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    有重庆时时彩挣钱的吗: 一种10KV线路短路故障电压的智能识别方法.pdf

    关 键 词:
    一种 10 KV 线路 短路 故障 电压 智能 识别 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201710056887.X

    申请日:

    2017.01.25

    公开号:

    CN106771545A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 19/25申请日:20170125|||公开
    IPC分类号: G01R19/25 主分类号: G01R19/25
    申请人: 江苏大烨智能电气股份有限公司
    发明人: 高明
    地址: 211102 江苏省南京市江宁开发区将军大道223号
    优先权:
    专利代理机构: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人: 杨晓玲
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201710056887.X

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提出一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法,该方法中构建出由主CPU和检测CPU双CPU架构形成的馈线终端,通过馈线终端快速识别出10kV线路短路故障时的残压电压或瞬时电压,为馈线终端故障隔离提供闭锁条件,也可以在馈线终端外部的10kV供电电压互感器及相关检测回路发生故障时,智能诊断并提供对应的故障信息,及时提醒用户检修柱上开关成套装置,保障设备处于良好的运行状态。采用本发明,对提高就地型馈线自动化故障隔离与恢复供电的成功率起到有用的帮助,具有良好的社会效益。

    权利要求书

    1.一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法,其特征在于,所述10kV线路中设有一
    组分段点用的柱上开关,每个分段点用柱上开关两侧均设有电源PT;对于同一个柱上开关,
    其两侧的电源PT分别跨接在10kV线路A、B两相间和B、C两相间;电源PT将所在侧两相间的
    10kV线电压转换为AC220V的输出电压。
    该方法包括以下步骤:
    (1)构建馈线终端:所述馈线终端包括主CPU和检测CPU;主CPU设有交流采样回路和通
    讯接口,交流采样回路采集对应的柱上开关两侧电源PT的三相输出电压和电流;检测CPU设
    有通讯接口和两个A/D采样电路;检测CPU的两个A/D采样电路分别通过各自的电压转换电
    路与对应侧的电源PT相连,采集对应侧电源PT的输出电压;主CPU和检测CPU通过通讯接口
    交互数据;
    (2)检测CPU在上电运行时,立即进行线路故障电压计算;所述线路故障电压计算包括
    以下步骤:
    (2-1)通过自身的A/D采样电路实时采集对应侧电源PT的输出电压,获取离散化的采样
    信号;
    (2-2)检测CPU对两路采样信号分别执行以下步骤:
    通过移动平均窗对采样信号进行加权截断,并计算出每次的移动均值,移动平均窗采
    用移动平均法设置而成;取一个采样周期内最大的移动平均值Umax,如果Umax大于预设的瞬
    时电压整定值,则检测CPU生成对应侧10kV线路的瞬时加压记录;如果Umax小于预设的瞬时
    电压整定值,则检测CPU生成对应侧10kV线路的残压记录;检测CPU将瞬时加压记录或残压
    记录存入内置的非易失性存储器中;
    完成瞬时加压记录或残压记录保存后,检测CPU退出线路故障电压计算模式,进入正常
    模式;
    (2-3)进入正常模式后,检测CPU将采集到的对应侧电源PT输出电压实时上传给主CPU,
    当Umax小于预设的残压整定值,检测CPU生成失压标志并发送给主CPU,由主CPU将此失压标
    志信号上送配电主站;
    (2-4)若检测CPU在检测到生成失压标志后,该侧电压又大于预设残压整定值,则按(2-
    2)逻辑重新启动故障电压计算;
    (3)10kV线路任意一侧来电,主CPU上电运行后,通过通讯接口访问检测CPU的非易失性
    存储器,读取非易失性存储器中存储的10kV两侧的瞬时加压记录或残压记录,如果主CPU读
    取到来电侧对侧的瞬时加压记录或残压记录,则进入瞬时加压闭锁或残压闭锁状态,在瞬
    时加压闭锁或残压闭锁状态下,馈线终端禁止继电器出口合闸。
    2.根据权利要求1所述的一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法,其特征在于,所
    述10kV线路短路故障电压的智能识别方法中,采用检测CPU进行X计时;所述检测CPU进行X
    计时的步骤为:
    检测CPU一感受到来电,或从失压状态检测到来电侧电压大于残压整定值,就开始X计
    时判断;若X计时结束,电源侧没有失电,检测CPU通知主CPUX计时完成,主CPU则判定馈线终
    端的电源侧没有故障,主CPU产生信号控制合闸出口继电器动作,提供合闸能量,使对应的
    柱上开关合闸,向下一级送电;否则,主CPU进入X延时闭锁状态,此状态下禁止继电器出口
    合闸,使对应的柱上开关保持断开。
    3.根据权利要求2所述的一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法,其特征在于,还
    包括电源PT断线检测,步骤为:
    (3-1)定义主CPU的交流采样回路采集到的对应的柱上开关两侧电源PT的三相输出电
    压分别为Ua、Ub、Uc,三相电流为Ia、Ib、Ic,主CPU采样得到的10kV线路A、B两相间的线电压
    为Uabm,B、C两相间的线电压为Ucbm;检测CPU检测到的对应的柱上开关两侧电源PT的输出
    线电压分别为Uab和Ucb;
    (3-2)如果主CPU与检测CPU无法建立通讯,则主CPU判定对应的柱上开关两侧的电源PT
    都没有电或检测CPU回路有故障,此时主CPU默认Uab和Ucb都为0V;
    (3-3)若检测CPU检测到对应的柱上开关有一侧电源PT输出的线电压低于残压整定值,
    且Uabm、Ucbm都大于瞬时电压值,则判定10kV线路的电压是正常的,此时主CPU判断出对应
    柱上开关的两侧电源PT及其A/D采样回路中至少有一个出现故障,主CPU发出电源PT的PT断
    线告警信号至配网主站;
    (3-4)若主CPU采样得到的任意一相的相电流大于预设的无流值,即线路上有电流,此
    时,若检测CPU检测到对应的柱上开关有一侧电源PT输出的线电压低于残压整定值,则判定
    对应侧的电源PT及其A/D采样回路至少有一个存在故障,此时主CPU发出电源PT的PT断线告
    警信号至配网主站。
    4.根据权利要求3所述的一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法,其特征在于,还
    包括馈线终端内部自检,自检的步骤为:
    若检测CPU检测到Uab有压而主CPU检测到Uabm无压,则判定主CPU的Uabm交流采样回路
    出现故障,主CPU生成主CPU交流采样电路故障信号并发送给配网主站;若检测CPU检测到
    Uab无压而主CPU检测到Uabm有压,则判定检测CPU的Uab通道的A/D采样回路出现故障,主
    CPU生成检测CPU的A/D采样回路故障信号并发送给配网主站;
    若检测CPU检测到Ucb有压而主CPU检测到Ucbm无压,则判定主CPU的Ucbm交流采样回路
    出现故障,主CPU生成主CPU交流采样电路故障信号并发送给配网主站;若检测CPU检测到
    Ucb无压而主CPU检测到Ucbm有压,则判定检测CPU的Ucb通道的A/D采样回路出现故障,主
    CPU生成检测CPU的A/D采样回路故障信号并发送给配网主站。
    5.根据权利要求4所述的一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法,其特征在于,所
    述主CPU和检测CPU上的通讯接口为UART异步串口或SPI同步串口。

    说明书

    一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法

    技术领域

    本发明涉及智能配电网领域中就地型馈线自动化中对线路短路故障电压的检测
    技术,尤其是一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法。

    背景技术

    目前在国内就地型馈线自动化领域,应用面最广的是采用就地重合模式的馈线自
    动化技术,完成故障隔离与恢复供电的执行主体主要由电压时间型馈线终端(FTU)或类似
    产品、电磁型柱上负荷开关和双侧的电源变压器,后续将这三者简称“柱上开关成套装置”,
    电源变压器简称电源“PT”。

    现有技术中“馈线终端”采用的是在其内部采用安装二次电压互感器,它将10kV的
    PT输出的电压信号变成小电压信号,当它检出到“故障电压”后,能驱动磁保持继电器动作,
    “记忆”住曾经发生过故障电压,这样当从FTU负荷侧(非故障侧)供电时,FTU正常运行后,判
    断FTU的电源侧磁保持继电器的闭合状态,决定是否闭锁合闸,完成故障隔离与恢复供电。

    目前国家电网大力推进柱上开关一二次融合成套设备,它可应用于就地重合型馈
    线自动化,同样需要检测“故障电压”。在柱上开关一二次融合成套设备的10kV开关内部会
    安装EVT??楹虴CT???,EVT??橛糜诒浠?0kV线路上的Ua、Ub、Uc、U0,产生小电压信号,
    ECT??橛糜诮獻a、Ib、Ic电流信号变换为小电压信号。柱上开关一二次融合成套设备需要
    配置两路10kV的电源PT,为装置供电与检测“故障电压”使用。

    现有技术中采用柱上开关一二次融合成套设备通过继电器检测故障电压方案有
    以下缺陷:

    1)FTU无法判断10kV的电源PT是否故障,无法及时预警,因为FTU是通过EVT??椴?br />集10kV电压信号,它的电压信号是正常的,无法检测到PT的故障,就会造成线路短路故障
    时,FTU无法实现故障隔离;

    2)采用继电器方案无法检测到FTU内部硬件检测回路的故障,发生此种情况,FTU
    也无法实现故障隔离;

    3)由于FTU内部空间比较紧张,如果采用继电器检测方案,则硬件回路复杂,调试
    复杂,安装空间紧张,尤其是罩式FTU的内部空间更为紧张;

    发明内容

    为解决上述技术问题,本发明提出一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法,
    该方法既适用于柱上开关一二次融合成套设备的馈线终端,也适用常规的电压时间型馈线
    终端。

    为实现上述技术效果,本发明所采用的技术方案为:

    一种10kV线路短路故障电压的智能识别方法,所述10kV线路中设有一组分段点用
    的柱上开关,每个分段点用柱上开关两侧均设有电源PT;对于同一个柱上开关,其两侧的电
    源PT分别跨接在10kV线路A、B两相间和B、C两相间;电源PT将所在侧两相间的10kV线电压转
    换为AC220V的输出电压。

    该方法包括以下步骤:

    (1)构建馈线终端:所述馈线终端包括主CPU和检测CPU;主CPU设有交流采样回路
    和通讯接口,交流采样回路采集对应的柱上开关两侧电源PT的三相输出电压和电流;检测
    CPU设有通讯接口和两个A/D采样电路;检测CPU的两个A/D采样电路分别通过各自的电压转
    换电路与对应侧的电源PT相连,采集对应侧电源PT的输出电压;主CPU和检测CPU通过通讯
    接口交互数据;

    (2)检测CPU在上电运行时,立即进行线路故障电压计算;所述线路故障电压计算
    包括以下步骤:

    (2-1)通过自身的A/D采样电路实时采集对应侧电源PT的输出电压,获取离散化的
    采样信号;

    (2-2)检测CPU对两路采样信号分别执行以下步骤:

    通过移动平均窗对采样信号进行加权截断,并计算出每次的移动均值,移动平均
    窗采用移动平均法设置而成;取一个采样周期内最大的移动平均值Umax,如果Umax大于预设
    的瞬时电压整定值,则检测CPU生成对应侧10kV线路的瞬时加压记录;如果Umax小于预设的
    瞬时电压整定值,则检测CPU生成对应侧10kV线路的残压记录;检测CPU将瞬时加压记录或
    残压记录存入内置的非易失性存储器中;

    完成瞬时加压记录或残压记录保存后,检测CPU退出线路故障电压计算模式,进入
    正常模式;

    (2-3)进入正常模式后,检测CPU将采集到的对应侧电源PT输出电压实时上传给主
    CPU,当Umax小于预设的残压整定值,检测CPU生成失压标志并发送给主CPU,由主CPU将此失
    压标志信号上送配电主站;

    (2-4)若检测CPU在检测到生成失压标志后,该侧电压又大于预设残压整定值,则
    按(2-2)逻辑重新启动故障电压计算;

    (3)10kV线路任意一侧来电,主CPU上电运行后,通过通讯接口访问检测CPU的非易
    失性存储器,读取非易失性存储器中存储的10kV两侧的瞬时加压记录或残压记录,如果主
    CPU读取到来电侧对侧的瞬时加压记录或残压记录,则进入瞬时加压闭锁或残压闭锁状态,
    在瞬时加压闭锁或残压闭锁状态下,馈线终端禁止继电器出口合闸。

    进一步的,所述10kV线路短路故障电压的智能识别方法中,采用检测CPU进行X计
    时;所述检测CPU进行X计时的步骤为:

    检测CPU一感受到来电,或从失压状态检测到来电侧电压大于残压整定值,就开始
    X计时判断;若X计时结束,电源侧没有失电,检测CPU通知主CPU X计时完成,主CPU则判定馈
    线终端的电源侧没有故障,主CPU产生信号控制合闸出口继电器动作,提供合闸能量,使对
    应的柱上开关合闸,向下一级送电;否则,主CPU进入X延时闭锁状态,此状态下禁止继电器
    出口合闸,使对应的柱上开关保持断开。

    进一步的,还包括电源PT断线检测,步骤为:

    (3-1)定义主CPU的交流采样回路采集到的对应的柱上开关两侧电源PT的三相输
    出电压分别为Ua、Ub、Uc,三相电流为Ia、Ib、Ic,主CPU采样得到的10kV线路A、B两相间的线
    电压为Uabm,B、C两相间的线电压为Ucbm;检测CPU检测到的对应的柱上开关两侧电源PT的
    输出线电压分别为Uab和Ucb;

    (3-2)如果主CPU与检测CPU无法建立通讯,则主CPU判定对应的柱上开关两侧的电
    源PT都没有电或检测CPU回路有故障,此时主CPU默认Uab和Ucb都为0V;

    (3-3)若检测CPU检测到对应的柱上开关有一侧电源PT输出的线电压低于残压整
    定值,且Uabm、Ucbm都大于瞬时电压值,则判定10kV线路的电压是正常的,此时主CPU判断出
    对应柱上开关的两侧电源PT及其A/D采样回路中至少有一个出现故障,主CPU发出电源PT的
    PT断线告警信号至配网主站;

    (3-4)若主CPU采样得到的任意一相的相电流大于预设的无流值,即线路上有电
    流,此时,若检测CPU检测到对应的柱上开关有一侧电源PT输出的线电压低于残压整定值,
    则判定对应侧的电源PT及其A/D采样回路至少有一个存在故障,此时主CPU发出电源PT的PT
    断线告警信号至配网主站。

    进一步的,还包括馈线终端内部自检,自检的步骤为:

    若检测CPU检测到Uab有压而主CPU检测到Uabm无压,则判定主CPU的Uabm交流采样
    回路出现故障,主CPU生成主CPU交流采样电路故障信号并发送给配网主站;若检测CPU检测
    到Uab无压而主CPU检测到Uabm有压,则判定检测CPU的Uab通道的A/D采样回路出现故障,主
    CPU生成检测CPU的A/D采样回路故障信号并发送给配网主站;

    若检测CPU检测到Ucb有压而主CPU检测到Ucbm无压,则判定主CPU的Ucbm交流采样
    回路出现故障,主CPU生成主CPU交流采样电路故障信号并发送给配网主站;若检测CPU检测
    到Ucb无压而主CPU检测到Ucbm有压,则判定检测CPU的Ucb通道的A/D采样回路出现故障,主
    CPU生成检测CPU的A/D采样回路故障信号并发送给配网主站。

    进一步的,所述主CPU和检测CPU上的通讯接口为UART异步串口或SPI同步串口。

    有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优势:

    (1)与继电器方案相比,本发明可以智能自检出电源PT断线,及时提醒用户检修柱
    上开关成套装置,保障“馈线终端”处于良好的运行状态,对提高就地型馈线自动化故障隔
    离与恢复供电的成功率起到有用的帮助,具有良好的社会效益。

    (2)与继电器方案相比,本发明能够检测到更低的残压值,因为使磁继电器动作所
    需残压值要更高一些。因此本发明提高“故障电压”闭锁的检出率,也就提高就地型馈线自
    动化故障隔离与恢复供电的成功率。

    (3)可以通过主CPU调整检测CPU的残压定值或瞬时电压定值,而采用继电器方案
    的馈线终端,必须修改硬件参数才能进行调整,非常不便;

    (4)生产调试时可以通过观察两路电源PT的电压值,非常方便确定检测CPU的相关
    硬件回路是否正常,而继电器方案受硬件参数的影响,需要调校阻值,并且观测结果不直
    观。

    (5)提高X计时的准确性。由于“检测CPU”快速启动,软件功能单一,因此采用本发
    明,X计时准确。而采用单一CPU架构的FTU会因为软件功能调整,电源启动的离散性等因素
    影响到FTU启动的时间,从而影响到X计时的准确性。

    附图说明

    图1为馈线终端采样回路示意图;

    图2为10kV配电网一次接线示意图;

    图3为馈线终端进行线路故障电压检测的双CPU架构原理示意图。

    具体实施方式

    下面结合附图对本发明作进一步说明。

    图2所示为10kV配电网一次接线示意图,以图2简单说明10kV线路短路故障电压检
    测技术,图2中CB1、CB2为两处变电站的重合器,S为分段点的柱上开关,L为环网点的柱上开
    关。

    在10kV线路送电前,环网点柱上开关处于分闸状态,图2中10kV线路上A侧与B侧都
    没有电。10kV线路送电开始,CB1合闸,FTU1经过X计时(一般为7秒)判断,确定电源侧没有故
    障(即没有来电后马上停电),发出合闸命令。如图2,此时柱上开关合在短路点A1上。此时
    FTU2靠近A1点的PT感受到的电压存在两种可能值,假设该PT接在Uab上,如果是AB相间短
    路,Uab电压会下降比较大,此短路状态下PT的电压值较低,为残压;如果是其它相间短路,
    则Uab电压下降不大,此短路状态下PT的电压较高,为瞬时电压。在A1点发生短路时,CB1马
    上跳闸,整个10kV线路一直到B侧都会失电。

    对于FTU2,它会检测到有个上电变化过程,一来电马上又失电,因此FTU2认为在它
    A侧有短路点,FTU2进入闭锁合闸状态,这样在环网点的FTU合闸从另外一侧送电时,FTU2就
    有不会合闸合在A1短路点上,从而可以恢复从FTU2到环网点的线路供电。

    在本实施例中把此时A1点短路时的残压或瞬时电压以下统称为“故障电压”,把具
    有就地重合馈线自动化功能的馈线终端简称为“馈线终端”或“FTU”。

    一般FTU采用蓄电池或超级电容作为后备电源。如果采用蓄电池作为后备电源,一
    般需要上电激活蓄电池管理??椴拍苁褂眯畹绯匚狥TU供电;如果采用超级电容作为后备
    电源,需要有AC220V电源为超级电容管理??楣┑绮拍芪狥TU供电,或完成对超级电容模组
    的充电,超级电容才能作为后备电源为FTU供电。

    因此在10kV线路送电前,一般线路上所有的FTU是没有电,不能正常运行。在10kV
    送电过程中,如果线路上有短路故障点,变电站的重合器速断?;ざ魈?,在100ms以内
    就可能跳开变电站的10kV出线开关,如上图的FTU2,它只有几十毫秒的时间检测电源电压
    的变化,而蓄电池管理??榛虺兜缛莨芾砟?槭粲诳氐缭?,它运行启动的时间就有几
    百毫秒,此时FTU的主CPU在这么短的时间内是无法正常运行,无法检测到故障电压。另外如
    果送电侧的PT所接的相间发生短路,则线路电压极有可能低于80%额定电压,这会造成FTU
    的开关电源无法启动,也就谈不上由主CPU来检测故障电压。

    为解决上述技术问题,本发明对现有技术做出以下几方面的改进:

    (一)“馈线终端”硬件方案上采用主CPU与检测CPU的双CPU的架构设计。

    图3为馈线终端进行线路故障电压检测的双CPU架构原理示意图。检测CPU回路的
    外部供电电源正常电压为AC220V,由10kV电源PT提供。该供电电源通过T1电压互感器,经过
    全波整流桥回路后,给电解电容C1充电,再经过一个二极管后给电解电容C2充电,电解电容
    C2的电压经过宽输入范围的DC/DC??槲妊购笪凸腃PU提供3.3V工作电源。图3中电
    解电容C1上的电压经过电压电阻分压后,接入CPU的A/D采样回路,该电压作为的检测10kV
    线路瞬时电压或残压的信号源。在外部供电电源失电后的情况下,电解电容C2所储备电量
    为检测瞬时电压或残压并保存数据提供后备电源。检测CPU的供电电源为线性电源方案,T1
    电压互感器在供电电压范围在低于残压时也能正常为检测CPU提供供电能量,并且采用宽
    输入范围的DC/DC???,因此它可以正常采样到残压电压到2倍额定电压的电压。

    “馈线终端”需要配置2只10kV电源PT,图3中只描述了一侧PT的检测回路,另外一
    侧PT的检测回路与此相同,该侧检测电压进入检测CPU的另一个A/D采样通道,因此略过。双
    CPU采用UART异步串行通讯接口进行数据交换,也适用SPI同步串行通讯接口。

    馈线终端采样回路示意图如图1所示,主CPU的硬件回路同样具备UART或SPI通讯
    串口,另外还配有独立的交流采样回路,可以采集并计算出10kV线路的Ia、Ib、Ic电流与线
    电压Uab、Ucb以及U0零序电压,完成馈线终端的主要功能,它与检测CPU通过UART异步串口
    通讯方式或SPI同步串口通讯方式交换数据。

    (二)采用检测CPU进行故障检测

    采用检测CPU直流电压A/D采样的手段来检测瞬时电压或残压,并将检测结果保存
    在非易失性存储器中,如果“馈线终端”的电源侧有短路故障,变电站重合器跳闸后,检测
    CPU可能会失电而停止工作。在就地重合模式的馈线自动化方案下,会从“馈线终端”的负荷
    侧恢复供电,负荷侧的10kV的PT来电后,检测CPU又可以正常运行时,此时可从非易失性存
    储器中读取上次电源侧检测到的“故障电压”记录,由于负荷侧没有线路故障,主CPU可以正
    常运行,它可通过通讯方式从检测CPU获取到电源侧的“故障电压”记录,“馈线终端”根据
    “故障电压”记录产生瞬时加压闭锁或残压闭锁,闭锁FTU合闸,从而达到隔离故障与恢复供
    电的目的。

    上述的检测CPU工作步骤如下:

    1)电源PT的输出电压采用“移动平均窗”方法计算,对移动窗内的直流电压值的A/
    D采样值计算平均值,移动窗为10ms。这是由于该直流电压是将电源PT的工频电压信号经过
    桥式整流方式产生,有小幅的10ms半波脉动特性;直流采样时间间隔不大于1ms。采用10ms
    移动窗平均而不是20ms移动窗平均,这个方法既保证了采样精度,也提高直流电压的计算
    速度。

    2)检测CPU需设置瞬时电压与残压整定值,默认按瞬时电压整定值为80%Un和残
    压整定值为30%Un配置在检测CPU内,可以通过主CPU通讯方式重新设置定值。

    3)检测CPU在上电运行时,立即进入“故障电压”计算模式,采用“移动平均窗”方法
    计算“故障电压”,经过一周波20ms的多次移动平均窗方法计算,取其中最大值作为线路故
    障电压性质的判断,如果大于瞬时电压整定值,设置瞬时加压记录;如果小于瞬时电压整定
    值,设置残压记录。将此类记录作为“故障电压”记录立即保存在非易失性存储器中,然后退
    出“故障电压”计算模式,进入正?!霸诵械缪埂奔扑隳J?。

    4)10kV线路正常运行情况下,若突然发生短路,变电站重合器会有一个跳闸与重
    合闸的过程,此时检测CPU有可能没有由于停电而不工作,检测CPU在检测到线电压低于残
    压定值后,重新进入“故障电压”计算模式,一旦重合器重合闸,会新产生“故障电压”记录并
    保存在非易失性存储器中。

    5)检测CPU在进入正?!霸诵械缪埂奔扑隳J胶?,一直采用“移动平均窗”方式实时
    采样计算对应柱上开关双侧的电源PT的输出电压信号,并将实时电压值提供给主CPU;当任
    意一侧的电源PT的输出电压低于残压整定值时,检测CPU产生失压标志并提供给主CPU,主
    CPU向配电主站发出告警信号。

    (三)由检测CPU进行就地重合模式下的来电合闸时的X计时判断,确保X计时的精
    确性。

    X计时闭锁判断是“馈线终端”判断电源侧有没有短路故障方法,如果各分段开关
    的“馈线终端”的X计时不准确,有可能会影响10kV主网与分支网的“馈线终端”X计时的时序
    配合,因此“馈线终端”的X计时有一定的准确性要求。

    由于为主CPU提供电源的蓄电池管理??榛虺兜缛莨芾砟?榧捌浜蠖说腄C/DC
    ??槎际粲诳氐缭?,每一个电源??樯系缙舳潭加屑赴俸撩?,各电源??榈钠舳?br />性还有一定差异,因此如果由主CPU进行X计时判断,则从电源PT来电开始进行X计时,则X计
    时结束的时间会有一定的离散性。

    由于检测CPU的供电电源为线性电源方式,可以达到十几毫秒的快速启动,由它进
    行X计时,保证X计时的精确性。

    本实施例中,采用检测CPU进行就地重合模式下的来电合闸时的X计时判断,步骤
    为:检测CPU一感受到来电,或从失压状态检测到来电侧电压大于残压整定值,就开始X计时
    判断;若X计时结束,电源侧没有失电,检测CPU通知主CPU X计时完成,主CPU则判定馈线终
    端的电源侧没有故障,主CPU会产生信号控制合闸出口继电器动作,提供合闸能量,使对应
    的柱上开关合闸,向下一级送电;否则,主CPU进入X延时闭锁状态,此状态下禁止继电器出
    口合闸,使对应的柱上开关保持断开。

    (四)通过主CPU进行电源PT断线检测

    定义Uab、Ucb为由检测CPU采样并计算产生的电源PT上的线电压;Uabm、Ucbm由主
    CPU通过由柱上开关内部EVT??樘峁┑腢a、Ub、Uc计算产生;Ia、Ib、Ic由主CPU通过由柱上
    开关内部ECT??樘峁┑南嗟缌餍⌒藕偶扑悴?;Ucy为残压整定值;Ussdy为瞬时电压定
    值;Iwl为线路无流定值。

    主CPU进行电源PT断线检测的步骤如下:

    1)如果主CPU与检测CPU无法建立通讯,说明两侧PT都没有电或检测CPU回路有故
    障,因此主CPU默认Uab和Ucb都为0V。

    2)在检测CPU检测到有一侧电源PT输出的线电压低于残压整定值Ucy,而主CPU采
    样计算得到Uabm、Ucbm都大于瞬时电压值,说明10kV的电压是正常的,因此主CPU判断出对
    应柱上开关的两侧电源PT及其A/D采样回路中至少有一个出现故障,主CPU发出电源PT的PT
    断线告警信号至配网主站。

    3)若主CPU采样得到的任意一相的相电流大于预设的无流值,即线路上有电流,说
    明对应的柱上开关是合闸状态,10kV线路正常运行,其双侧电源PT应正常工作;如果检测
    CPU判断到有一侧电源PT的输出线电压低于残压整定值Ucy,说明电源PT及A/D采样回路也
    是至少有一路是不正常的,此时主CPU发出电源PT的PT断线告警信号至配网主站。

    本发明尤其适用于不采用EVT和ECT的常规“馈线终端”的场合。在此场合下,如果
    电源PT损坏后,主CPU计算的Uabm或Ucbm也是不正常的,因为它采集的也是电源PT的电压信
    号,因此主CPU判断PT断线的电压判据就失效了,此时相电流判据就起作用了。因此对于带
    EVT??楹筒淮鳨VT??榈摹袄∠咧斩恕倍际视帽綪T断线检测算法,都可检测出电源PT回路的
    故障并告警。

    对于不采用EVT和ECT??榈摹袄∠咧斩恕?,由于Uabm、Ucbm由主CPU的常规的电磁式
    电压互感器产生,通过比对Uabm、Uab和Ucbm、Ucb的电压值,可以检查出“馈线终端”内部电
    源电压检测回路的硬件故障。

    因为Uab、Uabm或Ucb、Ucbm采样的都是同一侧的PT,因此可以互为自检FTU内部的
    电压回路,比如Uab有压而Uabm无压,则说明主CPU的交流采样回路故障;Uab无压而Uabm有
    压,则说明检测CPU的A/D采样回路故障。具体检测步骤为:

    若检测CPU检测到Uab有压而主CPU检测到Uabm无压,则判定主CPU的Uabm交流采样
    回路出现故障,主CPU生成主CPU交流采样电路故障信号并发送给配网主站;若检测CPU检测
    到Uab无压而主CPU检测到Uabm有压,则判定检测CPU的Uab通道的A/D采样回路出现故障,主
    CPU生成检测CPU的A/D采样回路故障信号并发送给配网主站;

    若检测CPU检测到Ucb有压而主CPU检测到Ucbm无压,则判定主CPU的Ucbm交流采样
    回路出现故障,主CPU生成主CPU交流采样电路故障信号并发送给配网主站;若检测CPU检测
    到Ucb无压而主CPU检测到Ucbm有压,则判定检测CPU的Ucb通道的A/D采样回路出现故障,主
    CPU生成检测CPU的A/D采样回路故障信号并发送给配网主站。

    以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人
    员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应
    视为本发明的?;し段?。

    关于本文
    本文标题:一种10KV线路短路故障电压的智能识别方法.pdf
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