故障指示系統(tǒng)技術(shù)交流.ppt

故障指示器和故障自動(dòng)定位系統(tǒng)交流,北京澤源惠通科技發(fā)展有限公司,1. 公司簡(jiǎn)介，產(chǎn)品簡(jiǎn)介、公司資質(zhì) 、資質(zhì)認(rèn)證 2. 現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是什么？各家公司的解決方法，本公司的解決方法主要為SY-I-II/S系統(tǒng) 3. 各家公司的解決方法的對(duì)比分析 4. SY-I-II/S系統(tǒng)作用方式與原理 5. SY-I-II/S系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明 6. SY-I-II/S系統(tǒng)組成以及SY-III/S系統(tǒng)的簡(jiǎn)介 7. 質(zhì)量承諾與服務(wù)承諾 8. 用戶報(bào)告,一.北京澤源惠通科技發(fā)展有限公司簡(jiǎn)介,二.配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀及問(wèn)題分析,三配網(wǎng)故障定位解決方案比對(duì),基于故障指示器的配網(wǎng)故障自動(dòng)定位系統(tǒng) 是最實(shí)用的配電自動(dòng)化實(shí)施方案 起源：20世紀(jì)80年代德國(guó)研發(fā)出故障指示器，用于檢 測(cè)配網(wǎng)短路故障。 我國(guó)從20世紀(jì)90年代開始學(xué)習(xí)研制。 21世紀(jì)初，遠(yuǎn)傳、單相接地故障檢測(cè)成為難題 如今：芯片技術(shù)+通信技術(shù)+計(jì)算機(jī)技術(shù)被引入到故障 檢測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)短路接地故障的檢測(cè)、定 位、處理、和故障信息通信、對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)距離 遙控、遙測(cè)、搖信。,故障指示器的分類和原理 故障指示器按指示功能分類,短路故障指示器,接地故障指示器,短路、接地二合一故障指示器,帶通信（帶遠(yuǎn)傳） 不帶通信（不帶遠(yuǎn)傳）,故障指示器按通信功能分類,SY-I-II/S系統(tǒng)特點(diǎn),1 .故障指示器內(nèi)置算法芯片、通訊芯片選線并直接定位到故障分支和故障點(diǎn)。 2.故障指示方式采取翻牌和動(dòng)態(tài)閃爍兩種方式，便于巡檢人員捕捉。 3.采用自適應(yīng)判據(jù)，無(wú)需設(shè)置閥值，內(nèi)置判據(jù)可有效防止電涌誤動(dòng)。 4.可用于架空網(wǎng)和電纜環(huán)網(wǎng)。 5.瞬時(shí)性故障可以自動(dòng)切除。 6. 短路故障檢測(cè)采取先進(jìn)的不對(duì)稱電流法實(shí)現(xiàn)， 故障檢測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)95%。 7. 永久性接地故障時(shí)在變電站短時(shí)投入阻性接地負(fù)載不對(duì)稱電流源，不但可以產(chǎn)生可供檢測(cè)的信號(hào)電流，而且有利于消除諧振過(guò)電壓。,8. 不對(duì)稱電流源不影響系統(tǒng)安全運(yùn)行，在發(fā)生接地后,阻性負(fù)載只短時(shí)接入，不會(huì)對(duì)運(yùn)行設(shè)備產(chǎn)生任何不良影響。 9. 故障指示器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站采取雙電源設(shè)計(jì)可持續(xù)工作8年免維護(hù)，成本低廉利于高密度安裝。 10.搭建網(wǎng)絡(luò)版故障定位系統(tǒng)，基于B/S架構(gòu)體系：兼容性強(qiáng)，基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、維護(hù)方便?；诮巧挠脩魴?quán)限管理，有效控制系統(tǒng)用戶權(quán)限，兼容Windows XP、Windows 7。,其它公司的配網(wǎng)故障檢測(cè)方案 故障指示器采取機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，動(dòng)作準(zhǔn)確率不高。 故障指示方式只有翻牌法，在黑夜等條件下很不利于巡檢人員捕捉。 故障指示器需要設(shè)置門閥值來(lái)進(jìn)行故障判斷，且不能防止電涌誤動(dòng)。 系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)分順時(shí)故障和永久故障。 短路故障檢測(cè)采取五次諧波法、首半波法、脈沖幅值法等被動(dòng)檢測(cè)法，準(zhǔn)確率可不理想。 使用首半波法的檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法應(yīng)用于電纜環(huán)網(wǎng) 主戰(zhàn)系統(tǒng)使用建議性主站，系統(tǒng)兼容性不理想，無(wú)法快速準(zhǔn)確的做出故障指導(dǎo)。,四. SY-I-II/S系統(tǒng)作用方式與原理,住上 開關(guān),環(huán)網(wǎng) 柜,配變,故障 指示器,故障 指示器,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站,通信網(wǎng),通信網(wǎng),配電 子站,配電 子站,通信網(wǎng),配電主站,簡(jiǎn)易型 配電自 動(dòng)化區(qū)域,系統(tǒng)構(gòu)成,系統(tǒng)構(gòu)成,故障指示器+不對(duì)稱電流源+數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站+GSM網(wǎng)關(guān)+主站+計(jì)算機(jī)系統(tǒng),SY-I-II/S系統(tǒng)運(yùn)行方式,SY-I-II/S系統(tǒng),前端檢測(cè)實(shí)現(xiàn)方式：短路、接地故障指示器,主站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式：兼容windows系統(tǒng)和ie瀏覽器，接受前端信息，并實(shí)時(shí)顯示。,信息通信實(shí)現(xiàn)方式：采取短波、gprs、光線、PLC等多種通信方式。,信息處理實(shí)現(xiàn)方式：通過(guò)無(wú)線網(wǎng)、光纖網(wǎng)等方式對(duì)故障報(bào)警信息、檢測(cè)信息、操作信息等進(jìn)行收集與發(fā)送,SY-I-II/S系統(tǒng)原理 SY-I-II/S系統(tǒng)主要用于判斷知識(shí)配電網(wǎng)線路上的相間短路和單相接地故障。核心判斷機(jī)制主要依靠故障指示器和不對(duì)稱電流源的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。,相間短路故障檢測(cè)原理,判據(jù)： 1.線路帶電運(yùn)行了一段時(shí)間 2.Isk*If 且 Is-If120A 3. 40msTs2S 4.線路停電,SY-I-II/S系統(tǒng)依靠?jī)?nèi)置判據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相間短路的判斷，并通過(guò)故障拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)故障定位指示。,單相接地故障檢測(cè)原理,（1） 單相接地故障后，中性點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)偏移電壓U0 （2） U030%U T T0（8s可整定）或準(zhǔn)電 子PT檢測(cè)到有單相接地發(fā)生 （3）采取信號(hào)注入法，故障時(shí)不對(duì)稱電流源裝置自動(dòng)（小于2s）短時(shí)注入小信號(hào)電流（小于40A） （4）故障檢測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)到95%,單相接地檢測(cè)原理：（ 使用不對(duì)稱電流法判斷） 當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，不對(duì)稱電流源內(nèi)的零序pt 檢測(cè)到故障信號(hào)，隔離開關(guān)進(jìn)行盲頭，盲頭至B相時(shí)，接地點(diǎn)、大地、電流源、線路、變電站形成回路，電流源產(chǎn)生故障電流附加脈動(dòng)信號(hào)。系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)附加信號(hào)，確定接地故障相，指示器檢測(cè)到脈動(dòng)電流信號(hào)后，作出指示動(dòng)作。,五.SY-I-II/S系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明,故障指示器技術(shù)說(shuō)明,1.采用高性能微功耗單片機(jī)作為核心處理單元 2.高速A/D采樣 3.利用無(wú)線信號(hào)傳輸故障信息 4.無(wú)線發(fā)射頻率2.4GHz：免申請(qǐng)和免使用費(fèi)的頻率 5.翻牌、閃燈作為報(bào)警指示 6.在線取能+后備鋰電池，工作8年 7.內(nèi)置動(dòng)態(tài)自適應(yīng)故障判據(jù)，實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確率，并防止電涌誤動(dòng)。,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站技術(shù)說(shuō)明,1.接收探頭發(fā)射的故障信息調(diào)制的無(wú)線信號(hào)并進(jìn)行解調(diào) 2.對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行解密計(jì)算并判斷是否正確 3.將故障信息以短消息的方式發(fā)送給主站系統(tǒng) 4.微功耗設(shè)計(jì)，待機(jī)功耗20uA 5.在線取能+后備鋰電池供電：工作6年,正常指示,故障指示,故障發(fā)生位置,故障指示系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明,1.線路帶電運(yùn)行了一段時(shí)間 2.Isk*If 且 Is-If120A 3. 40msTs2S 4.線路停電,短路特征識(shí)別法 （自適應(yīng)）,短路故障的檢測(cè),電涌電流,故障電流,時(shí)間(s),電流(A),指示器指示、隔離開關(guān)隔離故障后供電正常,35KV-10KV,Ts40ms,40msTs2S,I=0,接地故障檢測(cè)技術(shù)說(shuō)明,接地故障檢測(cè)方法,五次諧波法 電容電流脈沖幅值法 首半波法,被動(dòng)檢測(cè)法,主動(dòng)檢測(cè)法-信號(hào)注入法-不對(duì) 稱電流法,5次諧波法,單相接地故障發(fā)生后： 1.系統(tǒng)中的非線性元件（如鐵磁元件等）會(huì)有大量諧波分量產(chǎn)生。 2. 放電或故障點(diǎn)燃弧導(dǎo)致大量諧波電流產(chǎn)生。 3. 由于消弧線圈的存在，所以接地電流中基本不包含3次諧波與3次諧波的整倍數(shù)的高次諧波，這樣在發(fā)生單相故障時(shí)高次諧波中5次諧波分量就較大。 原理：檢測(cè)線路電流的5次諧波的變化情況，當(dāng)5次諧波突然增大，同時(shí)系統(tǒng)電壓下降，則判斷為發(fā)生接地故障,5次諧波法的缺點(diǎn),因此，實(shí)際線路中5次諧波的變化很難用來(lái)準(zhǔn)確的檢測(cè)單相接地故障,實(shí)際中，故障后，故障相5次諧波電流 增加的比例為：46.65%; 幾乎沒有變化的比例：41.6%； 反而減少的比例：11.75%,根據(jù)接地時(shí)暫態(tài)信號(hào)特征，采樣接地瞬間的電容電流首半波與電壓波形，比較其相位。當(dāng)采樣接地瞬間的電容電流首半波與接地瞬間的電壓相位滿足一定關(guān)系時(shí)，同時(shí)導(dǎo)線對(duì)地電壓降低，則判斷線路發(fā)生接地故障,首半波法,接地時(shí)暫態(tài)信號(hào)特征,在故障段，電壓的正半周時(shí)電容電流的首半波脈沖呈負(fù)脈沖，在電壓負(fù)半周時(shí)呈正脈沖 在非故障線路和故障線路的非故障段，正好相反，即電壓的正半周時(shí)電容電流的首半波脈沖呈正脈沖，在電壓負(fù)半周時(shí)呈負(fù)脈沖,首半波法的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：采用接地脈沖特征判斷，不需要設(shè)定閾值，適用范圍更廣 缺點(diǎn)：安裝使用有方向性要求，對(duì)于環(huán)網(wǎng)供電，當(dāng)線路倒負(fù)荷后，原來(lái)的方向就錯(cuò)了.雷擊狀態(tài)下，勿動(dòng)率高。,電容電流脈沖幅值法：,該方法是基于單相接地故障發(fā)生在相電壓接近最大值瞬間這一假設(shè)來(lái)檢測(cè)的。 1）在接地故障的瞬間，接地點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)頻率很高幅值很大的暫態(tài)電流，暫態(tài)電流分量的幅值比流過(guò)同一點(diǎn)的電容電流的穩(wěn)態(tài)值大幾倍到幾十倍； 2）在接地瞬間故障相電容電荷通過(guò)故障相線路向故障點(diǎn)放電，而故障線路分布電容、分布電感和電阻對(duì)高頻率的暫態(tài)分量具有衰減性； 3）由于所有非故障線路的暫態(tài)電流均流向故障線路，經(jīng)故障點(diǎn)回到大地，導(dǎo)致故障線路從變電站到故障點(diǎn)之間的暫態(tài)電流幅值最大。,電容電流脈沖幅值法缺點(diǎn),不支持主站系統(tǒng)和前端通信，無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障路徑模擬，閥值判據(jù)存在明顯缺陷，故障報(bào)警準(zhǔn)確率只有40%左右，無(wú)法快速準(zhǔn)確的定位故障。,我公司采取的接地故障檢測(cè)方案-不對(duì)稱電流法,不對(duì)稱電流法: 不對(duì)稱電流法檢測(cè)單接地故障的原理就是按照小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn)，通過(guò)檢測(cè)使故障線路上產(chǎn)生的不對(duì)稱電流信號(hào)的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)故障選線和故障點(diǎn)定位的。當(dāng)線路上任何一點(diǎn)發(fā)生單相接地故障時(shí)，裝在變電站內(nèi)或線路上的不對(duì)稱電流源檢測(cè)到故障信息后,首先判斷出故障相,然后對(duì)故障相施加特定信號(hào)，安裝在線路上的故障檢測(cè)裝置檢測(cè)流過(guò)本線路的特定信號(hào)，若滿足故障特征則故障檢測(cè)裝置給出報(bào)警，從而指示出故障位置。,故障發(fā)生瞬間，不對(duì)稱電流源檢測(cè)到開口三角電壓升高，準(zhǔn)電子pt檢測(cè)到故障發(fā)生，并確認(rèn)故障特征持續(xù)事件大于5秒，即控制內(nèi)部高壓交流接觸器，發(fā)出脈動(dòng)信號(hào)。,優(yōu)點(diǎn)： 1.安全性高 ：不對(duì)稱電流源產(chǎn)生的信號(hào)不影響 變電站主變、接地變、消弧線圈及線路的正常運(yùn)行（相當(dāng)于一個(gè) 阻性負(fù)荷投入和退出），不對(duì)稱電流源在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)與一次線路完全隔離。同時(shí)由于不對(duì)稱電流源產(chǎn)生的信號(hào)是低頻純阻性的 ， 還可以消除諧振 ，抑制過(guò)電壓 ，降低過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)的危害。 2.準(zhǔn)確性高：不對(duì)稱電流源使故障線路上流過(guò)具有明顯特征的電流信號(hào) ，掛在線路上的指示器檢測(cè)到該特殊信號(hào)后才會(huì)給出故障指示 ，因此該檢測(cè)方法不受系統(tǒng)運(yùn)行方式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、中性點(diǎn)接地方式的影響 ，準(zhǔn)確性極高。,變電站的PT零序電升高到設(shè)定值，并持續(xù)5s; 接地相對(duì)地電壓降低; 非故障相對(duì)地電壓升高,上圖中不對(duì)稱電流源有高壓真空開關(guān)K1、K2、K3、高壓二極管D和高壓電阻R組成，電阻R為400W。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)（如C相），不對(duì)稱電流源檢測(cè)到開口三角電壓升高到設(shè)定值（或者電子PT檢測(cè)到接地故障發(fā)生）并持續(xù)5s后，控制內(nèi)部的高壓開關(guān)(K2）閉合，這樣使高壓二極管D