配电架空线路故障定位及在线监测(控)系统技术规范书

1.5.3 过流 雷击、外破、线路瞬时故障等原因，造成线路瞬时过流跳闸，但又恢复
正常供电,没有造成永久短路。 其故障判据与永久性故障判据一致。瞬时性 故障动作以后，可以通过主站系统遥控复归，不必等到 24 小时以后才定时 复归。 1.5.4 瞬时性接地故障查找
对于架空线路，通过数字故障指示器捕捉并主动上报瞬时性接地和间歇 性接地故障的首半波接地暂态接地电流电流、线路对地电压，以便人工参与 分析、判断故障位置，及时排除隐患。
遥控正确率＞99.99％
LPK-DCU3 工业卡 工业卡
技术协议
81 只 13 台
13 1 1 1 1
备注： 1、1 台数据采集器标配 3～9 只“四遥”数字故障指示器，特殊场合可配 30 只。 2、如果线路平均负荷电流低于 30A，须将本地无线发射功率设置为 11dbm。此时， 本地无线组网可靠通信距离（半径）为 30～60 米，空旷、没有无线干扰场合下 可达 60～100 米。 3、如果线路平均负荷电流高于 30A，可将本地无线发射功率设置为 20dbm。此时， 本地无线组网可靠通信距离（半径）为 60～100 米，空旷、没有无线干扰场合下 可达 100～300 米。 4、主站硬件根据在线监测（控）点的具体数量进行灵活配置。
《配网自动化系统远方终端》
7）《农网自动化及通信系统建设技术指导意见（试行）》（2002 年） 国 家电力公司农电部 [农电 2002-32 号]
8）《国家电网公司县城电网建设与改造技术导则》（2003 年） 国家电 力公司农电部、科技部
9）《配电系统自动化规划设计导则》 中国电机工程学会城市供电专业 委员会
技术协议
配电架空线路故障定位及在线监测（控）系统 技术规范书
批准： 审核： 拟制：
第 1 页 共 13 页
总则
技术协议
1．本“规范书”明确了某城市供电公司 10kV 配电架空线路故障定位及在线监测
（控）系统的技术规范。
2．本“技术规范书”与商务合同具有同等的法律效力。
1.1 系统概述
配电线路传输距离远，支线多、大部分是架空线和电缆线，环境和气候 条件恶劣，外破、设备故障和雷电等自然灾害常常造成故障率较高。一旦出现故 障停电，首先给人民群众生活带来不便，干扰了企业的正常生产经营；其次给供 电公司造成较大损失；再者一条线路距离较长，分支又多，呈网状结构，查找故 障，非常困难，浪费了大量的人力，物力。
故障定位及在线监测（控）系统还可以提供瞬时性短路故障、瞬时性和间歇 性接地故障的在线监测和预警功能，以及故障后事故分析和总结功能。
1.2 总体要求 1.2.1 当线路正常运行时：系统能够及时掌握线路运行情况，并将线路负 荷电流、首半波暂态接地电流电流、线路对地电压等线路运行信息和太 阳能充电电压、电池电压等设备维护信息处理后发送至主站，在主站能 够方便地查询有关实时信息和历史数据。为及时掌握线路故障前的运行
第 6 页 共 13 页
（1）线路正常运行（有电流，或有电压）超过30秒钟
技术协议
（2）线路中有突然增大的杂散电容放电电流，并超过设定的接地故பைடு நூலகம்检测
参数（接地电流增量定值）
（3）接地线路电压降低，并超过设定的接地故障检测参数（线路对地电压
下降比例、对地电压下降延时）
（4）接地线路依然处于供电（有电流）状态
以上四个条件同时满足时，数字故障指示器判断该位置后面有单相接地故
障。
对于三相电缆线路，可以通过监测稳态零序电流大小来检测单相接地故 障，同时通过“捕捉”暂态零序电流的大小来辅助判断单相接地故障。三相电 缆接地故障判据为：
（1） 零序电流速断或过流启动（两段式）：0～60A/0～9.99S（在 线可设）；出厂默认参数为速断 10A/500ms、过流 5A/1S。 （2） 暂态零序电流增量启动：0～100A/0.01～3ms（在线可设），本 地不指示，只上报接地故障电流。出厂默认参数为零序暂态电流增量 为 30A。
13）《配电线路故障指示器技术规范》（2010 年） 国家电力公司农电部、 科技部
1.5 工作原理
系统应采用以下原理工作，当线路发生故障时，线路中会流过稳态和暂 态故障电流并且线路电压会发生改变，根据这些暂态现象可以判断该位置的 线路是否发生故障。 1.5.1 永久性相间短路故障检测判据
线路发生相间永久性短路时，相当于两个电源直接短接，变电站和故障 点连接的回路上会流过很大的电流，同时变电所的继电保护装置会按照速 断、过流定值启动保护，使得线路跳闸断电。
第 4 页 共 13 页
IEEE-------美国电气电子工程师协会标准
技术协议
EIA--------电子工业协会标准
GB---------中华人民共和国国家标准
DL---------中华人民共和国电力行业标准
1.4.3 数字故障指示器符合如下标准要求：
GB/T 11022—1999 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求
对于电缆线路，通过数字故障指示器捕捉并主动上报瞬时性接地和间歇 性接地故障的暂态零序电流、电缆头对地电压，以便人工参与分析、判断故 障位置，及时排除隐患。
第 7 页 共 13 页
技术协议
1.6 主站系统
主站系统主要实现数据采集与控制 SCADA、馈线自动化 FA、故障定位 FLS、 远程浏览 WEB、与其它系统（GIS 等）接口功能。 1.6.1 功能要求
在线监测单元 “四遥”数字故障指示器
LPK2-A
数据采集器（不带开关遥控、遥信） LPK-DCU1
远程通信终端 GPRS 通讯 SIM 卡 SMS 通 讯 SIM 卡 主站静态 IP 或 动态域名
DCU1 端口号
WEB 端口号
数据采集器（带开关遥控、遥信）
中国移动（包月 20M 流量）
中国移动（包年 200 条短信） 供电公司服务器对外 IP 地址或电话线 ADSL 在供电公司服务器或 ADSL 路由器上开 通 在供电公司服务器或 ADSL 路由器上开 通
备注：1 个监测点=若干个在线检测单元和 1 台远程通信终端。
分类 主站系统
配电线路故障定位及在线监测（控）系统设备配置清单
名称 主站软件（SCADA/FA-WEB）
型号 LPK-1000
主站硬件（DELL 380MT）
主站短信猫（LPK-CM310）
第 3 页 共 13 页
数量 1套
UPS 不间断电源(1kVA/2h)
《电力系统调度自动化设计技术规程》
2）DL 5002-91
《地区电网调度自动化设计技术规程》
3）DL/T 635-1997 《县级电网调度自动化系统功能规范》
4）DL/T 789-2001 《县级电网调度自动化系统实用化要求及验收》
5）DL/T814-2002
《配网自动化系统功能规范》
6）DL/T721-2000
1.6.1 主要性能 1.6.1.1 主站系统容量 数字量 模拟量 累加量 遥控量
10000 10000 10000 1000
第 8 页 共 13 页
虚拟量
10000
转发量
10000
监测（控）点数量 254
1.6.1.2 主站系统可靠性
遥测合格率＞98%
遥信准确率＞99%
永久性短路故障采用自适应负荷电流的过流突变判据时，应有 4 个条件： （1）线路正常运行（有电流，或有电压）超过30秒钟 （2）线路中出现100A以上的突变电流，或者超过设定的短路故障检测参 数（标准的速断、过流定值） （3）大电流持续时间不超过10秒钟，即0.02s≤△T≤10S，△T为电流突 变时间 （4）10秒钟后线路处于停电（无流、无压）状态 以上四个条件同时满足，数字故障指示器判断该位置的线路后出现永久 性或瞬时性短路故障。 1.5.2 单相接地故障检测判据 线路发生单相接地时，根据不同的接地条件（例如金属性接地、高阻接 地等），会出现多种复杂的暂态现象，包括出现线路对地的分布电容放电电 流、接地线路对地电压下降、接地线路出现 5 次和 7 次等高次谐波增大，以 及该线路零序电流增大等。 综合以上情况，架空线路的单相接地判据如下：
第 2 页 共 13 页
技术协议
状态，保证线路正常运行，避免事故发生，并为在线调整故障检测参数 提供技术手段。 1.2.2 当线路发生故障时：系统能够及时判断出短路、过流和接地故障点， 并将动作信号、短路动作电流、首半波暂态接地电流、线路对地电压、 接地动作电流等故障信息处理后发送至主站，在主站能购方便地查询有 关历史数据和故障信息。为方便快捷查找故障点，避免了事故进一步扩 大。 1.2.3 故障定位应准确，不应有误动和拒动。当误发或拒发动作信号时， 可在线调整数字故障指示器的故障检测参数，并通过主站收集到的故障 电流、电压历史曲线来辅助分析判断故障的位置。 1.2.4 主站软件应运行可靠，使用简单，维护方便。 1.2.5 现场设备采用太阳能电池板或开口 CT 取电，运行稳定可靠。 1.2.6 实时运行数据（历史曲线）和故障信息（SOE 记录）可以在电脑上查 询，也可以在手机上获悉故障定位信息，也可以在现场确认，整个系统 的运行应能够保持各方获得的信息一致，并且符合实际情况。 1.2.7 根据用户需要，可以加装无线温度传感器，可以在线监测导线（接 头）的运行温度。
1.4 标准和规范
1.4.1 除本技术规范书特别规定外，供应商所提供的设备均按下列标准和规定 进行设计、制造、检验和安装。 1.4.2 本技术规范书是参照以下标准制定的，投标的系统和设备符合本技术规 范的要求，本技术规范未作规定的要求按照下述标准执行。
ISO--------国际标准化组织标准 IEC--------国际电子技术委员会标准 ITU-T------国际电信联盟标准
数据采集 数据处理（包括计算量的处理） 控制和调节（可选） 事件顺序记录（SOE）及报警处理 系统时钟和时钟同步（可选） 网络拓扑和动态着色 历史曲线 故障信息实时检测和故障定位 故障指示器的动作信号纠错和补漏 无人值班短信通知 权限管理 通道监视与统计 运行状况 WEB 浏览（可选） 故障通知和故障信息 WEB 浏览（可选） 运行数据和故障信息通过 WEB 历史查询（可选） 向 GIS 系统转发“二遥”实时数据（可选） 接收并执行 GIS 系统下发的遥控、遥调命令（可选）
1.3 供货清单
本期工程试点线路为岔口供电所 4 条出线，其中变电所出口周家村 159 线安装 1 个监测点、小川 153 线安装了 2 个监测点、深渡 155 线安装了 2 个 监测点、岔口 154 线安装了 8 个监测点。
另外，对于没有安装监测点的分支线路，建议安装不带远程通信的短路 接地二合一故障指示器(LPK1-A 型)。
GB311-83/683《高压实验方法》
GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》
GB11022-89《高压开关设备通用技术条件》
《配电线路故障指示器技术规范》（2010 年） 国家电力公司农电部、
科技部
1.4.4 线路故障定位及在线监测（控）系统符合如下通信标准要求：
1）DL5003-91
配电线路故障定位及在线监测（控）系统主要用于中高压输配电线路上，可 检测短路和接地故障并指示出来，可以实时监测线路的正常运行情况和故障发生 过程。该系统可以帮助电力运行人员实时了解线路上各监测点的电流、电压、温 度的变化情况，在线路出现短路、接地、过温等故障以后给出声光和短信报警， 告知调度人员进行远程操作以隔离故障和转移供电，通知电力运行人员迅速赶赴 现场进行处理。主站 SCADA 系统除了显示线路故障电流途径和位置，还能显示线 路负荷电流、零序电流、线路对地电压、接地暂态接地电流的变化情况并绘制历 史曲线图，用户根据需要还可以增加开关位置遥信采集、开关遥控、远程无线抄 表和无功补偿柜电容投切等功能。
10）《10 千伏配网自动化发展规划要点》 国电公司发输电运营部
11）《远动设备及系统-传输规约：第 101 篇 基本远动任务配套标准》 （IEC60870-5-101 规约）
第 5 页 共 13 页
技术协议
12）《远动设备及系统-传输规约：第 104 篇采用标准传输文件集的 IEC60870-5-101 网络访问》（IEC60870-5-104 规约）