赚钱平台 ,电力线路故障指示器起源于二十世纪八十年代的德国,发明它的目的是为了指示电力线路短路电流流过的途径,帮助人们查找到故障点。

正规赌博提现游戏 ,基于对故障指示器的稳定运行,研究一套较为合理易操作的检测系统对故指进行全面检测,从而提高配网自动化的可靠性。研究的检测系统按国网技术标准,完成了对故障指示器的功能,性能,规约等的检测,该方式可广泛应用于故指的入网检测、到货全检以及日常维护。

进入二十世纪,人们开始关注短路指示器的信号远传问题。信号远传的实现,突破了架空线路和电缆设备的视线障碍,延长了人们的观察距离,并逐渐演变成为配电线路故障定位系统。

2019澳门十大赌场排名 ,1 故障指示器检测系统结构

我国从九十年代开始引进和学习国外短路指示器的研制技术,到了二十一世纪,国内主要厂商开始研究线路上的单相接地故障检测问题,并陆续推出了一些试用产品,例如接地故障指示器和短路接地二合一故障指示器。我国电力系统生搬硬套了前苏联的模式,110kV以下配电系统主要采用小电流接地系统,中性点不接地或者经消弧线圈接地。

十大网赌靠谱平台 ,故指检测系统主要包括模拟主站检测系统和功能性能检测系统。目前故指主要有就地型和远传型。就地型故指需要巡检人员到现场按指示器提示寻找故障点,增加了电网的系统维护成本,而远传型可以通过无线网络将故障信息传输至主站,然后主站通过分析处理判断出故障点[2]。模拟主站检测系统主要是针对远传型故指进行检测。功能性能检测系统主要是检测故指是否满足国网提供的技术要求。检测系统结构如图1所示。

如今,随着芯片制造工艺和通讯技术的快速发展,全数字化的故障指示器已经出现。在这之前,故障指示器主要采用模拟器件和逻辑组合电路,也曾出现过所谓的智能型故障指示器,但这类指示器主要是把模拟电路换成单片机,信号采集、故障判据和通讯技术实际变化不大,表现为信号没有量化、参数不能调整。数字化的故障指示器除了实现故障检测、指示和信号远传等“遥信”功能以外,还可以实现“遥测”信号量化、“遥控”和“遥调”参数调整功能。对于全数字化的故障指示器,我们可以这样理解,传统的故障指示器好比传统的继电器保护,全数字化的故障指示器好比现在广泛使用的微机保护。

系统硬件由服务器、网络交换机、串口服务器、特征函数发生器、功率源、录波仪、PC上位机和打印机组成。软件部分主要用VC平台的C类编程语言实现。图中服务器主要担任模拟主站的作用,对故障指示器汇集单元上送的数据、事件进行存储和分析,同时也用于控制波形发生器模拟现场各类故障特征波形。

网上十大正规赌网址大全 ,故障指示器简介

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在环网配电系统中,特别是大量使用环网负荷开关的系统中,如果下一级配电网络系统中发生了短路故障或接地故障,上一级的供电系统必须在规定的时间内进行分断,以防止发生重大事故。通过使用故障指示器,可以标出发生故障的部分。维修人员可以根据指示器的报警信号迅速找到发生故障的区段,分断开故障区段,从而及时恢复无故障区段的供电,可节约大量的工作时间,减少停电时间和停电范围。

图1 检测系统结构图

故障指示器由传感器和显示器两部分组成,传感器负责探测电缆通过的电流,显示器负责对传感器传送来的电流信息进行判断及做出故障指示动作。在线路上安装上故障指示器后,当系统发生故障时,由于从故障点到馈电点的线路都出现了故障电流,引致从故障点到馈电点之间线路上所有的故障指示器动作,指示灯就会闪亮。从馈电点开始,沿着故障指示灯闪亮的线路一直查找,最后一个闪亮点就是故障点。推广使用电缆故障指示器,有助于以较短的时间找到故障点,是提高配电网运行水平和事故处理效率的一条有效途径。

波形发生器经过功率放大器放大,使其产生A、B、C三相信号,模拟配电线路的实际情况,由于实际配电线路上还存在有高压电场干扰,所以通过信号源输出电压信号,再通过PT端子进行放大,以此来模拟实际运行工作下的电场,具体情况如图2所示。

故障指示器的工作原理

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故障指示器依靠独特的传感器直接在线检测信号,利用故障电流产生的电磁场变化,产生脉冲信号激励电路工作,不影响电网的正常运行工作。正常情况下,故障指示器不动作,窗口为白色显示。当通过线路上的电流达到故障指示器设定的故障电流值时,如果过电流持续的时间不满足故障指示器设定的电流突变时间,则此电流可能是电机起动等因素引起的瞬间起动过电流,不是故障电流,因此故障指示器不动作。相反,则判断为故障电流,故障指示器翻红牌(或光闪)。故障指示器动作后再作一次判断,如果2s内线路电流恢复正常,说明线路开关重合闸成功,故障点被排除,恢复正常供电状态,故障指示器恢复正常状态。倘若2s内线路电流消失,说明故障已引发上级开关跳闸而导致线路失压,则确定为故障,故障指示器保持动作,直到达到设定的复归时间自动恢复正常状态。

图2 模拟配网线路结构图

故障指示器的分类

2 检测原理及主要测试项

市场上销售的故障指示器种类繁多,型号复杂,但大体可分为以下几种:

检测系统的PC终端相当于控制机,能够与特征波形函数发生器、故障指示器汇集单元进行双向数据交互。模拟主站系统也能同时与函数发生器、故障指示器汇集单元进行双向数据交互。根据不同的测试项,对测试过程进行优化,可实现高效,简洁的自动测试。

按使用功能分:①短路型;②接地型;③接地、短路二合一型。

系统先初始化,然后录入产品相关信息,包括生产厂商,产品编号等,然后选择好通信规约,然后进入自动测试。自动测试子项可以根据需要作删减。测试系统工作流程如图3所示。下面以二遥远传型为例说明测试的方法。

按信号源分:①有信号源线路故障检测系统;②无信号源线路故障指示器。

3 功能测试

按安装地点分:①架空线路型;②电缆线路型;③母线汇流排型;④面板型。

功能测试项主要包括:短路故障识别、接地故障识别、重合闸故障识别、自适应负荷电流以及防误动功能。这些是故障指示器所需要的最基本的功能。

按显示方式分:①翻牌显示型;②光电显示型。

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按线路供电方式分:①单电源型;②双电源型。

图3 测试系统自动测试图

故障指示器在配电网故障检测中的实际应用

1)短路、接地及重合闸故障告警功能测试

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故障指示器的基本功能包括短路、接地以及重合闸故障的识别。该测试项主要是检测故指的基本功能。测试过程如下:由服务器调整特征波形,经过功率放大器放大,从而模拟实际现场的线路故障情况,然后检测故障指示器在每个相序上是否正确动作,并在规定时间内将信息传至模拟主站,从而判断故障指示器是否具备该功能。算法流程如图4所示。

在线路上装上故障指示器,当系统发生故障时,由于从故障点到馈电点的线路都出现了故障电流,引致从故障点到馈电点之间的线路上所有的故障指示器动作,窗口显示为红色(或光闪)。从馈电点开始,沿着故障指示器动作的线路一直查找,最后一个红色(或光闪)点就是故障点。

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带通信系统的故障指示器及故障自动定位系统

图4 短路故障测试逻辑图

故障自动定位系统是基于故障指示器技术、GSM通信技术和GIS(地理信息系统)技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统,主要用于配电系统各种故障点的自动检测和定位,包括相间短路和单相接地故障检测和定位。

2)自适应负荷电流和防误动功能测试

配电控制中心的故障定位软件系统与大量现场的故障检测和指示装置配合,在故障发生后的几分钟内即可在控制中心通过与地理信息系统的结合,给出故障位置和故障时间的指示信息,同时还可以通过GSM短消息的方式将故障指示器位置信息发送到相关人员手机上。有利于维修人员迅速赶到现场,排除故障,恢复正常供电,大大提高供电可靠性,同时也大大减少故障巡线人员的数量和寻线时间,大大提高工作效率。

自适应负荷电流是指线路在不同负荷下出现故障时,故障指示器应能判别故障并遥信上报到主站,防误动功能测试项是指配网系统中由于人为或自身系统原因导致电网波动,如人工投切,变压器空载合流等。对于这种电网波动,故障指示器不应该误判为故障。

故障自动定位系统包括:故障检测探头(带动作信号远传的故障指示器)、通信终端(子站)、中心站、主站和通信系统。

测试过程如下:可在30A、100A、150A(具体可根据实际情况修改)线路负荷时给出故障特征信号,故障指示器应能正确动作并将遥信上报主站。同样信号源给出防误动特征波形并经过功率放大给到线路,故障指示器不应该误动作。

通讯系统分为:探头到子站之间的短距离通信系统、子站到中心站的GSM(手机短消息)通信系统和中心站到主站之间的串行(或网络)通信。其中探头到子站之间的短距离通信方式主要有无线(架空、电缆系统)、光纤(电缆系统)两种方式,解决了高压绝缘问题。

3)性能测试

故障检测探头就是前面介绍的各种故障指示器它能检测架空裸线、电缆线路的短路故障和单相接地故障。按照使用场合不同,使用不同型号的指示器。

国网大纲要求的电气性能主要包括短路故障起动误差,最小可识别故障电流持续时间、负荷电流误差以及接地识别率等。在实际配网系统中,接地故障较为常见,所以对不同的接地故障故障指示器应该能识别并正确动作。

除了故障指示器,相关人士认为,数据传输单元(DTU)、馈线终端设备(FTU)、配变终端设备(TTU)等配电远方终端在未来也有较大的发展空间。

4)负荷电流误差

远传型故障指示器以二遥为主,即遥信和遥测。负荷电流误差检测主要依靠遥测来进行判断,对于二遥外施型,规定负荷电流在0~100A时遥测误差应在±3A以内,负荷电流在100~600A时遥测误差应在±3%以内。具体测试流程如图5所示。

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图5 性能测试遥测精度逻辑图

5)接地故障识别率

接地故障波形较为复杂,一般是通过函数发生器模拟接地波形。但为更好模拟真实情况,可通过数据库找出以前实际线路上的接地波形,再通过服务器将波形给到特征波形发生器,从而还原真实的接地状况。接地故障一般分为金属接地,小电阻接地,弧光接地以及高阻接地,故障指示器应能对上述接地正确识别并正确动作,并将遥信事件上报主站。

6)通信测试

汇集单元一般是多通信接口。串口通信方式、网口通信方式和无线通信方式等都可作为汇集单元与主站的通信方式,所以检测的服务器有串口服务器和网络交换机,以适应不同的汇集单元通信。串口服务器主要是对通过RS-232或485的配电线路汇集单元与TCP网络的数据进行交互的传输服务。串口通信具有速率快、稳定性高、调试简单的特点,故一般在到货全检时采用串口通信的方式。但是在实际现场,多数是无线通信,所以模拟主站由网络交换机构建网络,与公网或专网进行数据交互,从而实现对汇集单元的通信检测。

7)规约测试

模拟主站下发初始化、总召以及心跳等指令,汇集单元回应并上送信息。在测试过程中汇集单元与模拟主站的通信应以密文形式传送,加密方式按国标SM2算法加密。规约测试有报文防丢失的机制,即所有的收发帧都带有确认帧,这使得检测系统更加稳定和可靠,同时也易于排查问题。

8)事件记录功能测试

通过特征波形模拟故障,汇集单元会向主站上送遥信事件,主站通过记录的遥信事件与所给特征波形的故障类型进行判别,若正确,则可认为汇集单元具备事件记录功能。

4 检测系统的特点

1)系统具有良好的兼容性和扩展性。系统可以实现配电线路故指汇集单元的多种通信协议,如平衡101协议和平衡104协议等的检测,优化了模拟主站的信息交互,同时系统能添加自定义协议,对系统升级有更好的兼容性。

2)系统可实现多信息状态的一致。系统对故障指示器的就地故障动作,远传汇集单元以及主站信息状态等实现了信息的一致,保证了故障指示器在运行状况下的信息真实性,提高了配网线路的可
靠性。

3)系统自动化程度高,人为参与少,节省了资源,提高了检测效率和其稳定性。

5 应用效果

该检测系统已对北京、深圳、山东等故指厂家生产的暂态录波型、外施信号型、暂态特征型故障指示器进行了批量检测,平均每月可实现故指检测1000余组,目前已累计检测2000余组,发现不合格故指200组左右。不合格原因主要为故障识别率低、通信异常及部分硬件损坏。实践证明,该系统可以大大提高检测效率,并保证检测质量。

结论故障指示器检测系统可以减少检测时间,提高检测效率和故指产品质量,从而提高配网维护成本和提高配网稳定性。而且该系统可以根据实际需要对方案模板进行删减,优化检测步骤,提高检测效率,对到货全检有较大的帮助。同时,该检测系统还可对模板进行自定义子功能项的添加,从而提高故障指示器的入网质量,确保配网线路的稳定运行。
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