一種新型配網分布式故障監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力配網故障監控技術領域，尤其涉及一種新型配網分布式故障監控系統。
【背景技術】
[0002]饋線遠方終端(FTU, Feeder Terminal Unit)是用于實現配電網架空線監控，對柱上開關進行數據處理并與區域工作站和控制中心通信的自動化設備，是饋線自動化系統與一次設備的接口部分。
[0003]申請號為201110372437.4的專利公開了一種配電站管理系統，涉及一種配電網自動化系統，包括系統主站、通信網絡和遠端現場設備，系統主站包括通信單元、服務主系統、數據庫平臺、遠程抄表單元、監控單元、管理中心和客服中心，遠端現場設備包括配電監測終端、智能剩余電流動作保護器、無功功率補償控制器和智能電能表。本發明能夠對線路與設備安全進行智能化監測、保護，對故障自動隔離、快速恢復，提供了供電區域全覆蓋的通信保障，對線路設備巡視和服務的精確定位與導航，融合了各種功能，實現了小容量、密布點、短半徑、絕緣化、智能化的低壓遠程抄表和管理功能。
[0004]申請號為201310569412.2的專利涉及電力終端領域，具體為一種配電終端運維管理系統，用現有的配網通信網絡，實現配電終端的運維管理，利用配電終端管理協議，收集配電終端設備運行狀態信息及相關的模擬量信息，按照事先制定的處理規則，對不同類別的設備運行狀態進行處理，生成相應的設備狀態報表，供設備運維人員對設備狀態進行評估，以決定檢修策略；同時，對于配網改造、擴容、修改配電終端定值等，利用本發明，運維人員可遠方對配電終端進行定值設定，免去現場維護，非常節省時間，也可以提高配電自動化系統的實用性。
[0005]申請號為201420208637.5的專利涉及電力技術領域，特別是一種智能終端配電管理系統，包括處理器、電源單元和多路串行口，所述電源單元和多路串行口均與所述處理器連接，還包括有用來采集開關、插座電流電壓信號的傳感單元，所述傳感單元通過采集執行單元與處理器連接;所述處理器還連接有內部時鐘單元和E2PR0M數據存儲單元。采用上述結構后，可以精確的檢測電源電壓、電流、功率等電氣參數，對出現電流超限運行回路做出精確判斷，并發出即時指令關閉該回路電源，提高了安全性。
[0006]通過FTU實現饋線自動化，需要在線路的開關處和配電變壓器低壓側配置饋線遠方終端FTU，以通信網絡為媒介實現遠方監測、控制及計算機管理。當配電線路正常運行時，各FTU負責采集相應開關處的運行參數信息(如電壓、電流、功率和開關位置等)，通過通信網絡將這些信息發送給遠方的控制中心，同時各FTU還負責接收控制中心下發的命令并作出相應的操作從而優化配電網的運行方式。在線路發生故障時，各FTU記錄各種故障信息并將其上傳至控制中心，經計算機系統利用一定的算法分析后確定故障位置并作出相應的恢復供電方案，發送遙控命令控制開關分合閘從而隔離故障區段并恢復非故障區段的供電；該方案能明顯減少開關動作次數，故障處理更快捷。同時，該方案對開關智能化的要求較低，因此開關方面投資也相對較低。不足之處是過分依賴通信網絡，進行遙控操作必須依靠光纖專用網絡進行通信，而目前在城市中多數電纜線路不具備敷設光纜的條件，建設時需要對線路路徑進行重新開挖，造價巨大。開關數量越多，通信網絡需要傳送的數據量就越大，也可能影響數據處理與傳輸的實時性。
[0007]“面保護”方式為了減少故障處理時間，在開關設備處的FTU上設置保護功能。在具有高速光纖網絡通信的條件下，相鄰FTU交換信息判斷故障區段，然后由FTU直接發送控制命令，控制開關動作；由于該方案相較于遠方控制方式省去了信息向遠方的控制中心傳輸與處理的過程，因此整個處理時間也大大縮短。但是“面保護”方式采用的通信方式沒有本質改變，FTU之間需要光網絡的高速傳輸速率支持。實現原理上往往沒有考慮分支線路，在處理故障時也會出現越級跳閘等問題。
【發明內容】
[0008]本發明目的在于提供一種新型配網分布式故障監控系統，結合現場配電設備的實際工況，能通過較低的成本和便捷的安裝，提高數據傳輸的靈活性，彌補電力行業工作現場的諸多不足，使故障監控系統進一步智能化、現代化和高效化。
[0009]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種新型配網分布式故障監控系統，包括FTU、聯絡模塊和故障指示器，所述FTU設置在配網主干線的分段開關和聯絡開關上，FTU之間采用光纖網絡相互通信;所述聯絡模塊設置于距離配網線路分支線最近的FTU側，所述聯絡模塊與所述故障指示器連接，所述故障指示器包括報警器以及分別與所述報警器連接的短路檢測裝置和接地檢測裝置。
[0010]所述聯絡模塊為無線自組織網模塊，包括自組織mesh的無線網絡設備。
[0011 ] 所述無線網絡設備的工作頻段為485MHZ-505MHZ。
[0012]所述FTU與所述故障傳感器實現拓撲結構連接，建立主從網絡節點關系;在所述聯絡模塊側設置的FTU為主節點。
[0013]所述聯絡模塊與所述故障指示器之間設置聯絡中繼設備。
[0014]所述聯絡中繼設備包括4G通信終端和數據加密裝置。
[0015]所述FTU連接供源模塊，所述供源模塊包括平板電容器以及與其連接的整流器、降壓轉換器、蓄電池組。
[0016]所述報警器包括聲光報警器與遠程彩信告警裝置，所述遠程彩信告警裝置包括無線GSM模塊。
[0017]本發明的具體實現方法為:新型配網分布式故障監控系統包括:FTU、聯絡模塊、故障指示器，FTU負責采集分段開關或者聯絡開關處的運行參數信息(如電壓、電流、功率和開關位置等)，以光纖通信網絡為媒介實現相鄰FTU交換信息判斷故障區段，并直接發送控制命令，控制開關動作;聯絡模塊為自組織mesh無線網絡設備，運行于485MHz-505MHz公共計量免申請頻段，支持8-32個跳頻頻點同步慢跳頻通信，網絡組態采用自組織mesh架構，單跳可實現I至2公里范圍內的傳輸距離，再加上中繼設備則傳輸距離更大；故障指示器是用來檢測短路及接地故障的設備。
[0018]在10千伏架空線路的主干線上的分段開關和聯絡開關處安置FTU，利用光纖網絡互相進行通信。在距離線路的某個分支線最近的FTU側安裝聯絡的傳輸模塊，在分支線上的分支開關上安置具有聯絡通信模塊的故障處理器，此時FTU和故障傳感器的聯絡通信模塊便建立了主從網絡節點關系(FTU側連接的聯絡模塊為主節點)，便可通過已建立的聯絡采集分支線路上分支開關的電氣量(電壓、電流、有功功率、無功功率)和故障數據。若距離較長，兩者之間可增加聯絡中繼設備。
[0019]在一條配電架空線上，若故障發生則收集該線路上每個開關處的信息。若某一開關檢測到某一相流過大于整定值的故障電流，則該開關處的FTU向相鄰開關處的FTU發送信息。信息內容包括本開關處是否檢測到故障、故障功率方向等。
[0020]若該線路上所有開關處上報的故障功率方向都指向某個主干線配電區域內部，如果此區域沒有分支線路，則可以判定故障發生在此配電區域內部。否則，若本區域內部的含聯絡模塊的FTU接收到來自某個分支開關故障指示器的故障信息，則故障發生在本配電區域的此支線部分，而主干線并沒有故障，各個分段開關的FTU不需要控制開關跳閘，只需要分支開關跳閘即可;若本區域內部的含聯絡模塊的FTU沒有接收到來自分支開關故障指示器的故障信息，則故障發生在本配電區域的主干線部分，則需要兩端分段開關進行跳閘。通過跳開故障區域內各端點處的分段開關或者分支開關，將故障隔離在故障區段內部。
[0021 ]本發明針對現有的配電自動化終端在配電網發生故障時易出現越級跳閘、大量信息影響通信可靠性、未考慮多分支線路等問題，提出了一種新型混合組網的配網分布式故障監控系統，其有益效果主要體現在:
1、本發明充分考慮配電自動化中分支線路的饋線自動化，可以實現逐級傳遞，避免越級跳閘，同時在事故發生時也可以實現有序查找，工作效率高；
2、本發明應用了多個FTU自動化終端信息設備，支撐配電自動化終端信息采集全方位覆蓋；
3、本發明通過拓撲結構的形式連接，不僅實現了大設備之間的組網，同時也支撐了聯絡與光纖網絡混合組網的推廣和應用；
4、在實際應用時，如在10千伏架空線路上的分段開關和聯絡開關直接通過光纖網絡進行配電自動化信息交互；而在位于支路上的分支開關不需要新建光纖網絡，而是通過無線自組網將電氣量和故障信息傳送給與主干線上距離最近的分段開關上FTU自帶的無線自組網通信模塊，從而此分段開關就獲取了附近支路的分支開關的配電自動化信息。如此則實現了配電自動化信息采集的全方位覆蓋，既提高了配電自動化的覆蓋區域，又避免了停電時牽扯到大范圍的用電區域，同時降低了覆蓋配電自動化設備的工程造價。
[0022]5、本發明以高速率、高可靠、低成本的聯絡和光網絡兩種通信方式傳輸支撐配電自動化信息采集全方位覆蓋的開展，既能提高數據傳輸的靈活性，又能彌補電力行業工作現場的諸多不足，使配電終端進一步智能化、現代化和高效化。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明實施例一的監控系統的組成結構圖。
[0024]圖2是本發明實施例二的監控系統的組成結構圖。
[0025]圖3是本發明故障監控混合組網模塊圖。
[0026]圖4是本發明故障監控混合組網具體實施圖。
【具體實施方式】
[0027]實施例一