故障指示器和故障定位系统.ppt

接地及短路故障指示器和 故障定位系统 中国电力科学研究院 北京科锐配电自动化股份有限公司 袁钦成 概述 1、故障指示器：一种安装在配电线路上指示故障电流通路 的智能装置 2、批量安装故障指示器是一种 最实用的配电自动化方案 3、科锐从 89年 率先研发 故障指示器， 90年推向市场拥 有唯一的故障指示器的原理 发明专利 、同时拥有 多项实用 新型专利 ，是中国市场的领导者 4、科锐从 1990年开始已累计销售有 100多万 只指示器，最 近几年每年都以 20 以上的速度增长， 05年 12万只、 06年 15万只， 07年已达到 19万多只 ,08年已经 20多万只 已经 向亚洲、欧洲、美国市场出口 5、 特点：准确、稳定、可靠、可带电装卸、自动复位、 免维护 配电系统故障点检测和故障定位 1、短路故障指示器的原理和应用 2、故障指示器的最新发展 （ 1）单相接地故障检测和指示 （ 2）带通信的故障远程指示和故障自动 定位系统 1、短路故障指示器原理和应用 工作原理 按工作原理分类 按工作电源分类 按卡线结构分类 按指示方式分类 故障指示器系列 SFI-2x 系列故障指示器 SFI-3x 系列故障指示器 普通导线型 SFI xA系列 母排型 SFI xB系列 电缆型 SFI xC系列 绝缘导线型 SFI xD系列 面板型： SFI xP系列 按卡线结构分类 按工作电源分类 旋转指示 LED发光指示 开关触点指示 指示方式分类 架空线型故障指示器 电 缆 型 故 障 指 示 器 母排型故障指示器 故障指示器应用 变电站出线 高压用户入口 长线路分段 电缆分支箱的进出线 环网接线开环运行系统 2、故障指示器的最新发展 （ 1）单相接地故障检测和接地故障指示器 单相接地故障检测方案方案 （ 2）故障信号远传、故障自动定位系统 （ 1）单相接地故障检测、选线 和定位技术的研究 现有方法的局限性 大多数方法要测零序电流或零序电压或比 较各出线的计算结果，这些方法不适合在 线路上（特别是架空线路）使用，只能在 变电站选出线，不能在线路上定位故障点； .适合各种方式的中性点非直接接地系统 .能直接定位故障分支和故障点 .定位准确性较高，最好在线检测 .充分利用现有成果 .性价比好，投资费用用户可接受，可大量 推广。

新方法的目标 单相接地故障检测新方法的研究 故障时在变电站中性点（或接地变的中性 点，无中性点时可接在母线上）的动态阻 性负载信号源自动短时投入 , 在变电站和现 场接地点之间产生特殊的小的信号电流 （最大不大于 40A），变电站出线和线路分 支点处安装的接地故障指示器，检测这个 电流信号，可自动动作指示，达到指示故 障的目的 系统组成： 信号源装置 +故障检测装置 主要原理： 变电站智能中阻接地法 Intelligent Medium Resistor earthed method 接 地 信 号 源 消 弧 线 圈 接地变 变电站接线示意图（接在中性点） Arc suppression coil Earthed Transformer Earthed Signal Source 接地故障检测 ( 信号源接在母线上 ) 主变 接地点 E F S - 2 信号源 FI - 3A 故障指示器 接地故障点 A C 220V L N 7 8 变 电 站 PT 6 5 4 1 2 3C B A N 故障指示 正常指示 配电自动化 北京科锐 Jun.2001 故障发生后： （ 1） 电阻信号源延时投入； （ 2） 变电站出线的故障 指示器指示出故障出线 （ k号指示器动作 ） ； （ 3） 选 线装置自动显示和记录故障出线 （ 4） 线路上故障通路 上的的故障指示器 k1-k3自动翻牌 ， 给出红色指示 。

单相接地指示器工作原理 配电自动化 北京科锐 Jun.2001 （ 1） 不仅可以选线，且可直接定位到故障分支和 故障点 （ 2） 动态阻性负载信号装置在故障后延时投入， 保证了消弧线圈可以发挥消弧作用，保证从而瞬时 性故障可以自动消除 （ 3） 永久性接地故障时在变电站短时投入阻性接 地负载 ， 不但可以产生可供检测的信号电流 ， 而且 有利于消除谐振过电压 （ 4） 不影响系统安全运行 ， 在发生接地后 ,阻性负 载只短时接入 ， 不会对运行设备产生任何不良影响 （ 5） 障指示器具有经济实用 、 使用方便 、 全户外 免维护等优点 ， 可批量安装 ， 产生较好的经济效益 和社会效益 本方案特点 配电自动化 北京科锐 Jun.2001 在现场运行的单相接地检测系统已经有 100多套运行情况良好 实例：在 2003年 12月在广西钦州安装了两 套故障定位系统，到 05年共发生 17次接地 故障， 16次准确的指示接地故障区段只 有一次是 10kV线路断线，电源侧线的断点 在杆上没有接地，负荷侧线掉在地上接地 现场运行情况 户 外 式 信 号 源 装 置 户 外 式 信 号 源 装 置 出厂前严格、科学的测试 故 障 指 示 器 自 动 测 试 控 制 台 故障指示器在生产测试过程中 规 模 化 生 产 配电自动化 北京科锐 Jun.2001 ( 2) CR - FLS 型无线通信故障自动定位系统 短路故障翻牌显示模拟 GSM通信网 短路故障无线传输模拟 GSM通信网 接地故障翻牌显示模拟 GSM通信网 接地故障信息处理过程 GSM通信网 系统构成 探头 接地故障探测信号源 子站 中心站 主站 架空探头 探测短路和接地信号 利用翻牌给出故障指示 利用无线信号传输故障信息 无线发射频率 419MHz 66位加密码，有效防止误动 工作温度： -45C85C 架空系统故障指示器安装示意图 正常状态 动作状态 架空子站 接收探头发射的故障信息调制的无线信 号并进行解调 对解调后的信号进行解密计算并判断是 否正确 将故障信息以短消息的方式发送给主站 系统 定期报告子站运行状态 对后备电源的充放电进行管理 架空子站 架空系统指示器和子站配置示意图 F I F I F I F I F I ST ST ST F I 监控 主站 中心站 G SM 网 络 架空系统子站安装示意图 电缆系统故障指示器 该产品适用于小电流接地系统或小电阻接地系 统的故障定位。

由三部分组成： 1、三个安装在相线上的 SFI-2C1O故障检测探头， 检测相间短路故障 2、一个 SFI-CT-1（用于小电阻接地系统）或 SFI- CT-2(用于小电流接地系统，与信号源配合 )零 序电流互感器，检测接地故障 3、一个安装在开关柜面板上的 FI-3P1O（或 3P20） 故障指示器，显示并传输故障信号 3、 FI-3P1O /3P2O 2、 EFI-CT-1 EFI-CT-2 1、 SFI-2C1O 特点 1、用光纤传输信号，实现一次和二次完全隔 离， 确保设备及人身安全 2、 SFI-3P1O 3P2O故障指示器上设有发光管显 示故障信号，同时具有有触点信号输出端，给 FTU或通信终端提供故障状态信号，实现故障 信息远传 3、发光信号可定时自动复位兼有手动复位 4、设自检按钮，可随时检查 SFI-3P1O故障指示 器的工作状况 5、短路故障检测探头无需设置动作值，自动跟踪 负荷电流 ，方便实用，有效避免拒动和误动 电 缆 子 站 电缆子站（通信终端）主要功能 I/O接收： 接收面板显示其或者光电转换器发过来 的故障编码信息 GSM发送：自备手机模块，自动 向中心站发送故 障编码信息 状态汇报：按设定时间间隔自动汇报子站工作状 态，确认子站处于正常运行状态 电源 ：采用 CT取电装置以线路电流为工作电源 （有交流电时以市电为工作电源），带有储能装 置保证故障停电时的信息可以可靠发送 通信接口： RS232接口，支持 101协议，可以功 能扩展和自动化升级 电缆子站参数 装置尺寸 :高 宽 厚 =430mm 265mm 135mm 装置重量 <8Kg 额定工作电源 FLS-ST/C :AC220VAC220V 20% FLS-ST/C: CTCT原边电流大于 10A 整机静态功耗 <0.04W 整机最大功耗 8W 开入量 12路 , 开入量输入脉冲宽度不小于 500毫秒 GSM模块 E-GSM/GPRS 900/1800 双频带 SIM卡 电源 3.5V 后备电池型号 SAFT LSH14 3.6V（ li-soci2） 电缆系统指示器和子站配置示意图 环网柜 环网柜 SFI 3只 EFI- CT-2 子站 故障指示器和子站安装示意图 中心站 通过 GSM接收子站发送的故障信 息 对收集信息进行分类处理 判断故障信息是否收集完全 对故障信息进行存盘和显示 向主站汇报故障信息 转发故障信息 电缆型指示器和子站安装示意图 子 站 指示器 中心站功能 实现通信管理和数据集中功能。

它向下与 各个子站通信，负责收集现场探头的故障 信息，向上与主站通信，传送所收集的数 据具备基本的通信连接、协议转换、信 息收集、缓存和处理功能具备与第三方 软件接口的功能 中心站配置 采用 32位高性能微处理器 ,主频 88MHz WINCE实时嵌入式多任务操作系统 ， 使 系统具有较强的信息处理能力和事件响 应能力 ， 4个光隔离串口 ,一个 10M以太网口 ， 便 于与其他系统互连 GSM通信盒 具有两级软硬件看门狗 ， 确保系统工作 稳定 故障定位系统中心站 主站 集 GIS（ 地理信息系统）和 MIS （管理信息系统）于一体，它既可 用来实时监测配电网络状态和故障， 并自动确定故障位置，便于电路的 维护和事故抢修，又可用来对配电 网设施进行管理，便于设施信息的 录入、查询和统计 主站 实时搜集故障指示器动作信息和网络拓 扑数据 故障指示器的动作信息和网络拓扑数据的一致性原则 故障通路和故障点的查找 纠错和补漏 GIS支撑平台 将故障点发给中心站 配电网图形编辑 创建和修改配电网网络图 ,包括电力线路、杆塔、 开关、变电站、开闭所和故障指示器 故障信息显示 系统特点 采用 GSM进行通信 ， 省去了用户的通信通 道投资费用和通信系统维护费用 架空子站 （ 通信终端 ） 采用太阳能电池作 为主电源 ， 电缆系统采用 CT （ 或市电 ） 供 电 ， 省去了 PT安装 ， 减少了投资 ， 也减少 了故障隐患 系统可以实现工厂化生产 ， 减少现场通信 调试工作 系统既可以自成体系 ， 可独立运行 ， 也可 与 GIS和 DMS系统互连 ， 实现数据共享 系统特点 -续 子站采取特殊的低功耗设计 ， 使等候功耗仅为 12mW 完善的主站容错软件 ， 使系统出现某些故障时 ， 依然能够正确判断故障位置 ， 并防止误报 GIS支撑环境 ， 使故障可以进行直观的显示 可靠的子站和中心站系统 ， 即使在主站不能正 常工作的情况下 ， 也可以保证信息不被丢失 强的抗恶劣环境性能 ， 探头和子站可以在 - 30 C70 C的环境下正常工作 工程实例 广东中山供电局故障定位系统第一期 规模： 通信子站： 500台，安装在配电房和开关站 电缆型带面板指示器： 1000多组（ 3 1000 只），带远传触点 就地指示的指示器： 2500只 主站和通信管理机： 3套 系统发展和升级方案 第一步：实现故障指示器的当地显示和面 板显示 使用现有故障指示器 第二步：实现故障指示器的远程自动定位。

通过安装基本型通信终端和中心站及主 站实现通信终端具有 GPRS通信软件的升 级功能、通信扩展板（箱）接口功能 系统发展和升级方案（续） 第三步：增加电流量监测功能，实现配电系统的 两遥功能 在需要测量电流的线路安装具有电流测量功能的 电流测量探头或新型故障指示器，它将故障指示 功能和测量功能合二为一电流测量探头具有光 纤数据输出接口，与光纤数据采集器（ ODU）采用 短距离光纤通信 ODU与主控模块通信，可装在通 信终端内，借助于已有的 GPRS通信模块与控制中 心的故障定位和 SCADA一体化平台软件通信从而 实现了系统的无缝升级 故障指示器与配电自动化系统的无缝集成 3P3O ODU 通信终端主模块 探 头 GPRS模块 I/O 故障定位 GIS SCADA一体化平台 故障定位系统后台软件全部功能 配电运行 SCADA功能 基于 GIS的配电设备管理功能 注： 软件演示 总结 科锐是国内故障指示器的先躯和领导者！ 科锐不仅可以提供短路故障指示器、也可以提供 短路、接地二合一指示器 有源二合一指示器准确性一般高于无源二合一指 示器 带远程通信的故障自动定位系统，自动化水平更 高，可以进一步提高故障巡线的效率，缩短故障 停电时间 故障定位系统可以无缝升级为实用的配电自动化 系统。

配电自动化 北京科锐 Jan 2001 谢谢！ 袁钦成 13801012850 q.c.yuancreat- 中国电力科学研究院 北京科锐配电自动化股份有限公司 。