故障指示器和故障定位系统北京科锐袁钦成PPT课件
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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
1
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前言
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2
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。
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。
24
北京科锐
配电自动化
现场运行情况
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。
系统组成：
信号源装置+故障检测装置
18
接地变 Earthed Transformer
消 弧 线 圈
接
地 Earthed
信 号
Signal
源 Source
Arc suppression coil
变电站接线示意图（接在中性点）
19
接 地 故 障 检 测 (信 号 源 接 在 母 线 上 )
主变
A1
变
5、 特点：准确、稳定、可靠、可带电装卸、自动复位、
免维护。
3
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
4
1、短路故障指示器原理和应用
5
工作原理
6
故障指示器系列
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
15
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；
16
单相接地故障检测新方法的研究
新方法的目标
◆.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
单相接地指示器工作原理
23
北京科锐
配电自动化
本方案特点
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
架空系统故障指示器安装示意图
正常状态
动作状态
37
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
38
架空子站
39
40
架空系统指示器和子站配置示意图
故 障 指 示 器 自 动 测 试 控 制 台
28
故障指示器在生产测试过程中
规 模 化 生 产
29
北京ห้องสมุดไป่ตู้锐
配电自动化
Jun.2001
(2) C R -F L S型 无 线 通 信 故 障 自 动 定 位 系 统
30
短路故障翻牌显示模拟
GSM通信网
31
短路故障无线传输模拟
GSM通信网
32
接地故障翻牌显示模拟
GSM通信网
33
接地故障信息处理过程
GSM通信网
34
系统构成
探头 接地故障探测信号源 子站 中心站 主站
35
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：-45ºC~85ºC
36
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。
25
户 外 式 信 号 源 装 置
26
户 外 式 信 号 源 装 置
27
出厂前严格、科学的测试
推广。
17
变电站智能中阻接地法
Intelligent Medium Resistor earthed method 主要原理：
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
B2
电
C3
站
N4
PT
5
6
L7 AC220V
N8
EFS-2信 号 源
FI-3A 故 障 指 示 器 接地故障点
接地点
故障指示
正常指示
20
21
北京科锐
配电自动化
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。22
11
母排型故障指示器
12
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
……
13
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
14
（1）单相接地故障检测、选线 和定位技术的研究
7
按工作电源分类
SFI-2x 系列故障指示器 SFI-3x 系列故障指示器
按卡线结构分类
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 8
指示方式分类
LED发光指示
旋转指示 开关触点指示
9
架空线型故障指示器
10
电 缆 型 故 障 指 示 器
中国电力科学研究院
1
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2
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。
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。
24
北京科锐
配电自动化
现场运行情况
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。
系统组成：
信号源装置+故障检测装置
18
接地变 Earthed Transformer
消 弧 线 圈
接
地 Earthed
信 号
Signal
源 Source
Arc suppression coil
变电站接线示意图（接在中性点）
19
接 地 故 障 检 测 (信 号 源 接 在 母 线 上 )
主变
A1
变
5、 特点：准确、稳定、可靠、可带电装卸、自动复位、
免维护。
3
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
4
1、短路故障指示器原理和应用
5
工作原理
6
故障指示器系列
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
15
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；
16
单相接地故障检测新方法的研究
新方法的目标
◆.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
单相接地指示器工作原理
23
北京科锐
配电自动化
本方案特点
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
架空系统故障指示器安装示意图
正常状态
动作状态
37
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
38
架空子站
39
40
架空系统指示器和子站配置示意图
故 障 指 示 器 自 动 测 试 控 制 台
28
故障指示器在生产测试过程中
规 模 化 生 产
29
北京ห้องสมุดไป่ตู้锐
配电自动化
Jun.2001
(2) C R -F L S型 无 线 通 信 故 障 自 动 定 位 系 统
30
短路故障翻牌显示模拟
GSM通信网
31
短路故障无线传输模拟
GSM通信网
32
接地故障翻牌显示模拟
GSM通信网
33
接地故障信息处理过程
GSM通信网
34
系统构成
探头 接地故障探测信号源 子站 中心站 主站
35
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：-45ºC~85ºC
36
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。
25
户 外 式 信 号 源 装 置
26
户 外 式 信 号 源 装 置
27
出厂前严格、科学的测试
推广。
17
变电站智能中阻接地法
Intelligent Medium Resistor earthed method 主要原理：
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
B2
电
C3
站
N4
PT
5
6
L7 AC220V
N8
EFS-2信 号 源
FI-3A 故 障 指 示 器 接地故障点
接地点
故障指示
正常指示
20
21
北京科锐
配电自动化
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。22
11
母排型故障指示器
12
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
……
13
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
14
（1）单相接地故障检测、选线 和定位技术的研究
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按工作电源分类
SFI-2x 系列故障指示器 SFI-3x 系列故障指示器
按卡线结构分类
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 8
指示方式分类
LED发光指示
旋转指示 开关触点指示
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架空线型故障指示器
10
电 缆 型 故 障 指 示 器