多级供电网络系统中的接地故障线路的判别

1.一种应用于多级供电网络中判别接地故障系统的多级供电网络中接地故障的判别方法，该多级供电网络为N级供电网络，每级供电网络的配电段中都设置有小电流选线装置，形成第1至第N级小电流选线装置，该系统还包括接地选线逻辑控制装置，并且所述接地选线逻辑控制装置包括控制系统通信管理模块和控制系统通信逻辑处理模块，分别负责接地选线逻辑控制装置与各个小电流选线装置的通信和判断哪一级线路发生了接地故障，而且，在所述第1至第N级小电流选线装置中，第1和第2级小电流选线装置之间通过屏蔽双绞线相互连接通讯、然后第1和第2级小电流选线装置作为一个整体通过第1或者第2级小电流选线装置同接地选线逻辑控制装置进行光纤通讯，所述判别方法包括步骤：
（1）判断第N级小电流选线装置是否报警；
（2）若第N级小电流选线装置报警，则判定第N级供电网络对应的回路发生接地故障；
（3）若第N级小电流选线装置未报警，则继续判断第N-1级小电流选线装置是否报警；
（4）若第N-1级小电流选线装置报警，则判定第N-1级供电网络对应的回路发生接地故障；
（5）若第N-1级小电流选线装置未报警，则判定第N-2级小电流选线装置是否报警；
（6）持续上述步骤，直至第1级小电流选线装置，若第1级小电流选线装置报警，则判定第1级供电网络对应的回路发生接地故障，否则，返回步骤（1）；
其中，所述N是大于1的自然数。
2.如权利要求1所述的多级供电网络中接地故障的判别方法，其特征在于，在所述的接地选线逻辑控制装置和各级小电流选线装置中分别设置有光电转换接口。
3.如权利要求1所述的多级供电网络中接地故障的判别方法，其特征在于，所述接地选线逻辑控制装置和各级小电流选线装置之间的通讯协议为Modbus协议。

多级供电网络系统中的接地故障线路的判别\n技术领域\n[0001] 本发明涉及继电保护技术领域，尤其是关于工业园区或者变电站中的多级供电网络系统中的接地故障线路的判别。\n背景技术\n[0002] 中性点直接接地的系统，发生单相接地故障时，接地短路电流很大，这种系统称为大电流接地系统。一般110kV及以上的系统采用大电流接地系统。中性点不接地或者经消弧圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。\n[0003] 如图1所示，示出了一种多级供电网络系统的结构示意图。该供电系统有三级供电网络，相应的具备厂用一级配电段、厂用二级配电段、和厂用三级配电段。该供电网络系统采用小电流接地系统，当发生单相接地短路故障时，配电系统不受跳闸影响，可继续运行\n2小时，当接地线路切除后可继续供电。但是，此时应尽快查出故障线路，在现有技术中常采用接地选线装置来判断故障接地线路。因此，在每一级配电段都配置了小电流选线装置，如图1中的厂用一级小电流选线装置、厂用二级小电流选线装置1、厂用二级小电流选线装置\n2、厂用三级小电流选线装置1、厂用三级小电流选线装置2和厂用三级小电流选线装置3。\n但是，这种配置的供电网络的缺点就是接地线路的确定需要人工进行判断。因为当在第二级或者第三级供电回路发生接地故障而报警时，不仅对应的第二或者第三级选线装置发生报警，第一级供电网络的接地选线装置也会发生报警，从而不能准确地报出确切的接地线路。当第一级供电网络发生接地故障时，运行人员需要确定是否还有其他的供电段的选线装置发生报警，只有确定其它的配电段没有报警时才能确定是本供电段发生报警。如果运行人员判断失误，就会造成事故扩大的问题。\n发明内容\n[0004] 本发明就是要克服以上缺陷，对于多级供电网络接地选线装置的接地报警信号进行统一管理，然后准确判断哪一级、哪一回线路发生了接地故障，直接找出接地线路。\n[0005] 根据本发明公开的具体实施例，公开了种应用于多级供电网络中判别接地故障的系统，该多级供电网络为N级供电网络，该系统包括设置于各级供电网络的配电段中的小电流选线装置，形成第1至第N级小电流选线装置，该系统还包括接地选线逻辑控制装置，所述第1至第N级小电流选线装置分别独立地通过光纤与所述接地选线逻辑控制装置连接通讯，并且所述接地选线逻辑控制装置包括控制系统通信管理模块和控制系统通信逻辑处理模块，分别负责接地选线逻辑控制装置与各个小电流选线装置的通信和判断哪一级线路发生了接地故障。\n[0006] 根据本发明公开的实施例的应用于多级供电网络中判别接地故障的系统，在所述第1至第N级小电流选线装置中，采用第1和第2级小电流选线装置之间通过屏蔽双绞线相互连接通讯、然后第1和第2级小电流选线装置作为一个整体通过第1或者第2级小电流选线装置同接地选线逻辑控制装置进行光纤通讯的方式替代第1和第2级小电流选线装置独立地同接地选线逻辑控制装置进行光纤通讯。\n[0007] 根据本发明公开的实施例的应用于多级供电网络中判别接地故障的系统，其特征在于，在接地选线逻辑控制装置和各级小电流选线装置中分别设置有光电转换接口。\n[0008] 根据本发明公开的实施例的应用于多级供电网络中判别接地故障的系统，其特征在于，所述接地选线逻辑控制装置和各级小电流选线装置之间的通讯协议为Modbus协议。\n[0009] 本发明还公开了一种多级供电网络中接地故障的判别方法，该多级供电网络为N级供电网络，每级供电网络的配电段中都设置有小电流选线装置，形成第1至第N级小电流选线装置，所述判别方法包括步骤：\n[0010] （1）判断第N级小电流选线装置是否报警；\n[0011] （2）若第N级小电流选线装置报警，则判定第N级供电网络对应的回路发生接地故障；\n[0012] （3）若第N级小电流选线装置未报警，则继续判断第N-1级小电流选线装置是否报警；\n[0013] （4）若第N-1级小电流选线装置报警，则判定第N-1级供电网络对应的回路发生接地故障；\n[0014] （5）若第N-1级小电流选线装置未报警，则判定第N-2级小电流选线装置是否报警；\n[0015] （6）持续上述步骤，直至第1级小电流选线装置，若第1级小电流选线装置报警，则判定第1级供电网络对应的回路发生接地故障，否则，返回步骤（1）；\n[0016] 其中，所述N是大于1的自然数。该方法可应用于上述系统中。\n[0017] 本发明可以实现接地线路故障的准确选择及减轻运行人员的负担，而且可以避免运行人员误判接地线路发生事故扩大。\n附图说明\n[0018] 图1示出了一种多级供电网络系统的结构示意图；\n[0019] 图2原理性地示出了本发明的各级小电流选线装置的配置方式；\n[0020] 图3说明了根据本发明实施例的选线信号逻辑判断模块中的逻辑判断方法；\n[0021] 图4说明了接地选线逻辑控制装置与各区域的小电流选线装置之间的星形拓扑方式；\n[0022] 图5说明了一种总线拓扑结构的接地选线逻辑控制装置与各区域的小电流选线装置之间的连接方式。\n具体实施方式\n[0023] 下面通过具体的实施例来进一步说明本发明的技术方案。如图2所示，原理性地示出了本发明的各级小电流选线装置的配置方式。相对于现有技术中各级小电流选线装置独立的工作方式，在本发明的实施例中，利用计算机通讯技术，将各供电段的小电流选线装置的报警信号进行汇总、统一管理，并在计算机中建立选线信号逻辑判断模块，选线信号逻辑判断模块接收到各级小电流选线装置的报警信号后，根据逻辑判断方法来准确地确定哪一条线路发生了故障。\n[0024] 如图3所示，说明了根据本发明实施例的选线信号逻辑判断模块中的逻辑判断方法。选线信号进行判断时从最下一级的信号开始分析，当最下一级供电网络没有报警时，再判断上一级的选线装置是否报警，这样就可以一层一层地排除确定是哪一级的供电网络发生接地故障。当确定了是哪一级供电网络发生接地故障后，在该级上配置的小电流选线装置的报警线路就是对应的接地线路。逻辑判断的过程为：在开机之后，首先判断上位计算机与各级小电流选线装置的通信是否正常，若存在通信故障，则发出报警信号。根据以上的逻辑判断方法，首先从最下一级的信号开始分析，在本实施例中，一共包含三级供电网络，在其他实施例中，可以包含N（N为大于1的自然数）级供电网络。当三级小电流选线装置未报警时，再判断二级小电流选线装置是否报警，依此类推，当二级小电流选线装置未报警时，再判断一级小电流选线装置是否报警。当一级小电流选线装置也就是最高级供电网络上的小电流选线装置未报警时，继续返回判断最下一级的小电流选线装置——三级小电流选线装置是否报警，形成循环判断的过程。当第i级供电网络上的小电流选线装置报警时，就表明第i级供电网络对应的回路发生接地故障。整个判断过程如图3所示。\n[0025] 从以上的判断过程可以看出，在小电流接地系统的接地线路判断的时候，首先各区域的接地报警需要由各区域的小电流选线装置进行判别。下面说明与对图所示的配置方式相对应的硬件配置。各个区域的小电流选线装置通过图4或图5的连接方式将信号统一送至接地选线逻辑控制装置，然后通过图3的逻辑判断方式实现对接地线路的判断，接地选线逻辑控制装置对应于图2中的选线信号逻辑判断模块。并且，接地选线逻辑控制装置包括控制系统通信管理模块和控制系统通信逻辑处理模块，分别负责接地选线逻辑控制装置与各个小电流选线装置的通信和实现如图3所示的逻辑判断过程。\n[0026] 当各个厂用配电段距离都比较远的情况下，接地选线逻辑控制装置与各区域的小电流选线装置的通信最好采用星形拓扑方式、通信介质为光纤进行通信，如附图4。当个别配电段距离较近时，例如，当厂用一级小电流选线装置和厂用二级小电流选线装置距离较近时，可采用如图5中厂用一级小电流选线装置和厂用二级小电流选线装置的连接方式，通过总线拓扑方式进行通信，然后厂用一级小电流选线装置和厂用二级小电流选线装置再统一通过光纤与接地选线逻辑控制装置进行通信。\n[0027] 在图4所示的星行拓扑方式中，各级的小电流选线装置分别通过光纤独立地与接地选线逻辑控制装置进行通讯，由于采用了光纤进行通讯，因此，在接地选线逻辑控制装置和小电流选线装置上都设置有光电转换接口，以实现光电信号的互相转换。在图5所示的总线拓扑方式中，距离较近的厂用一级小电流选线装置和厂用二级小电流选线装置之间采用适合短距离通讯的屏蔽双绞线作为通讯介质，厂用一级小电流选线装置和厂用二级小电流选线装置作为一个整体通过光纤与接地选线逻辑控制装置进行通信。厂用三级小电流选线装置通过光纤与接地选线逻辑控制装置进行通信。与图4所示的拓扑方式一样，在接地选线逻辑控制装置和小电流选线装置上都设置有光电转换接口，以实现光电信号的互相转换。由于各段的小电流接地选装置的报警信号仅有该段是否报警及接地线路的序号，所以，采用Modbus协议就足以满足该系统的通信要求。\n[0028] 根据本发明的实施例，可以实现接地线路故障的准确选择及减轻运行人员的负担，而且可以避免运行人员误判接地线路发生事故扩大。