一種快速饋線故障定位與隔離方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及輸配電領域的一種快速饋線故障定位與隔離方法。
【背景技術】
[0002]目前使用比較多的饋線控制終端主要有集中控制終端、綜合控制終端、分布式控制終端三種。無論是集中控制終端還是綜合控制終端，都需要將饋線終端裝置的信息匯總到子站或者主站去處理，這無疑增加了主站或子站的負擔，延長了故障處理的時間，一旦主站或子站出現了問題，饋線將失去控制功能，導致供電可靠性得不到保障。
[0003]隨著用戶對供電可靠性的要求越來越高，如何提高供電可靠性成為饋線控制終端的關鍵。饋線控制終端的發展趨勢是分布式就地控制模式，將故障隔離和故障識別下放到饋線終端，使得故障處理及緊急控制功能相對獨立。只有在饋線終端節點或通訊出現問題而不能正確處理故障的時候，才有主站或子站的參與，此種方式顯著的減少了主站或子站的工作量，同時由于現有智能饋線終端強大的控制功能和通訊功能，使得故障處理更加迅速，從而使得供電可靠性增加，并改善了電能質量，操作簡單，經濟實用，被廣泛的采用。然而，對于重要負荷，分布式控制終端仍然不可避免的存在故障處理時間較長，導致非故障區域短時停電，開關設備損耗大等缺陷。
【發明內容】
[0004]本發明的發明目的是為了克服現有技術的不足，提供一種快速饋線故障定位與隔離方法，其采用面保護的策略，能根據配電網中各智能饋線控制終端的故障信息綜合分析故障點位置，并采取快速隔離手段將故障限定在最小范圍內。
[0005]實現上述目的的一種技術方案是:一種快速饋線故障定位與隔離方法，包括下列步驟:
[0006]—次分閘步驟:在線路發生故障時，出線側變電站的出線保護開關跳閘，線路失壓，故障點絕緣恢復；
[0007]一次故障上報步驟:感受到故障電流的智能饋線控制終端將故障電流值上發至主站及相鄰智能饋線控制終端，并由所述主站根據各智能饋線控制終端上報的故障信息確定故障區段；
[0008]—次合閘步驟:出線側變電站的出線保護開關合閘，恢復供電；
[0009]永久性故障判定步驟:出線側變電站的出線保護開關合閘后，因故障線路再一次重合閘，啟動限時過流保護，故障電流流經的智能饋線控制終端若第二次感受到故障電流，向其它智能饋線控制終端廣播故障信號，向所述主站發送表示永久性故障的故障信號，各智能饋線控制終端同時啟動各自的故障處理程序，并記錄故障出現的次數和保護信息；
[0010]隔離步驟:故障線路兩側的分段開關切除并隔離故障線路，而健全線路由出線側變電站的出線保護開關及環網開關合閘恢復供電。
[0011]進一步的，所述隔離步驟中，在對所述故障線路進行隔離時，所述分段開關要進行多次合閘和斷開，直至故障電流消失。
[0012]進一步的，所述隔離步驟中，所述環網開關兩側的分段開關均未感受到故障電流時，所述環網開關合閘；當所述環網開關任何一側的分段開關感受到故障電流時，所述環網開關斷開。
[0013]進一步的，所述永久性故障判定步驟中，故障電流流經的智能饋線控制終端若未第二次感受到故障電流，則判定線路出現瞬時故障。
[0014]采用了本發明的一種快速饋線故障定位與隔離方法的技術方案，包括下列步驟:一次分閘步驟:在線路發生故障時，出線側變電站的出線保護開關跳閘，線路失壓，故障點絕緣恢復；一次故障上報步驟:感受到故障電流的智能饋線控制終端將故障電流值上發至主站及相鄰智能饋線控制終端，并由所述主站根據各智能饋線控制終端上報的故障信息確定故障區段；一次合閘步驟:出線側變電站的出線保護開關合閘，恢復供電；永久性故障判定步驟:出線側變電站的出線保護開關合閘后，因故障線路再一次重合閘，啟動限時過流保護，故障電流流經的智能饋線控制終端若第二次感受到故障電流，向其它智能饋線控制終端廣播故障信號，向所述主站發送表示永久性故障的故障信號，各智能饋線控制終端同時啟動各自的故障處理程序，并記錄故障出現的次數和保護信息；隔離步驟:故障線路兩側的分段開關切除并隔離故障線路，而健全線路由出線側變電站的出線保護開關及環網開關合閘恢復供電。其采用面保護的策略，能根據配電網中各智能饋線控制終端的故障信息綜合分析故障點位置，并采取快速隔離手段將故障限定在最小范圍內。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的一種智能饋線控制終端的結構示意圖。
[0016]圖2為本發明的一種智能饋線控制終端的中央通信卡的結構示意圖。圖3為本發明的一種智能饋線控制終端的中央通信卡的軟件體系示意圖。
[0017]圖4為本發明的一種智能饋線控制終端的中央通信卡的軟件體系示意圖。
[0018]圖5為本發明的一種快速饋線故障定位于隔離方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]請參閱圖1，本發明的發明人為了能更好地對本發明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結合附圖進行詳細地說明:
[0020]本發明的一種智能饋線控制終端包括ARM芯片11以及與ARM芯片11連接的DSP芯片12，ARM芯片11和DSP芯片12構成主處理器1。主處理器1通過ARM芯片11獲取浮點運算能力，而通過DSP芯片12獲取增強的DSP處理指令；同時，ARM芯片11上集成有容量為1M的片上閃存，以及容量為196K的片上SRAM存儲芯片。所述片上閃存和所述SRAM存儲芯片內的訪問周期真正達到單周期指令訪問，當ARM芯片11以400MHz速度運行時，整個主處理器1可達到510DMIPS的處理能力；此外ARM芯片11上還具有外部存儲器接口和內置外設接口。
[0021 ] ARM芯片11的外部存儲器接口上連接有容量為64M的外擴SRAM存儲芯片和容量為128M的外擴FLASH存儲芯片(圖中未顯示)，所述外擴FLASH存儲芯片可存儲記錄饋線故障事件的位置、故障遙信變位事件、保護動作事件、遙控動作事件的順序記錄，上述記錄不受掉電影響，關掉電源后仍存在。所述外擴FLASH存儲芯片具備完善的數據存儲與上送功能。所述外擴FLASH存儲芯片中可存儲不少于256條事件的順序記錄、128條遠方操作或本地操作記錄、128條裝置異常記錄等信息。
[0022]本發明的一種智能饋線控制終端還包括模擬量采集電路2，模擬量采集電路2包括電流互感器21和電壓互感器22，用于將來自線路上的強電信號不失真地轉變為強弱電信號。電流互感器21和電壓互感器22采集的強弱電信號經抗混疊濾波器23進行濾波處理后進入模數轉換芯片24進行模數轉換，然后，經過模數轉換后的數字信號被送入DSP芯片12進行處理，由于DSP芯片12采用了高速高密度的同步采樣單元和頻率跟蹤單元，使模擬量采集電路2的采集精度得到充分保證。DSP芯片12根據輸入其的數字信號，采集電壓、電流的模擬輸入，得到電流、電壓、有功功率、無功功率、相位角、頻率和相位。輸入模數轉換芯片24的模擬量信號可通過位于模數轉換芯片24上的通訊接口傳送給上位機。模擬量采集電路2的模擬量刷新率優于Is。此外DSP芯片12上還有的最多兩路直流量采集接口，直流量采集接口采用物理隔離裝置與模數轉換芯片24的輸出端隔離。
[0023]模擬量采集電路2最多支持12路交流量的采集，其中常見的為六路為交流電壓采集，六路為交流電流的米集和兩路直流量米集。
[0024]模擬量采集電路2的交流電流額定值為5A/1A，交流電壓的額定值為57.74V/220V，保護電壓的輸入范圍為0?200V/0?400V，保護電流輸入范圍為0?10A，零序電流的輸入范圍為0?10A，直流電壓的輸入范圍為0?60V。
[0025]開關量采集電路3包括連接ARM芯片11的輸入光耦隔離變換電路31，輸入光耦隔離變換電路31上的每個輸入接口都連接有一個抗干擾濾波器32，抗干擾濾波器32用于對輸入開關量進行抗干擾濾波后，輸入到輸入光耦隔離變換電路31，再由輸入光耦隔離變換電路31輸入到ARM芯片11中。ARM芯片11定期掃描開關量。為消除遙信誤報，ARM芯片11采用軟件防抖算法。輸入光耦隔離變換電路31上一共設有20個輸入接口，ARM芯片11的去抖時間范圍可在5ms?60000ms之間隨意設置，系統默認為200ms。開關量采集電路3與ARM芯片11的連接方式為有源連接或者無源連接。開關量采集電路3的輸入電源可在4V/48V/110V/220V直流或交流電源中進行選擇。
[0026]開關量輸出電路4包括連接ARM芯片11的輸出光親隔尚變換電路41，輸出光親隔離變換電路41連接繼電器，并通過所述繼電器上的常開節點輸出信號。輸出光耦隔離變換電路41上一共設有八個輸出接口，即對應繼電器的八個常開節點。所述繼電器上每個常開節點的容量為220V交流，ΙΟΑο輸出光耦隔離變換電路41的遙控保持時間為100?60000ms，默認為 200ms。
[0027]此外，ARM芯片11上設有支持基于光纖通信的MX232串口、以太網接口、ΕΡ0Μ接口，無線通信接口和電力載波通信接口，ARM芯片11上還設有支持IEC60870-5-101標準的IEC101通信接口和支持IEC60870-5-104標準的IEC104通信接口，用來與配網中心進行通
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[0028]本實施例中，所有的以太網接口都集成在中央通信卡5上，構成了本發明的一種智能饋線控制終端的核心部件，中央通信卡5的數據處理和通信管理能力決定了本發明的一種智能饋線控制終端乃至整個分布式種智能饋線控制系統的整體性能，本實施例中，中央通信卡5采用摩托羅拉公司的PowerQUICC III系列處理器MPC8540或MPC8541。中央通信卡5內設高性能嵌入式系統，如附圖2所示:
[0029]中央通信卡5能完全滿足快速模數轉換各種算法的實時計算和智能饋線控制終端對于高速通信要求。另外，內嵌于中央通信卡5的多通道中斷控制器可以用來支持故障情況下對各通信接口的實時處理請求的快速響應。中央通信卡5上的Rapid1接口和PC1-X接口可作為將來功能擴展及系統升級的預留接口。